JP3118142B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
基板処理装置及び基板処理方法Info
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Description
処理方法、特に、基板収納部から取り出された基板を処
理する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
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。
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。
基板両面を同時に洗浄しているが、この場合には洗浄効
率が悪くなる。すなわち、裏面から除去されたパーティ
クルが表面に回り込んだり、表面から除去されたパーテ
ィクルが表面に再付着したりして洗浄効率が悪くなる。
洗浄効率を上げるためには裏面と表面とを別々に洗浄す
る必要が生じるが、裏面と表面とを別々に洗浄するため
にはウエハを表裏反転させる複雑な反転機構が必要にな
るばかりではなく、ウエハ反転に時間がかかり、基板洗
浄時間が長くなる。
有するウエハ把持機構によって基板周縁を把持し、この
状態で下方より回転ブラシを基板裏面に当接させて行わ
れる。したがって、把持爪によって保持されている基板
部分の洗浄が困難となり、基板裏面及び周縁にパーティ
クルが残存するおそれがある。本発明の目的は、基板の
洗浄効率を高め、短時間に基板を洗浄することにある。
の洗浄を確実に行うことにある。本発明のさらに他の目
的は、装置の構成を簡単にすることにある。
置は、基板保持手段と、ブラシと、回転手段と、揺動手
段と、洗浄液供給手段とを備えている。基板保持手段
は、円盤状の基板の周縁に当接可能なウエハエッジ当接
部と、ウエハエッジ当接部を基板方向に付勢する付勢手
段と、ウエハエッジ当接部及び付勢手段を基板に対して
進退させるウエハ保持・解除機構とを含む。ブラシは、
基板保持手段に保持された基板の一面に当接可能で、基
板主面に回転中心軸が交差するように配置されている。
回転手段は、基板保持手段に保持される基板とブラシと
を相対回転させる。揺動手段は、基板保持手段に保持さ
れる基板とブラシとを相対的に揺動させる。洗浄液供給
手段は、基板に対して洗浄液を供給する。さらに、ウエ
ハ保持・解除機構は、一定時間毎にウエハエッジ当接部
及び付勢手段を基板に対して後退させ、基板保持力を解
除または減少するように構成する。本発明に係る他の基
板処理装置は、基板保持手段と、ブラシと、回転手段
と、揺動手段と、洗浄液供給手段とを備えている。基板
保持手段は、円盤状の基板の周縁に当接可能なウエハエ
ッジ当接部と、ウエハエッジ当接部を基板方向に付勢す
る付勢手段と、ウエハエッジ当接部及び付勢手段を基板
に対して進退させるウエハ保持・解除機構とを含む。ブ
ラシは、基板保持手段に保持された基板の一面に当接可
能で、基板主面に回転中心軸が交差するように配置され
ている。回転手段は、基板保持手段に保持される基板と
ブラシとを相対回転させる。揺動手段は、基板保持手段
に保持される基板とブラシとを相対的に揺動させる。洗
浄液供給手段は、基板に対して洗浄液を供給する。さら
に、ウエハエッジ当接部は、基板の周縁に当接する複数
のローラで構成されており、また、基板保持手段は、こ
の複数のローラを回転自在に支持し、水平方向に対設さ
れたローラ支持部材を有している。
間毎にウエハエッジ当接部及び付勢手段を基板に対して
後退させ、基板保持力を解除または減少するように構成
することができる。ブラシは、基板保持手段に保持され
る基板の下面に当接可能に構成することができる。
に当接する複数のローラで構成することが可能である。
さらに水平方向に対設されたローラ支持部材を設け、こ
のローラ支持部材によってローラを回転自在に支持する
ように構成することが可能である。ここでウエハエッジ
当接部として設けられるローラは、基板の周縁に当接す
る環状溝を有する構成であることが好ましい。
に当接する当接面と、この当接面上方において基板中心
方向に向け突接された凸部とを有し、基板の下面全面が
下方に露出するように基板の周縁を把持する構成とする
ことができる。本発明に係る基板処理方法は、請求項1
または5に記載の基板処理装置を用いた基板処理方法で
あって、ブラシが基板の一面に当接した状態で、少なく
とも回転手段による基板とブラシの相対回転を行うとと
もに、ウエハ保持・解除機構により、ウエハエッジ当接
部及び付勢手段を基板に対して一定時間毎に後退させ、
基板保持手段の基板保持力を解除または減少する工程を
含む。
に設けられるウエハエッジ当接部によって円盤状の基板
を把持し、ブラシとの相対回転によって基板主面の洗浄
を行う。ウエハ保持・解除機構は、ウエハエッジ当接部
及び付勢手段を基板に対して進退させることが可能であ
り、一定時間毎にウエハエッジ当接部及び付勢手段を基
板に対して後退させ、基板の保持力を解除または減少さ
せるので、ブラシと基板との当接面における摩擦力がウ
エハエッジ当接部と基板との摩擦力に勝り、基板保持力
を解除または減少した時間内で、ブラシの回転に伴って
基板が回転する。従って、ウエハエッジ当接部と基板と
の当接位置が未処理となることを防止できる。また、本
発明に係る他の基板処理装置では、基板保持手段に設け
られ、ウエハエッジ当接部としての複数のローラを回転
自在に支持するローラ支持部材によって円盤状の基板を
把持し、ブラシとの相対回転によって基板主面の洗浄を
行う。ウエハ保持・解除機構は、複数のローラ及び付勢
手段を基板に対して進退させることが可能であるため、
複数のローラによる基板の保持力を解除または減少すれ
ば、ブラシと基板との当接面における摩擦力が複数のロ
ーラと基板との摩擦力に勝り、ブラシの回転に伴って基
板が円滑に回転する。従って、複数のローラと基板との
当接位置が未処理となることを防止できる。
にウエハエッジ当接部及び付勢手段を基板に対して後退
させ基板保持力を解除または減少する構成とした場合に
は、基板保持力を解除または減少した時間内で、ブラシ
の回転に伴って基板が回転し、前述の作用が顕著とな
る。ブラシが基板保持手段に保持される基板の下面に当
接可能な場合には、基板の裏面及び周縁のパーティクル
の残存を防止することができる。
る複数のローラで構成した場合には、ブラシの回転に伴
って基板が円滑に回転し、上述した作用が一層顕著であ
る。水平方向に対設されたローラ支持部材を更に設け、
このローラ支持部材にローラが回転自在に支持されてい
る場合には、上述した作用が一層顕著である。また基板
の周縁に当接する環状溝をローラに設けた場合には、こ
の環状溝を用いて基板周縁を確実に保持することができ
る。
付勢されている構成とした場合には、常に適度な圧力で
基板を把持することができ、基板を把持する際にローラ
支持部材の移動ストロークを高精度に行う必要がなくな
る。ウエハエッジ当接部が、基板の周縁に当接する当接
面と、この当接面上方において基板中心方向に向け突設
された凸部とを有し、基板の下面全面が下方に露出する
構成である場合には、基板の下面を下方から洗浄するこ
とが容易であり、基板の裏面及び周縁のパーティクルの
残存を防止することが可能である。
基板の一面に当接した状態で基板とブラシの相対回転を
行うとともに、基板保持手段の基板保持力を一定時間毎
に解除または減少する。このことにより、基板保持力が
解除または減少された一定時間内でブラシの回転に伴っ
て基板がブラシと同じ方向に回転される。従って、ウエ
ハエッジ当接部に当接していた基板の周縁が露出され、
基板の裏面や周縁に未処理の部分が残ることを防止でき
る。
しての基板処理装置は、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。
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。
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。
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。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13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。
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22
は、下端に配置された歯付プーリ24及び歯付ベルト2
5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。
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とが配置されている。各垂直部材3
1の下端には合成樹脂製平板部材からなるカセット台3
2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。
0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44a
が配設されている。この浮き上がり防止部材44aは、
繋ぎ部材30に固定された軸受部45aと、軸46aを
介して軸受部45aに回動自在に連結されたストッパー
47aとにより構成される。
上流側の3つの多関節ロボット7の上方には、図7及び
図8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。
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7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7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。
9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10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。
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。
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。
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。
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7
2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。
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ローラ201,202と、これらの
ローラ201,202を回転自在に支持する把持アーム
87,88とを有している。把持アーム87,88はカ
バー部材203,204に固定されている。カバー部材
203,204は、外方に配置されている摺動ブラケッ
ト207,208に支持されている。一方側の把持アー
ム88及びカバー部材204は、摺動ブラケット208
とカバー部材204との間に設けられたスプリング20
6によって常にウエハWを押圧する方向に付勢されてい
る。また摺動ブラケット207,208は、エアシリン
ダ209,210のピストンロッド211,212に固
定されており、エアシリンダ209,210の駆動に伴
って互いに接離可能となっている。これにより、把持ア
ーム87,88は互いに接離可能となっている。
に示すように、処理槽301を有しており、ローラ20
1,202を含む把持アーム87,88は処理槽301
の内部に配置されている。処理槽301の側方には開口
302,303が設けられている。開口302,303
は、処理槽301の内方に突出する円筒形状であり、カ
バー部材203,204が内方より開口302,303
を覆うように配置されている。また、エアシリンダ20
9,210のピストンロッド211,212及び摺動ブ
ラケット207,208は、開口302,303を通し
て移動可能である。
すように、鉛直方向に延びる支軸213を介して把持ア
ーム87(88)の先端に回転自在に支持されている。
ローラ201(202)の外周面には環状溝214が形
成されており、この環状溝214内にウエハWが挿入可
能となっている。エアシリンダ209,210はそれぞ
れ揺動フレーム304,305に固定されている。揺動
フレーム304,305は図16に示すように(揺動フ
レーム305は図示せず)、連結部材306,307を
介して下部揺動フレーム95に連結されている。下部揺
動フレーム95の裏面には軸受100,101が間隔を
隔てて配置されている。軸受100,101には、上部
に偏心カム104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102,10
3が回転すると、偏心カム104の作用により下部揺動
フレーム95は矢印B方向に偏心揺動運動を行う。これ
によりローラ201,202に把持されたウエハWが揺
動運動する。
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。
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。
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。またガイド軸115と
ガイド軸116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。
に、ブラシ部120を備えている。ブラシ部120は、
回転軸121の上端に固定されている。回転軸121
は、回転軸121と同心に配置された筒状の軸支持部1
22により回転自在に支持されている。軸支持部122
の下端は装置フレーム40に固定されている。回転軸1
21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
れによりブラシ部120はウエハWに対して矢印D方向
に回転駆動される。
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ブラシ部120の外周側へ流
れる。これにより、ブラシ部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12
7から純水を放出すると、放出された純水は遠心力によ
りブラシ部120の外周側へ流れる。これにより、ブラ
シ部120に付着したパーティクルを確実に除去でき、
また待機時のブラシ部120の乾燥を防止できる。
イロンブラシを円形状に植設した構成とすることもでき
るが、図18から図20に示すような形状とすることも
できる。図18では、中心を通る十字形状に繊維を植設
して植設部308を形成し、その他の部分を非植設部3
09としている。図19では、中心から外周に延びる複
数の放射状の植設部310を形成し、その他の部分を非
植設部311としている。図20においては、円形の植
設部312を多数配置し、その他の部分を非植設部31
3としている。図18から図20においては中央部に純
水供給用ノズル127を配置している。この図18から
図20に示した形状のブラシを用いることで、ウエハW
から除去されたパーティクルがブラシの繊維に付着して
目詰まりを起こすことが防止できる。またウエハWの下
面との接触面積を変更して、洗浄処理中のウエハWの回
転を調整することも可能である。
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。
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。この円形ブラシ136は、ナイロ
ン繊維を植設したものを用いることができ、この他にも
塩化ビニル(PVA)スポンジ、モヘア等を利用するこ
とができる。
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。
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。
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。
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が
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。
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10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58が旋回する。そしてベース4
2が反時計回りに90°回転すると、ベース42と旋回
アーム43とが一直線に並んだ搬出姿勢(図7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。
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が排出され、真空計6
9により負圧の確認ができるようになる。そして、真空
計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。
正常に行われている場合には、回動軸44を逆方向(図
10の時計回り)に回転させ、ベース42を逆方向に9
0°回動させる。この結果、搬送アーム43がベース4
2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。
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(図2
3ステップS1)。このとき裏面洗浄装置2側では、エ
アシリンダ209,210が進出し、ローラ201,2
02によりウエハWを把持する(図23ステップS
2)。また、多関節ロボット7は待機姿勢に復帰する。
この時、一方側の把持アーム88及びカバー部材204
は、摺動ブラケット208とカバー部材204との間に
設けられたスプリング206によってウエハWを押圧す
る方向に付勢されており、ローラ201,202による
ウエハWの把持は適度な押圧力で確実に行われる。ま
た、エアシリンダ209,210による把持アーム8
7,88の移動ストロークは、スプリング206の伸縮
許容範囲内であれば、高精度を必要としない。
8により下降させ、回転しているブラシ部120にウエ
ハWの裏面を当接させる。この状態でモータ111を回
転駆動し、ウエハWを、ブラシ部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(図23ステップ
S3)。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。
2によって回転可能に把持されている。しかしながら、
ウエハ把持機構80は、揺動軸102,103の回転に
伴って偏心揺動運動を行っている。このため、ローラ2
01,202によって把持されたウエハWとブラシ部1
20の回転中心は、相対的に偏心揺動しており、ウエハ
Wがブラシ部120と一体的に回転することはない。
2によるウエハWの保持力は、エアシリンダ209,2
10による摺動ブラケット207,208の移動位置及
びスプリング206の付勢力によって与えられている。
ステップS3のウエハWの裏面洗浄中のエアシリンダ2
09のピストンロッド211が一定位置であるとする
と、ローラ201,202がウエハWを保持する力はエ
アシリンダ210及びスプリング206によって与えら
れる。図24及び図25に示すように、エアシリンダ2
10は電磁弁215によって制御されている。エアシリ
ンダ210のM室を排気しN室をに空気を供給すると、
図24に示すように、エアシリンダ210のピストンロ
ッド212は延び切った状態となり、スプリング206
のローラ202に対する付勢力が最大となる。エアシリ
ンダ210のM室及びN室を共に排気状態とすると、図
25に示すように摺動ブロック208がスプリング20
6の付勢力と釣り合った状態の位置で停止する。電磁弁
215を制御してエアシリンダ210のピストンロッド
212を図24の位置に制御した場合には、ローラ20
1,202によるウエハWの保持力は最大となり、ブラ
シ部120に植設された繊維の先端がウエハWの下面に
当接していても、ブラシ部120の回転に伴ってウエハ
Wが回転することが困難である。この状態でブラシ部1
20を回転させウエハWの裏面の洗浄を行う。
ド212を図25の位置に制御した場合には、ウエハW
とローラ201,202の当接位置における摩擦力が最
小となるためウエハWは下面に当接したブラシ部120
の回転に伴って同じ方向に回転する。このことによりウ
エハWのローラ201,202に当接した部分が露出す
ることとなる。ここでエアシリンダ210のピストンロ
ッド212を図24に示すような位置に再度制御を行
う。このことによりウエハWのローラ201,202に
当接していた部分が露出した状態でウエハWがローラ2
01,202によって保持され、ブラシ部120による
洗浄が行われる。
26に示すようなタイミングチャートで行うことができ
る。ここでは図24に示すポジションを時間T1 ,図2
5に示すポジションを時間T2 だけ行い、これを繰り返
している。このことからウエハWはローラ201,20
2と当接する位置における未洗浄の状態がなくなり、パ
ーティクルの残存を防止できる。
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。ウエハWの裏面の洗浄
が終了したと判断すると(図23ステップS4)、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(図2
3ステップS5)。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。
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135が揺動し、ウエハWの表面を洗浄する。
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21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。
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。
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。
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。
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。
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) 把持部83,84は図27に示すように、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とによって構成することも可能であ
る。このとき把持爪85,86は、ウエハWを把持する
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から上方に行くにつれて
その図左右方向に徐々に厚くなる。また、当接面93,
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。 (b) ウエハWの保持力の大きさは、ウエハWの回転
を防止し得る大きさから、保持力が全く無くなる解除状
態まで変化させるようにしてもよく、また、ウエハWが
回転可能な状態まで減少させるようにしてもよい。 (c) 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。 (d) 図16の構成において、ウエハ把持機構を揺動
させる代わりに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。 (e) 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。
エッジ当接部により基板の周縁を把持し、ウエハ保持・
解除機構により、一定時間毎にウエハエッジ当接部及び
付勢手段を基板に対して後退させることにより、基板保
持力を解除または減少した時間内で、ブラシの回転に伴
って基板を回転させることが可能であり、基板とウエハ
エッジ当接部とが当接する位置において基板が未処理と
なることを防止できる。また、本発明に係る他の基板処
理装置では、ウエハエッジ当接部としての複数のローラ
を回転自在に支持するローラ支持部材によって基板を把
持し、ウエハ保持・解除機構により複数のローラ及び付
勢手段を進退させることにより、基板の回転が円滑とな
って複数のローラと基板との当接位置が未処理となるこ
とを防止でき、かつ基板保持力の調整が容易になる。
ジ当接部及び付勢手段を一定時間毎に基板に対して進退
させ、基板保持力を解除または減少すれば、上述の効果
は一層顕著である。ブラシが基板の下面に当接可能な場
合には、基板の裏面及び周縁のパーティクルの残存を防
止できる。
る複数のローラで構成した場合には、ブラシの回転に伴
って基板が円滑に回転し、パーティクルの残存を防止す
る効果が顕著となる。水平方向に対設されたローラ支持
部材を更に設け、このローラ支持部にローラが回転自在
に支持されている場合には、ローラの回転が更に円滑と
なり、かつ基板保持力の調整が容易になる。
けた場合には、この環状溝を用いて基板周縁を確実に保
持することができる。ローラ支持部材が付勢手段より基
板方向に付勢されている構成とした場合には、常に適度
な圧力で基板を把持することができ、基板を把持する際
にローラ支持部材の移動ストロークを高精度に行う必要
がなくなる。
する当接面と、この当接面上方において基板中心方向に
向け突設された凸部とを有し、基板の下面全面が下方に
露出する構成である場合には、基板の下面を下方から洗
浄することが容易であり、基板の裏面及び周縁のパーテ
ィクルの残存を防止することが可能である。本発明に係
る基板処理方法では、ブラシが基板の一面に当接した状
態で基板とブラシの相対回転を行うとともに、基板保持
手段の基板保持力を一定時間毎に解除または減少する。
このことにより、基板保持力が解除または減少された一
定時間内でブラシの回転に伴って基板がブラシと同じ方
向に回転される。従って、ウエハエッジ当接部に当接し
ていた基板の周縁が露出され、基板の裏面や周縁に未処
理の部分が起こることを防止できる。
斜視図。
イミングチャート。
Claims (9)
- 【請求項1】円盤状の基板の周縁に当接可能なウエハエ
ッジ当接部と、前記ウエハエッジ当接部を前記基板方向
に付勢する付勢手段と、前記ウエハエッジ当接部及び付
勢手段を前記基板に対して進退させるウエハ保持・解除
機構とを含む基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持される基板の一面に当接可能
で、前記基板主面に回転中心軸が交差するように配置さ
れたブラシと、 前記基板保持手段に保持される基板と前記ブラシとを相
対回転させる回転手段と、 前記基板保持手段に保持される基板と前記ブラシとを相
対的に揺動させる揺動手段と、 前記基板に対して洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 を備え、前記ウエハ保持・解除機構は、一定時間毎に前記ウエハ
エッジ当接部及び付勢手段を前記基板に対して後退さ
せ、基板保持力を解除または減少させ る基板処理装置。 - 【請求項2】前記ウエハエッジ当接部は、前記基板の周
縁に当接する複数のローラである請求項1に記載の基板
処理装置。 - 【請求項3】前記基板保持手段は、水平方向に対設され
たローラ支持部材をさらに有し、前記ローラ支持部材が
前記ローラを回転自在に支持している、請求項2に記載
の基板処理装置。 - 【請求項4】前記ブラシは、前記基板保持手段に保持さ
れる基板の下面に当接可能であり、前記ウエハエッジ当
接部は、前記基板の周縁に当接する当接面と、この当接
面上方において基板中心方向に向け突設された凸部とを
有し、前記基板の下面全面が下方に露出するように前記
基板の周縁を把持する、請求項1に記載の基板処理装
置。 - 【請求項5】円盤状の基板の周縁に当接可能なウエハエ
ッジ当接部と、前記ウエハエッジ当接部を前記基板方向
に付勢する付勢手段と、前記ウエハエッジ当接部及び付
勢手段を前記基板に対して進退させるウエハ保持・解除
機構とを含む基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持される基板の一面に当接可能
で、前記基板主面に回転中心軸が交差するように配置さ
れたブラシと、 前記基板保持手段に保持される基板と前記ブラシとを相
対回転させる回転手段と、 前記基板保持手段に保持される基板と前記ブラシとを相
対的に揺動させる揺動手段と、 前記基板に対して洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 を備え、 前記ウエハエッジ当接部は、前記基板の周縁に当接する
複数のローラであり、前記基板保持手段は、水平方向に
対設されたローラ支持部材をさらに有し、前記ローラ支
持部材が前記複数のローラを回転自在に支持するもので
ある基板処理装置。 - 【請求項6】前記ローラ支持部材が前記付勢手段により
前記基板方向に付勢されている請求項3または5に記載
の基板処理装置。 - 【請求項7】前記ローラは、前記基板の周縁に当接する
環状溝を有している、請求項2、3、5、または6に記
載の基板処理装置。 - 【請求項8】前記ブラシは、前記基板保持手段に保持さ
れる基板の下面に当接可能である、請求項1〜3および
5〜7のうちのいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項9】請求項1または5に記載の基板処理装置を
用いた基板処理方法であって、 前記ブラシが前記基板の一面に当接した状態で、少なく
とも前記回転手段による前記基板とブラシの相対回転を
行うとともに、前記ウエハ保持・解除機構により、前記
ウエハエッジ当接部及び付勢手段を前記基板に対して一
定時間毎に後退させ、前記基板保持手段の基板保持力を
解除または減少する工程を含む、基板処理方法。
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