JP3120289B2

JP3120289B2 - 処理装置

Info

Publication number: JP3120289B2
Application number: JP13530291A
Authority: JP
Inventors: 光雄西
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 2000-12-25
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JPH04336429A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は洗浄装置に関するもの
で、更に詳細には、処理液によって半導体ウエハ等の被
処理体を洗浄する洗浄処理室と、この洗浄処理室と隣接
する位置に配置される被処理体搬送室と、この被処理体
搬送室内に配設されて洗浄処理室に対して被処理体を搬
入・搬出する搬送手段とを具備する洗浄装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造工程において、半導
体ウエハの表面に付着した薬液や不純物等を除去するた
めに洗浄装置が使用されている。この洗浄装置は、半導
体ウエハに対して、例えばアンモニア処理、水洗処理、
フッ酸処理等の各処理を順次施して半導体ウエハの表面
を清浄化するものである。

【０００３】そこで、従来の洗浄装置は、アンモニア処
理槽、水洗処理槽、フッ酸処理槽等の各処理槽を配置す
る複数の洗浄処理室を配列し、被処理体である半導体ウ
エハを搬送手段にて載置保持して各処理室内外に搬入・
搬出していた。この場合、搬送手段として、複数のアー
ム体を互いに回転自在に連結した多関節搬送アームが使
用されている。この搬送アームは処理室と隣接する室内
に配設され、そして、室に設けられた半導体ウエハの搬
入・搬出用の開口部より半導体ウエハを搬入・搬出して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の洗浄装置においては搬送アームが雰囲気の異な
る洗浄処理室に対して半導体ウエハを搬入・搬出するた
め、搬送アームに前処理で扱った薬液が付着し、この薬
液が搬送アームの駆動部側に侵入することがあり、その
結果搬送アームの駆動部側が腐食するという問題があっ
た。また、搬送アームに薬液やその他の不純物が付着す
ると、搬送アームを配設する室内の雰囲気が乱れて、半
導体ウエハが汚染されると共に、半導体ウエハの製品歩
留りが低下するという問題もあった。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、搬送アームの駆動部の腐食を防止すると共に、搬送
アームを配設する室内を清浄化された同一の雰囲気に維
持するようにした洗浄装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の洗浄装置は、処理液によって被処
理体を洗浄する洗浄処理室と、この洗浄処理室と隣接す
る位置に配置される被処理体搬送室と、この被処理体搬
送室内に配設されて上記洗浄処理室に対して上記被処理
体を搬入・搬出する搬送手段とを具備する洗浄装置を前
提とし、上記搬送手段を、互いに回転自在に連結される
複数のアーム体を具備する多関節搬送アームにて形成
し、上記アーム体を、隣接するアーム体を連結する中空
状の連結軸と、この連結軸の中空部と連通する空間を残
して連結軸を包囲するカバーとで構成し、上記連結軸の
中空部に加圧付与手段を接続して、上記アーム体のカバ
ー内空間部を加圧状態に維持するものである。

【０００７】また、この発明の第２の洗浄装置は、上記
第１の発明の洗浄装置において、被処理体搬送室の上部
に空気供給口を設けると共に、この空気供給口に濾過部
材を介して空気供給手段を接続し、上記被処理体搬送室
の底部に排気・排液口を設けると共に、この排気・排液
口に吸引手段を接続し、上記被処理体搬送室中に、上部
から下部に向って流れる清浄空気流と直交する方向に整
流手段を配設してなるものである。

【０００８】この発明において、上記アーム体の連結部
はシール機構を介して連結することが好ましく、また、
アーム体のカバーは耐蝕性部材に形成する方が好まし
い。この場合、耐蝕性部材として例えば塩化ビニル製部
材を使用することができる。

【０００９】上記加圧付与手段はアーム体のカバー内空
間部を加圧状態に維持するもので、例えば空気あるいは
窒素（Ｎ2 ）ガスをカバー内空間部に充填することによ
って行うことができる。

【００１０】上記被処理体搬送室は搬送アームを配設す
るスペースを有しかつ側壁に被処理体の搬入・搬出のた
めの開口を有するものであれば、任意の構造でよく、例
えば壁部と底部とを一体に形成した耐蝕性部材にて形成
される筒状の容器にて形成することができる。この場
合、耐蝕性部材として、例えば塩化ビニル製部材を使用
することができる。

【００１１】また、上記整流手段は被処理体搬送室の上
部から下部に向って流れる清浄空気流と直交する方向に
配設されるものであれば任意のものでよいが、好ましく
は耐蝕性部材にて形成される多孔板にて形成する方がよ
い。この場合、耐蝕性部材として、例えば塩化ビニル製
部材を使用することができる。

【００１２】

【作用】上記のように構成されるこの発明の洗浄装置に
よれば、隣接するアーム体を連結する中空状の連結軸
と、この連結軸の中空部と連通する空間を残して連結軸
を包囲するカバーとでアーム体を構成し、連結軸の中空
部に加圧付与手段を接続してアーム体のカバー内空間部
を加圧状態に維持することにより、搬送アームに付着す
る薬液の搬送アーム駆動部内への侵入を防止すると共
に、搬送アームの腐食を防止することができる。

【００１３】また、被処理体搬送室の上部から下部に向
って清浄化されたクリーンエアをダウンフローさせると
共に、整流手段により整流させて底部の排気・排液口か
ら排出することにより、搬送アームに付着した薬液やそ
の他の不純物によって被処理体搬送室内の雰囲気が乱さ
れることなく、清浄化された雰囲気を維持することがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００１５】図１はこの発明の洗浄装置の一部の概略断
面図、図２は図１の要部拡大断面図が示されている。

【００１６】この発明の洗浄装置は、図示しない洗浄処
理槽中に収容される処理液に浸漬して被処理体である半
導体ウエハ１を洗浄する洗浄処理室２と、この洗浄処理
室２と隣接する位置に配置される被処理体搬送室３と、
この被処理体搬送室３内に配設されて洗浄処理室２に対
して半導体ウエハ１を搬入・搬出する搬送手段である搬
送アーム４とを具備してなる。

【００１７】搬送アーム４は、互いに回転自在に連結さ
れる複数のアーム体５（具体的には５ａ〜５ｄ）にて形
成される多関節構造となっており、最上段のアーム体５
ｄには半導体ウエハ１を載置保持する二又状のフォーク
６が突設されている。また、各アーム体５は、隣接する
アーム体５を連結する中空状の連結軸７と、この連結軸
７の中空部７ａと連通する空間８ａを残して連結軸７を
包囲する塩化ビニル製のカバー８とで構成されている。
また、最下段のアーム体５ａの連結軸７には中空部７ａ
に連通する通気孔７ｂが穿設されており、この通気孔７
ｂに供給管９を介して加圧付与手段であるＮ2 ガスタン
ク１０が接続されている。したがって、Ｎ2 ガスタンク
１０からＮ2 ガスが供給管９を通って連結軸７の中空部
７ａ内に流れ、中空部から隣接するアーム体５の空間８
ａ内に充填されて空間８ａ内が加圧状態に維持され、搬
送アーム４に付着する薬液等が搬送アーム４の駆動部内
に侵入するのを防止することができるようになってい
る。

【００１８】この場合、隣接するアーム体５ａ〜５ｄの
連結部にはシール機構が施されている。ここで、最下段
のアーム体５ａとその上段のアーム体５ｂのシール機構
を代表例として説明する。すなわち、図２に示すよう
に、最下段のアーム体５ａのカバー８に装着されてその
上段のアーム体５ｂのカバー８内に突入する筒状固定軸
１１ａの外周面にフッ素樹脂製のスリーブ１１ｂを嵌着
し、そして、このスリーブ１１ｂと対向する最下段のア
ーム体５ａのカバー８との間にＯリング１１ｃを介在
し、また、上段のアーム体５ｂのカバー８とスリーブ１
１ｂとの間に合成ゴム製のシール部材１１ｄを介在させ
ることによって、被処理体搬送室３の空間８ａと搬送ア
ーム４の駆動部とをシールすることができる。また、最
下段のアーム体５ａのカバー８には容器３の底部３ｄと
接触する面にＯリング１１ｅを配設するＯリング溝１１
ｆが設けられている。また、アーム体５ｂのカバー８の
接合部にもＯリング１１ｇが介在されて気密性が維持さ
れている。なお、筒状固定軸１１ａの内方側にはベアリ
ング１２を介して連結軸７を遊嵌する駆動軸１３が回転
自在に支承されている。

【００１９】一方、被処理体搬送室３は、隣接する洗浄
処理室２と対向する側壁３ａに半導体ウエハ１及び搬送
アーム４の搬入・搬出のための開口部３ｂを設けた角筒
状の塩化ビニル製容器にて形成されており、この容器３
の天井面に設けられた開口３ｃには塩化ビニル製多孔板
にて形成される上部整流部材１４及び濾過手段であるＨ
ＥＰＡ（又はＵＬＰＡ）フィルタ１５を介して給気通路
が接続され、この給気通路中に空気供給手段である給気
ファン１６が配設されて、容器３内に清浄化されたクリ
ーンエアＡが供給されるようになっている。なお、開口
部３ｂにはシャッター１７が開閉自在に配設されると共
に、開口部３ｂの上部にエアー吹出口（図示せず）が設
けられて、エアーカーテンが形成されるようになってい
る。

【００２０】また、容器３の底部３ｄは外周側が内周側
より低い段状となっており、外周側の周溝３ｅの２箇所
には排気・排液口３ｆが設けられている。これら排気・
排液口３ｆには排出管１８を介して図示しない吸引手段
が接続されると共に、排出管１８の途中に気液分離部１
９が配設されている。更に、容器３の底部３ｄの上方付
近には整流手段である塩化ビニル製の多孔板２０が横設
されており、この多孔板２０によって容器３内に流れる
クリーンエアのダウンフローの層流状態が維持され、ま
た、容器３の底部３ｄに溜った排気及び排液等が上方へ
舞い上がるのを阻止している。

【００２１】なお、容器３の上部には搬送アーム４のフ
ォーク６に付着した薬液や不純物等を洗浄及び乾燥する
洗浄・乾燥ノズル４０が配設されている。この洗浄・乾
燥ノズル４０は図示しないロータリーアクチュエータに
よって洗浄・乾燥位置と側方待機位置とに切換可能とな
っており、また、図示しない供給手段から洗浄用純水及
び乾燥用Ｎ2 ガスが供給されるようになっている。

【００２２】上記のように構成することによって、容器
３の上部から容器３内に供給されるクリーンエアＡが多
孔板２０によって層流状態となって排気・排液口３ｆか
ら排出されるので、容器３内は清浄化された雰囲気が維
持される。すなわち、搬送アーム４に付着した薬液や不
純物等の容器３内への飛散あるいは搬送アーム４のカバ
ー８内を加圧状態にするために充填されたＮ2 ガスの漏
洩によって容器３内の雰囲気が乱されるのを防止するこ
とができる。したがって、半導体ウエハ１をクリーンな
状態で搬送できる。

【００２３】次に、洗浄装置の全体構造について、図３
を参照して説明する。

【００２４】図３は、３つの洗浄処理ユニット２１，２
２，２３にて洗浄装置を構成した場合で、搬入側の洗浄
処理ユニット２１にはローダ２４が接続され、搬出側の
洗浄処理ユニット２３にはアンローダ２５が接続されて
おり、更に洗浄処理ユニット２１，２２間及び洗浄処理
ユニット２２，２３間に、３ユニットのいずれかに含ま
れている処理室の一部を構成する水中ローダ２６が配設
されている。

【００２５】搬入側の洗浄処理ユニット２１は、中心位
置に搬送アーム４を配設する容器３が位置し、その周囲
で容器３の左隣及びローダ２４の正面にそれぞれアンモ
ニア処理室２７及び水洗処理室２８が配設されている。

【００２６】中央の洗浄処理ユニット２２は、中心位置
に搬送アーム４を配設する容器３が位置し、その周囲の
左右両側に水中ローダ２６を配設し、その間の前後位置
にフッ酸処理室２９、水洗オーバーフロー処理室３０を
配設してなる。

【００２７】また、搬出側の洗浄処理ユニット２３は、
中心位置に搬送アーム４を配設した容器３が位置し、こ
の容器３の周囲でアンローダ２５の正面側には水洗ファ
イナルリンス処理室３１を配設し、容器３の右隣に乾燥
処理室３２を配設してなる。

【００２８】上記のように構成される洗浄処理装置にお
いて、ローダ２４に２５枚ずつ半導体ウエハ１が載置さ
れたキャリア３３が２つ搬送されてくると、オリフラ合
せ機構３４が動作して、キャリア３３内の半導体ウエハ
１を整列させる。次いで、突き上げ棒（図示せず）が上
方に作動して、キャリア３３をそのままに、半導体ウエ
ハ１のみを上方に取り出した後、突き上げ棒が互いに寄
合って５０枚の半導体ウエハ１を等間隔で位置させる。

【００２９】次に、搬送アーム４が作動して水平回転
し、かつローダ２４方向に伸びて先端のフォーク６を突
き上げ棒の下側に位置させる。そして、突き上げ棒が下
降し、フォーク６上に半導体ウエハ１が載置位置決めさ
れる。

【００３０】次いで、フォーク６上に半導体ウエハ１が
載置された状態で、搬送アーム４が水平回転し、かつ伸
縮してアンモニア処理室２７の開口部３ｂから半導体ウ
エハ１をアンモニア処理室２７の処理槽２７ａの専用ボ
ート２７ｂ上に挿入位置させる。そして、搬送アーム４
がアンモニア処理室２７から外に出ると、開口部３ｂの
シャッター１７が閉じると共に、開口部上部のエアー吹
出口からエアーが吹き出されてエアーカーテンが形成さ
れて、アンモニア処理室２７内の雰囲気が外部に漏出す
るのを確実に防止するようになっている。そして、この
状態でアンモニア処理室２７内の半導体ウエハ１は洗浄
処理される。

【００３１】一方、アンモニア処理室２７から搬送アー
ム４のフォーク６が容器３内に戻ってくると、ロータリ
ーアクチュエータ１３が作動して洗浄・乾燥ノズル４０
がフォーク６の上方位置に移動して、洗浄及び乾燥が行
われる。この際、搬送アーム４のカバー内空間８ａには
Ｎ2 ガスが充填されているので、薬液等が搬送アーム４
の駆動部側に侵入することがなく、搬送アーム４が腐食
する心配もない。また、容器３内は上部から供給される
クリーンエアが多孔板１４，２０によって層流状態で下
部の排気・排液口３ｆから排出されるダウンフローを形
成するので、容器３内の雰囲気は常に清浄化された状態
に維持されている。

【００３２】アンモニア処理室２７内での洗浄が終了し
た後、上述の動作と逆の動作でボート２７ｂ上の半導体
ウエハ１を搬送アーム４のフォーク６上に載置位置決め
して、半導体ウエハ１をアンモニア処理室２７外に取り
出し、次の水洗処理室２８内へ半導体ウエハ１を搬入す
る。そして、水洗処理室２８から戻ってきた搬送アーム
４のフォーク６は上述と同様に洗浄・乾燥ノズル４０に
よって洗浄及び乾燥されて、次の半導体ウエハ１の新た
な５０枚の半導体ウエハ１の搬送が可能となる。したが
って、搬送アーム４は半導体ウエハ１の搬送後の待機中
に洗浄・乾燥されると共に、駆動部側への薬液等の侵入
が防止されるため、半導体ウエハ１の洗浄処理を連続的
に効率良く行うことができる。また、搬送アーム４がク
リーンエアのダウンフローによって清浄化された雰囲気
の容器３内に配設されているため、搬送アーム４に付着
した薬液や洗浄に使用される排液、更にはカバー内空間
８ａに充填されるＮ2 ガスの万一の漏洩によって雰囲気
が乱されることなく、安全に排出することができる。

【００３３】なお、搬入側の洗浄処理ユニット２１によ
る洗浄が終了した半導体ウエハ１は搬入側の洗浄処理ユ
ニット２１と中央の洗浄処理ユニット２２との間の水中
ローダ２６によって中央の洗浄処理ユニット２２に搬送
され、中央の洗浄処理ユニット２２の容器３内に配設さ
れた搬送アーム４によって上述と同様に搬送される。そ
して、半導体ウエハ１は、順次フッ酸処理室２９内での
洗浄処理、オーバーフロー処理室３０内での水洗オーバ
ーフロー処理が行われる。この中間の洗浄処理ユニット
による洗浄処理においても、容器３内に待機中の回転搬
送アームのフォーク６は洗浄・乾燥ノズル４０によって
上述と同様に洗浄、乾燥されると共に、清浄化雰囲気中
におかれる。

【００３４】また、中央の洗浄処理ユニット２２での洗
浄処理が行われた半導体ウエハ１は、中央の洗浄処理ユ
ニット２２と搬出側の洗浄処理ユニット２３との間の水
中ローダ２６にて搬出側の洗浄処理ユニット２３に搬送
される。そして、搬出側の洗浄処理ユニット２３の搬送
アーム４によって上述と同様に搬送されて、ファイナル
リンスが行われた後、乾燥処理が行われる。この搬出側
の洗浄処理ユニット２３による洗浄においても、上述と
同様に搬送アーム４のフォーク６は洗浄・乾燥ノズル４
０によって洗浄乾燥され、常に清浄化されたた状態で半
導体ウエハ１の搬送に供される。

【００３５】搬出側の洗浄処理ユニット２３にて洗浄処
理された半導体ウエハ１はアンローダ２５に搬送され、
このアンローダ２５にて半導体ウエハ１の２５枚ずつの
分割、オリフラ合せが行われ、そして、２つのキャリア
に載置されて搬出される。

【００３６】なお、上記実施例ではこの発明の洗浄装置
が半導体ウエハ１の洗浄装置について説明したが、必ず
しも半導体ウエハ１の洗浄装置に限定するものではな
く、その他の例えばＬＣＤガラス基板等の洗浄装置に適
用できることは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の洗浄
装置によれば上記のように構成されているので、以下の
ような効果が得られる。

【００３８】１）請求項１記載の洗浄装置によれば、隣
接するアーム体を連結する中空状の連結軸と、この連結
軸の中空部と連通する空間を残して連結軸を包囲するカ
バーとでアーム体を構成し、連結軸の中空部に加圧付与
手段を接続してアーム体のカバー内空間部を加圧状態に
維持するので、搬送アームに付着する薬液の搬送アーム
駆動部内への侵入を防止して搬送アームの腐食を防止す
ると共に、洗浄効率の向上を図ることができる。また、
装置の寿命の増大及び信頼性の向上が図れる。

【００３９】２）請求項２記載の洗浄装置によれば、被
処理体搬送室の上部から下部に向って清浄化された空気
をダウンフローさせると共に、整流手段により整流させ
て底部の排気・排液口から排出することができるので、
搬送アームに付着した薬液やその他の不純物によって被
処理体搬送室内の雰囲気が乱されることなく、清浄化さ
れた雰囲気を維持することができ、上記１）に加えて被
処理体の歩留りの低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の洗浄装置の一部を示す概略断面図で
ある。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】洗浄装置の全体構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１半導体ウエハ（被処理体）２洗浄処理室３容器（被処理体搬送室）３ｃ空気供給口３ｆ排気・排液口４搬送アーム（搬送手段）５（５ａ〜５ｄ）アーム体７連結軸７ａ中空部８カバー８ａ空間９供給管１０Ｎ2 ガスタンク（加圧付与手段）１５ＨＥＰＡ（又はＵＬＰＡ）フィルタ１６給気ファン（空気供給手段）１８排出管２０多孔板（整流手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 648 B08B 3/04 H01L 21/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理液によって被処理体を洗浄する洗浄
処理室と、この洗浄処理室と隣接する位置に配置される
被処理体搬送室と、この被処理体搬送室内に配設されて
上記洗浄処理室に対して上記被処理体を搬入・搬出する
搬送手段とを具備する洗浄装置において、上記搬送手段
を、互いに回転自在に連結される複数のアーム体を具備
する多関節搬送アームにて形成し、上記アーム体を、隣
接するアーム体を連結する中空状の連結軸と、この連結
軸の中空部と連通する空間を残して連結軸を包囲するカ
バーとで構成し、上記連結軸の中空部に加圧付与手段を
接続して、上記アーム体のカバー内空間部を加圧状態に
維持することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】請求項１記載の洗浄装置において、被処
理体搬送室の上部に空気供給口を設けると共に、この空
気供給口に濾過部材を介して空気供給手段を接続し、上
記被処理体搬送室の底部に排気・排液口を設けると共
に、この排気・排液口に吸引手段を接続し、上記被処理
体搬送室中に、上部から下部に向って流れる清浄空気流
と直交する方向に整流手段を配設してなることを特徴と
する洗浄装置。