JP3155147B2

JP3155147B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP3155147B2
Application number: JP08878294A
Authority: JP
Inventors: 薫新原; 康弘倉田; 雅視澤村
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH07297155A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板処理装置、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】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
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。

【０００５】また、基板裏面の洗浄は、複数の把持爪を
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。

【０００６】本発明の他の目的は、基板の把持を確実に
することにある。本発明のさらに他の目的は、基板の把
持とその解除とを迅速に行うことにある。本発明のさら
に他の目的は、特に基板裏面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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、円盤状の基板に対してブラシによって処理を行う
装置であり、把持部と処理部とを備える。把持部は、基
板の周縁に当接する回転自在な複数のローラを有し、前
記基板を当該ローラにより回転可能状態で把持する。処
理部は、把持部によって把持された基板に対して処理を
施す。処理部は、把持部によって把持された基板面に当
接可能でかつ当該基板面に回転中心軸が交差するように
配置されたブラシと、回転中心軸まわりでブラシを回転
させる回転手段と、基板を把持した把持部とブラシと
を、基板の回転中心とブラシの回転中心とが偏心した状
態となるように相対的に偏心揺動円運動させる揺動手段
を備える。

【０００８】ここで、把持部にローラ支持部材を水平方
向に対設し、このローラ支持部材によってローラを回転
自在に支持する構成とすることができる。この場合、ロ
ーラ支持部材を基板把持方向へ付勢する付勢部材を把持
部に設けることができる。また、ローラ支持部材を接離
させる水平移動手段を把持部に設けることも可能であ
る。

【０００９】また、ローラには基板の周縁に当接する環
状溝を設けることが好ましい。さらに、処理部は基板の
下面を下方から洗浄する構成であることが好ましい。こ
の場合、ブラシは、把持部に把持された基板の下面に当
接可能で、基板の下面に回転中心軸が交差するように配
置されることが好ましい。

【００１０】また、処理部に処理液供給部を設け、この
処理液供給部に連結された処理液吐出孔を有するブラシ
を用いることが好ましい。処理部には容器を設けて把持
部を容器の内部に配置し、揺動手段が、把持部から容器
外へと側方に延びさらに下方に延びるリンクと、リンク
の下端に連結されリンクを揺動させる揺動部とを有する
構成とすることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明に係る基板処理装置では、把持部に設け
られた回転自在な複数のローラによって円盤状の基板を
把持し、処理部によって処理を行う。ローラは円盤状の
基板が回転可能状態となるように把持し、回転手段によ
り回転するブラシと基板とを相対的に偏心揺動円運動さ
せる揺動手段を設けているので、基板面全域を確実に処
理することが可能である。また、把持部のローラによっ
て把持された基板がブラシの回転に伴って僅かに回転
し、ローラと基板との当接位置が未処理となることによ
るパーティクルの残存を防止することが可能である。

【００１２】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。ローラを回転自在に支持するロー
ラ支持部材を付勢部材によって基板把持方向へ付勢する
場合には、常に適度な圧力で基板を把持することがで
き、確実に基板を把持できる。また、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。

【００１３】ローラ支持部材を接離させる水平移動手段
を設けた場合には、基板の把持と解除を迅速に行うこと
ができる。処理部が基板の下面を下方から洗浄する構成
である場合には、基板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。

【００１４】処理液供給部に連結された処理液吐出孔を
有しているブラシを用いた場合には、ブラシ表面に付着
したパーティクルを効率良く除去できる。処理部には容
器を設けて把持部を容器の内部に配置し、把持部から容
器外へと側方に延びさらに下方に延びるリンクと、リン
クの下端に連結されリンクを揺動させる揺動部とを有す
る揺動手段を用いた場合には、容器のシーリングを簡略
化することが可能となる。

【００１５】

【実施例】図１及び図２に示された本発明の一実施例と
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。

【００１６】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。

【００１７】水中ローダ１は、図３〜図６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。

【００１８】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。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。

【００１９】カセット昇降装置１２は昇降フレーム１９
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。

【００２０】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。

【００２１】また、各昇降部材２７の上端は繋ぎ部材３
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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】垂直コラム４１はステンレス製であり、図
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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】回動軸４４の基端には、図１１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。

【００２８】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。

【００２９】裏面洗浄装置２は、図１２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。

【００３０】この裏面洗浄装置２は、図１３及び図１４
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。

【００３１】またローラ２０１，２０２は、図１５に示
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とローラ２０１，２０２は偏心揺動円運動
を行う。つまりこのとき、軸受１００は偏心カム１０４
の作用により揺動軸１０２の周囲つまり軸心から外れた
ところをまわる。軸受１０１は偏心カム１０４の作用に
より揺動軸１０３の周囲つまり軸心から外れたところを
まわる。そしてこれら軸受１００，１０１は下部揺動フ
レーム９５の裏面に配置されているので、これら揺動軸
１０２，１０３が後述のように同期して同方向に回転す
ると、下部揺動フレーム９５は、軸受１００が揺動軸１
０２の軸心の周囲を、軸受１０１が揺動軸１０３の周囲
を、それぞれまわるのと同様に円を描いて動く。ただし
このとき下部揺動フレーム９５は回転はしないのでその
姿勢は変化しない。そして、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。

【００３２】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。

【００３３】図１６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。

【００３４】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。

【００３５】ブラシ回転機構８１は、図１７に示すよう
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。

【００３６】ブラシ部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。

【００３７】ブラシ部１２０は、ウエハＷに対応してナ
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。

【００３８】表面洗浄装置３は、図２１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。

【００３９】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。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。

【００４０】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。

【００４１】水洗乾燥装置４は、図２２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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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
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。

【００４７】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２０９，２１
０が進出し、ローラ２０１，２０２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。この時、一方側の把持アーム８８及びカバー部材２
０４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。

【００４８】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。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。

【００４９】ここでは、ウエハＷはローラ２０１，２０
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。た
だし、ウエハＷの偏心揺動とブラシ部１２０の回転に伴
ってブラシ部１２０がウエハＷをわずかに回転させるこ
ととなる。従って、ローラ２０１，２０２によるウエハ
Ｗの被把持部分がウエハＷの回転に伴って露出し、ウエ
ハＷの裏面及び周縁全体を確実に洗浄できる。またウエ
ハＷはローラ２０１，２０２に対してスリップしないの
でウエハＷの損傷やパーティクルは発生しない。

【００５０】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。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。

【００５１】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１３５が揺動し、ウエハＷの表面を洗浄する。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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）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。（ｃ）ウエハＷをブラシ部１２０で洗浄する際に、エ
アシリンダ２０９，２１０による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。（ｄ）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。

【００５８】

【発明の効果】本発明に係る基板処理装置では、回転自
在な複数のローラにより基板の周縁を把持し、処理する
ので、基板が把持された状態で回転可能であり、回転手
段により回転するブラシと基板とを相対的に偏心揺動円
運動させる揺動手段を設けているので、基板面全域を確
実に処理することが可能である。また、把持部のローラ
によって把持された基板がブラシの回転に伴って僅かに
回転し、ローラと基板との当接位置が未処理となること
によるパーティクルの残存を防止できる。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、基板の把持
を確実に行うことができる。

【００５９】ローラを支持するローラ支持部材を基板把
持方向へ付勢するようにした場合には、基板の把持をさ
らに確実に行うことができる。ローラ支持部材を接離さ
せる水平移動手段を設けた場合には、基板の把持及び解
除を迅速に行うことが可能となる。処理部が基板の下面
を下方から洗浄する構成である場合には、基板の裏面及
び周縁にパーティクルを残存することなく洗浄効率を高
めることが可能となる。

【００６０】ブラシに処理液吐出孔を設けた場合には、
ブラシに付着したパーティクルを迅速に除去できる。

【００６１】処理部に容器を設けて把持部を容器の内部
に配置し、把持部から容器外へと側方に延びさらに下方
に延びるリンクと、このリンクを揺動させる揺動部とを
備えた揺動手段を用いた場合には、容器に必要なシーリ
ングを簡略化することが可能となる。

【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】水槽の斜視図。

【図７】搬送装置の平面図。

【図８】搬送装置の側面図。

【図９】多関節ロボットの一部破断側面図。

【図１０】多関節ロボットの一部破断平面図。

【図１１】多関節ロボットの配管図。

【図１２】裏面洗浄装置の斜視部分図。

【図１３】その一部破断平面部分図。

【図１４】その一部破断側面部分図。

【図１５】ローラの側面図。

【図１６】裏面洗浄装置の縦断面部分図。

【図１７】ブラシ回転機構の一部切欠き斜視図。

【図１８】ブラシ部の一実施例の斜視部分図。

【図１９】ブラシ部の他の実施例の斜視部分図。

【図２０】ブラシ部の他の実施例の斜視部分図。

【図２１】表面洗浄装置の斜視部分図。

【図２２】水洗乾燥装置の斜視部分図。

【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８０ウエハ把持機構８１ブラシ洗浄機構８２表面洗浄ノズル８７，８８把持アーム２０１，２０２ローラ２０３，２０４カバー部材２０５，２０６スプリング２０７，２０８摺動ブラケット２０９，２１０エアシリンダ２１１，２１２ピストンロッド

フロントページの続き審査官鈴木充 (56)参考文献特開昭60−143634（ＪＰ，Ａ) 特開平４−363022（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−94425（ＪＰ，Ａ) 特開平４−15920（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−71854（ＪＰ，Ａ) 特開平４−94537（ＪＰ，Ａ) 特開平６−120184（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−96825（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 644 B08B 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状の基板に対してブラシによって処理
を行う基板処理装置であって、前記基板の周縁に当接する回転自在な複数のローラを有
し、前記基板を当該ローラにより回転可能状態で把持す
る把持部と、前記把持部によって把持された基板に対して処理を施す
処理部と、を備え、前記処理部は、前記把持部によって把持された基板面に当接可能でかつ
当該基板面に回転中心軸が交差するように配置されたブ
ラシと、前記回転中心軸まわりで前記ブラシを回転させる回転手
段と、前記基板を把持した前記把持部と前記ブラシとを、前記
基板の回転中心と前記ブラシの回転中心とが偏心した状
態となるように相対的に偏心揺動円運動させる揺動手段
と、を備えた基板処理装置。
【請求項２】前記把持部は、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１に記載の基板
処理装置。
【請求項３】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１または２に記載の基板処
理装置。
【請求項４】前記把持部は、前記ローラ支持部材を基板
把持方向へ付勢する付勢部材をさらに有する、請求項２
または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】前記把持部は、前記ローラ支持部材を接離
させる水平移動手段をさらに有する、請求項２ないし４
のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】前記処理部は前記基板の下面を下方から洗
浄する、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理
装置。
【請求項７】前記ブラシは、前記把持部に把持された基板の下面に当接可能で、前記
基板の下面に回転中心軸が交差するように配置されてい
る請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】前記処理部は処理液供給部をさらに有し、
前記ブラシは前記処理液供給部に連結された処理液吐出
孔を有している、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】前記処理部は容器をさらに有しており、前
記把持部は前記容器の内部に配置されており、前記揺動手段は、前記把持部から前記容器外へと側方に
延びさらに下方に延びるリンクと、前記リンクの下端に
連結され前記リンクを揺動させる揺動部とを有してい
る、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。