JP3348150B2

JP3348150B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP3348150B2
Application number: JP2000036716A
Authority: JP
Inventors: 和憲藤川; 研二安井
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JP2000197858A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハや液晶用ガラス
板等の基板を処理液に浸漬して洗浄処理等を行なう基板
処理装置に関し、詳しくは処理液から基板を引き上げる
機構を備えた基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の基板処理装置とし
て、基板を微低速で処理液から引き上げて、これを減圧
下等の乾燥雰囲気にて基板に付着した水分等を除去する
技術が知られている。

【０００３】すなわち、図９及び図１０は基板処理装置
１００を示す概略図である。同図において、基板処理装
置１００は、基板Ｗを浸漬する処理液を満たす洗浄槽１
０２と、洗浄槽１０２の処理液に基板Ｗを浸漬しその後
に引き上げる基板搬送装置１１０とを備えている。基板
搬送装置１１０は、上下移動ロボット１１２と、上下移
動ロボット１１２により昇降されるロボットアーム１１
４と、ロボットアーム１１４の先端に取り付けられた平
行型開閉チャックシリンダ１１６と、平行型開閉チャッ
クシリンダ１１６により開閉動作される上アーム１１８
及び下アーム１２２とを備えている。

【０００４】上記基板搬送装置１１０の構成において、
上下移動ロボット１１２を駆動するとロボットアーム１
１４を介して平行型開閉チャックシリンダ１１６、上ア
ーム１１８及び下アーム１２２が洗浄槽１０２に対して
昇降し、そして、平行型開閉チャックシリンダ１１６の
駆動により上アーム１１８及び下アーム１２２が基板Ｗ
を掴みまたは放す動作を行なう。

【０００５】次に、洗浄槽１０２から基板Ｗを引き上げ
る動作について説明する。図８は洗浄槽１０２内の処理
液にて基板Ｗが洗浄されて、下アーム１２２が基板Ｗを
掴んだ状態を示す。この状態から、上下移動ロボット１
１２の上昇駆動により下アーム１２２で掴まれた基板Ｗ
が徐々に上昇する。そして、図９に示すように、基板Ｗ
の上部が処理液から出て乾燥したときに、上アーム１１
８が基板Ｗの乾燥した上部を掴むと共に下アーム１２２
が基板Ｗを放す。これにより、下アーム１２２から上ア
ーム１１８への基板Ｗの受け渡しが行なわれる。そし
て、基板Ｗは、上アーム１１８で掴まれた状態にて、上
下移動ロボット１１２の上昇駆動により外部へ搬送され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記基板搬送装置１１
０では、下アーム１２２から上アーム１１８への基板Ｗ
の掴み替えは、基板Ｗの下部が洗浄槽１０２の処理液に
まだ浸漬した状態で行われている。こうした動作を確実
に行なわせるには、下アーム１２２の上昇動作を停止す
るか、下アーム１２２の上昇速度を遅くして、下アーム
１２２から上アーム１１８へ受け渡す必要がある。この
ように、下アーム１２２から上アーム１１８への基板Ｗ
の受け渡しの際に、基板Ｗの引き上げ速度が異なると、
基板Ｗの乾燥状態が変化し、基板Ｗの表面にウォータマ
ークが形成されたり、パーティクル等が付着するという
問題があった。

【０００７】また、基板Ｗの受け渡し動作が処理液に浸
漬した状態で行われるため、処理液の液面の乱れや基板
Ｗの微小な揺れにより、基板Ｗにウォータマークが形成
されたり、パーティクル等が付着しやすいという問題も
あった。

【０００８】本発明は、上記従来の技術の問題点を解決
することを課題とし、基板の処理液からの引き上げ時に
形成され易い基板上のウォータマークやパーティクルを
なくした基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１の発明は、基板を純水で洗浄した後
に乾燥する基板処理装置において、基板の表面に付着し
た純水を乾燥させる乾燥雰囲気に設定する乾燥室と、前
記乾燥室に配置され、基板を洗浄する純水を貯留する洗
浄槽と、基板を載置する基板支持部を有するとともに、
前記乾燥室内において閉鎖的に包囲されている前記洗浄
槽の上方空間から前記洗浄槽内まで基板を載置した状態
の前記基板支持部を下降して、基板を前記洗浄槽の純水
に浸漬し、前記基板支持部に基板を載置した状態で基板
を純水で洗浄した後、基板の全体が純水から乾燥雰囲気
に設定された前記乾燥室内における上方空間へ完全に引
き上げられるまで一定速度で基板を引き上げるリフタ機
構とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２では、請求項１の乾燥室に、基板
を乾燥させるためのアルコール蒸気を供給するアルコー
ル供給手段を接続したものである。請求項３では、請求
項２のアルコール供給手段が、乾燥室に窒素ガスを供給
する。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１に係る基板処理装置では、リ
フタ機構が基板を支持した状態で洗浄槽の純水に浸漬
し、または引き上げる。すなわち、このリフタ機構は、
基板を洗浄槽の純水で洗浄した後に、基板を支持して純
水から引き上げる。そして、基板の全体が純水から引き
上げられると、基板の表面に付着している純水は、乾燥
室の乾燥雰囲気により乾燥除去される。

【００１２】この純水からの引き上げのとき、基板がリ
フタ機構により、一定速度で純水より引き上げられるか
ら、基板の表面には、引き上げ速度の変化に伴うウォー
タマークが形成されない。

【００１３】請求項２の発明では、乾燥室に、基板を乾
燥させるためのアルコール蒸気を供給するアルコール供
給手段を接続することにより、基板に付着した水分を速
やかに除去することができる。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。

【００１５】図１は基板処理装置１０を示す概略構成図
である。基板処理装置１０は、洗浄・乾燥処理部２０
と、純水を供給する純水供給系５０と、洗浄・乾燥処理
部２０内を減圧する減圧系６０と、窒素ガス及びアルコ
ール蒸気を供給するガス供給系８０とを備えている。

【００１６】まず、洗浄・乾燥処理部２０について図２
ないし図６を用いて説明する。図２及び図３に示すよう
に、洗浄・乾燥処理部２０は、洗浄槽２２と、洗浄槽２
２の外周に設けたオーバーフロー槽２３と、密閉チャン
バ２４と、密閉チャンバ２４内で洗浄槽２２に基板Ｗを
浸漬または引き上げるためのリフタ機構３０と、リフタ
機構３０との間で基板Ｗの受け渡しを行なうチャック機
構４０とを備えている。

【００１７】上記洗浄槽２２は、その内部に収容された
純水中に複数枚の基板Ｗを浸漬できる容量を有してお
り、その上部に越流部２２ａ、その底部に純水供給口２
２ｂを備えている。一方、オーバーフロー槽２３は、上
記洗浄槽２２の越流部２２ａを越えて溢れ出た純水が流
れ込むように洗浄槽２２に対して二重構造に配置されて
いる。

【００１８】洗浄槽２２及びオーバーフロー槽２３の上
方空間は、密閉チャンバ２４によって閉鎖的に包囲され
ている。図２に示す密閉チャンバ２４の前面側には、複
数枚の基板Ｗを出し入れするためのチャンバ開口２５が
形成されており、そのチャンバ開口２５を開閉自在に気
密に閉塞することができる密閉蓋２６が形成されてい
る。また、密閉チャンバ２４の外壁面には、それを被覆
するようにラバーヒータ２７（図１参照）が配設されて
いる。また、密閉蓋２６には、密閉チャンバ２４の内壁
面の温度を検出するための温度計２８が該壁面を貫通し
て取り付けられている。

【００１９】上記リフタ機構３０は、複数の基板Ｗを並
列かつ所定間隙で載置保持するための基板支持部３１
と、基板支持部３１を固定した駆動ロッド３２と、駆動
ロッド３２を摺動自在に支持する軸受機構３３と、駆動
プーリ３４及び従動プーリ３５と、駆動プーリ３４及び
従動プーリ３５の間に掛け渡されかつ駆動ロッド３２の
下端部が固定されたベルト３６と、駆動プーリ３４を回
転駆動する駆動用モータ３７とを備えている。

【００２０】また、上記チャック機構４０は、図６に示
すように、基板Ｗの両側端から挟持するためのチャック
４１ａ，４１ｂと、チャック４１ａ，４１ｂをチャック
回転軸４２を介して回動駆動するチャック駆動部４３と
を備えている。チャック４１ａ，４１ｂには、複数枚の
基板Ｗを保持するためのチャック保持溝（図示省略）が
形成されている。この構成により、チャック駆動部４３
が回転駆動すると、チャック回転軸４２を介してチャッ
ク４１ａ，４１ｂが回動して複数の基板Ｗを同時に保持
または放す動作を行なう。前述したリフタ機構３０及び
チャック機構４０は、図７に示すように、ＣＰＵ等より
成る制御手段９９により制御される。

【００２１】次に、洗浄槽２２に純水を供給する純水供
給系５０について説明する。図１に示すように、洗浄槽
２２の純水供給口２２ｂには、純水供給源に連通接続さ
れた給水用配管５１ａ、給水用配管５１ｂ及び給水用配
管５１ｃを介して連通接続されており、給水用配管５１
ａには、上流側から順に、ボール弁５１ｖ1、フィルタ
装置５２、開閉弁５１ｖ2が介設されている。また、給
水用配管５１ａの途中にリターン配管５３が分岐接続さ
れており、リターン配管５３には、開閉弁５３ｖが介設
されている。また、洗浄槽２２の純水供給口２２ｂは、
給水用配管５１ｃから分岐した排水用配管５４ａに連通
接続されており、排水用配管５４ａは、排水用配管５４
ｂを介してドレンに接続している。

【００２２】一方、オーバーフロー槽２３には、排水口
２３ａが形成され、その排水口２３ａに排水用配管５５
ａを介して排水用配管５５ｂが連通接続しており、排水
用配管５５ｂは、排水用配管５４ａと合流して排水用配
管５４ｂを介してドレンに接続している。排水用配管５
４ａには、開閉弁５４ｖが、排水用配管５５ｂには、開
閉弁５５ｖがそれぞれ介設されている。

【００２３】次に、減圧系６０について説明する。洗浄
槽２２の純水供給口２２ｂは、給水用配管５１ｂから分
岐した排気用配管６１に連通接続されており、一方、オ
ーバーフロー槽２３の排水口２３ａは、排水用配管５５
ａから分岐した排気用配管６２に連通接続されている。
排気用配管６１には開閉弁６１ｖが、排気用配管６２に
は開閉弁６２ｖがそれぞれ介設されており、排気用配管
６１及び排気用配管６２は合流し、排気用配管６３を介
して真空ポンプ６４に連通接続している。

【００２４】次に、ガス供給系８０について説明する。
密閉チャンバ２４の蒸気供給口２４ａには、不活性ガ
ス、例えば窒素ガスの供給源に接続されたガス供給用配
管８１が連通接続されており、ガス供給用配管８１に
は、上流側から順に、ヒータ８２、開閉弁８１ｖ、アル
コール蒸気発生ユニット８３及びガスフィルタ８４が介
設されている。アルコール蒸気発生ユニット８３では、
メチルアルコール、エチルアルコール、ＩＰＡ等のアル
コール類の蒸気が生成される。アルコール蒸気発生ユニ
ット８３におけるアルコール蒸気の発生方法としては、
アルコール中に不活性ガスを吹き込む方法、バブリング
する方法、超音波を利用する方法等、適宜の方法を使用
することができる。また、アルコール蒸気発生ユニット
８３には、温度調節機能が備わっており、所定温度に調
節されたアルコール蒸気が生成されるようになってい
る。

【００２５】さらに、ガス供給用配管８１の途中には、
開閉弁８１ｖとヒータ８２との間の区間で分岐し、アル
コール蒸気発生ユニット８３とガスフィルタ８４との間
での区間で合流する分岐配管９１が設けられており、そ
の分岐配管９１にイオナイザー９２及び開閉弁９１ｖが
介設されている。

【００２６】上記ガス供給系８０の構成により、開閉弁
８１ｖが開いた状態で、窒素ガス供給源から送られる窒
素ガスがヒータ８２によって加熱され、その加熱された
窒素ガスによりアルコール蒸気発生ユニット８３で発生
したアルコール蒸気がガス供給用配管８１を通して送ら
れ、アルコール蒸気が窒素ガスと共にガスフィルタ８４
によって清浄化された後、蒸気供給口２４ａを通して密
閉チャンバ２４内へ供給される。

【００２７】また、開閉弁９１ｖを開くことにより、窒
素ガス供給源から送られヒータ８２によって加熱された
窒素ガスは、イオナイザー９２によってイオン化され、
さらにガスフィルタ８４によって清浄化されて蒸気供給
口２４ａを通して密閉チャンバ２４内へ供給される。

【００２８】次に、上記基板処理装置１０を使用して、
基板Ｗを洗浄及び乾燥処理する工程について説明する。
まず、開閉弁５１ｖ2、開閉弁５５ｖを開き、それ以外
のエアー開閉弁を閉じた状態で、純水供給源から給水用
配管５１ａ、給水用配管５１ｂ、給水用配管５１ｃを通
じて、洗浄槽２２の底部の純水供給口２２ｂから純水を
洗浄槽２２内に連続的に供給することにより洗浄槽２２
内に純水の上昇水流を形成する。

【００２９】このとき、洗浄槽２２内を満たした純水
は、該洗浄槽２２の上部の越流部２２ａから溢れ出てオ
ーバーフロー槽２３内へ流入し、オーバーフロー槽２３
の排水口２３ａから排水用配管５５ａ、排水用配管５５
ｂ及び排水用配管５４ｂを通って、ドレンに排出され
る。

【００３０】また、純水の供給と同時に、密閉チャンバ
２４の壁面は、ラバーヒータ２７により所定温度に維持
するよう加熱される。このラバーヒータ２７の加熱制御
は、温度計２８の検出信号に基づき、温度制御器９５に
よって、密閉チャンバ２４の内壁面の温度が所定温度
（例えば６０℃）以上になるように行なわれる。

【００３１】このように、密閉チャンバ２４の内壁面を
加熱しておくことにより、後述する基板Ｗの洗浄中や純
水中からの基板Ｗの引き上げ過程において、密閉チャン
バ２４の内壁面などへの水蒸気の結露が生じない。水蒸
気の結露がないから、その液化に伴って、基板Ｗの周囲
へ供給されたアルコール蒸気の熱エネルギーを奪うこと
もなく、基板Ｗの乾燥効率を向上させる。

【００３２】次に、基板Ｗを洗浄槽２２の純水で洗浄処
理する手順について説明する。いま、密閉チャンバ２４
の密閉蓋２６が開いた状態にあり、リフタ機構３０の基
板支持部３１が上昇位置にある。この状態から、図示し
ない他の基板処理装置で基板処理された基板Ｗがリフタ
機構３０の基板支持部３１に載置される（図３の状
態）。そして、密閉蓋２６が閉じられて密閉チャンバ２
４内が密閉状態になる。続いて、リフタ機構３０の基板
支持部３１は、洗浄槽２２内まで下降して、基板Ｗを洗
浄槽２２の純水に浸漬する。そして、基板Ｗは、上述し
た純水供給系５０により洗浄槽２２に供給される純水で
洗浄される（図４の状態）。

【００３３】基板Ｗの洗浄処理が終了した後に、リフタ
機構３０の基板支持部３１が徐々に上昇して基板Ｗを純
水中から一定速度で引き上げる。純水中から基板Ｗを引
き上げはじめるのと同時に、開閉弁８１ｖを開いて、窒
素供給源からガス供給用配管８１を通して窒素ガスを送
り、密閉チャンバ２４内へ蒸気供給口２４ａからアルコ
ール蒸気を送り込んで、純水中から引き上げられている
途中の基板Ｗの周囲へアルコール蒸気を供給する。この
アルコール蒸気の供給は、純水中からの基板Ｗの引き上
げが完全に終了するまで行なう。

【００３４】純水中からの基板Ｗの引き上げが終了する
と（図３参照）、開閉弁５１ｖ2を閉じると共に開閉弁
５３ｖを開いて、洗浄槽２２への純水の供給を停止さ
せ、同時に開閉弁５４ｖを開いて、洗浄槽２２の純水を
排水用配管５４ａ及び排水用配管５４ｂを介してドレン
へ排出する。洗浄槽２２からの純水の排出が終わると、
開閉弁５４ｖ及び開閉弁５５ｖを閉じる。

【００３５】また、洗浄槽２２から純水を排出し始める
と同時に、開閉弁６１ｖ及び開閉弁６２ｖを開いて、真
空ポンプ６４を作動させ、排気用配管６１、排気用配管
６２及び排気用配管６３を通して密閉チャンバ２４内を
真空排気し、密閉チャンバ２４内を減圧状態にすること
により、基板Ｗの表面に凝縮して純水と置換したアルコ
ール蒸気を蒸発させて基板Ｗを乾燥させる。

【００３６】そして、リフタ機構３０の基板支持部３１
がチャック機構４０のチャック４１ａ，４１ｂの位置ま
で移動すると、基板Ｗは、純水から完全に引き上げられ
た状態になる。続いて、チャック機構４０のチャック駆
動部４３によりチャック４１ａ，４１ｂを回動させて基
板Ｗを保持する（図５の状態）。このとき、チャック４
１ａ，４１ｂは、基板Ｗの水分が除去された部位を把持
する。

【００３７】次に、リフタ機構３０の基板支持部３１が
下降して基板Ｗの保持状態から離れる。これにより、基
板Ｗは、基板支持部３１からチャック４１ａ，４１ｂへ
受け渡される。基板Ｗは、減圧下にあるから、基板支持
部３１で保持された部分の水分は、乾燥除去される。

【００３８】基板Ｗの乾燥が終了すると、真空ポンプ６
４を停止させて、密閉チャンバ２４内が減圧下から大気
圧下へ戻される。最後に、開閉弁８１ｖを閉じて、密閉
チャンバ２４への窒素ガスの供給を停止した後、密閉蓋
２６を開放する。続いて、基板Ｗは、チャック機構４０
から図示しない他の搬送機構に受け渡されて密閉チャン
バ２４外へ搬送される。なお、上記一連の基板Ｗの洗浄
・乾燥工程におけるタイムチャートを図８に示す。な
お、図中、実線は好適な対応を示し、１点鎖線は変形例
を示す。

【００３９】上記実施例に係る基板処理装置１０では、
リフタ機構３０の基板支持部３１で基板Ｗを載置して純
水で洗浄した後に、一定速度で引き上げ、基板Ｗの全体
が純水から完全に引き上げられると、チャック機構４０
のチャック４１ａ，４１ｂが基板Ｗを把持して、その
後、リフタ機構３０の基板支持部３１が基板Ｗの支持状
態を開放する。

【００４０】したがって、基板Ｗの全体が純水から引き
上げられると、基板Ｗの表面に付着している純水は、密
閉チャンバ２４内のアルコール蒸気及び減圧下により乾
燥除去されるから、チャック機構４０のチャック４１
ａ，４１ｂは、基板Ｗの濡れた部分を掴まないので、こ
の部分にパーティクル等が付着したり、ウォータマーク
が形成されない。また、基板Ｗがリフタ機構３０で一定
速度で純水から引き上げられるから、基板Ｗの表面に
は、引き上げ速度の変化に伴うウォータマークが形成さ
れない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る基板処理装置によれば、リフタ機構で基板を支持
した状態で、基板の全体が純水から完全に引き上げられ
るまで、基板を洗浄槽の純水から一定速度で引き上げる
ので、引き上げ速度の変化に起因する基板の表面にウォ
ータマークが生じることもない。

【００４２】請求項２の発明によれば、乾燥室に基板を
乾燥させるためのアルコール蒸気を供給するアルコール
供給手段を接続することにより、基板に付着した水分を
速やかに除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る基板処理装置を示す概
略構成図。

【図２】同実施例に係る洗浄・乾燥処理部を示す示す断
面図。

【図３】同実施例に係る洗浄・乾燥処理部を示す断面
図。

【図４】図３に続く工程を説明する説明図。

【図５】図４に続く工程を説明する説明図。

【図６】同実施例のチャック機構を説明する斜視図。

【図７】同実施例の制御系を示すブロック図。

【図８】基板の洗浄乾燥工程を示すタイミングチャー
ト。

【図９】従来の基板処理装置を示す断面図。

【図１０】図９に続く工程を説明する説明図。

【符号の説明】

１０…基板処理装置２０…乾燥処理部２２…洗浄槽２２ａ…越流部２２ｂ…純水供給口２３…オーバーフロー槽２３ａ…排水口２４…密閉チャンバ２４ａ…蒸気供給口２５…チャンバ開口２６…密閉蓋２７…ラバーヒータ２８…温度計３０…リフタ機構３１…基板支持部３２…駆動ロッド３３…軸受機構３４…駆動プーリ３５…従動プーリ３６…ベルト３７…駆動用モータ４０…チャック機構４１ａ，４１ｂ…チャック４２…チャック回転軸４３…チャック駆動部５０…純水供給系５１ａ…給水用配管５１ｂ…給水用配管５１ｃ…給水用配管５１ｖ1…ボール弁５１ｖ2…開閉弁５２…フィルタ装置５３…リターン配管５３ｖ…開閉弁５４ａ…排水用配管５４ｂ…排水用配管５４ｖ…開閉弁５５ａ…排水用配管５５ｂ…排水用配管５５ｖ…開閉弁６０…減圧系６１…排気用配管６１ｖ…開閉弁６２…排気用配管６２ｖ…開閉弁６３…排気用配管６４…真空ポンプ８０…ガス供給系８１…ガス供給用配管８１ｖ…開閉弁８２…ヒータ８３…アルコール蒸気発生ユニット８４…ガスフィルタ９１…分岐配管９１ｖ…開閉弁９２…イオナイザー９５…温度制御器９９…制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−288471（ＪＰ，Ａ) 特開平４−6830（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−67735（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 1/00 - 7/04 H01L 21/304

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を純水で洗浄した後に乾燥する基板処
理装置において、基板の表面に付着した純水を乾燥させる乾燥雰囲気に設
定する乾燥室と、前記乾燥室に配置され、基板を洗浄する純水を貯留する
洗浄槽と、基板を載置する基板支持部を有するとともに、前記乾燥
室内において閉鎖的に包囲されている前記洗浄槽の上方
空間から前記洗浄槽内まで基板を載置した状態の前記基
板支持部を下降して、基板を前記洗浄槽の純水に浸漬
し、前記基板支持部に基板を載置した状態で基板を純水
で洗浄した後、基板の全体が純水から乾燥雰囲気に設定
された前記乾燥室内における上方空間へ完全に引き上げ
られるまで一定速度で基板を引き上げるリフタ機構とを
備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】乾燥室に、基板を乾燥させるためのアルコ
ール蒸気を供給するアルコール供給手段を接続した請求
項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】アルコール供給手段は、乾燥室に窒素ガス
を供給することを特徴とする請求項２に記載の基板処理
装置。