JP3753000B2

JP3753000B2 - 基板洗浄装置

Info

Publication number: JP3753000B2
Application number: JP2001023851A
Authority: JP
Inventors: 孝章末松; 輝隆佐原; 由光北田; 康宏小松
Original assignee: 日立プラント建設株式会社
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002231679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板洗浄装置に係り、特に円盤状の基板を洗浄槽内に配置した固定受け台に載置し、洗浄槽内の洗浄液に浸漬した状態で、前記基板を洗浄するようにしたキャリアレス式の基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用のシリコン基板やハードディスクに用いられるアルミニウム基板、ガラス基板などは、製造工程で基板に付着した有機物、微粒子などを除去するために、薬液、洗剤、超純水を用いた浸漬洗浄が行われる。浸漬洗浄の方法としてはキャリア式とキャリアレス式とがある。キャリア式は基板をキャリア（カセット）に保持し、このキャリアごと洗浄槽内の洗浄液に浸漬して洗浄する方法であり、洗浄終了後にキャリアごと洗浄槽から引き上げて次の工程に移る。キャリアレス式はキャリアを使用せずに、専用の基板搬送機を用いて、基板を洗浄槽内に配置した固定受け台に移載し洗浄する方法であり、洗浄終了後に再び前記基板搬送機を用いて基板のみを洗浄槽から引き上げて次の工程に移る。
【０００３】
キャリア式、キャリアレス式ともそれぞれ利点、欠点があるが、近年ではキャリアレス式が主流になっている。このキャリアレス式を図面に基づいて具体的に説明する。図７は基板を固定受け台に載置した状態を示す側面図である。すなわち、複数枚の円盤状の基板１０、１０、…が洗浄槽内に配置した固定受け台１２に垂直かつ並列に載置され、洗浄槽内の洗浄液１４に浸漬される。固定受け台１２は基板１０を支持するためのＶ字状の支持溝１６を等間隔に複数本具備している。基板１０はその外周部が前記Ｖ字状の支持溝１６の傾斜部に当接することによって固定受け台１２の溝ピッチに合わせて等間隔にされることになる。
【０００４】
図８は基板洗浄装置の概略構成を示す正断面図である。洗浄槽２０には洗浄液１４が張り込まれており、その底部には固定受け台１２が配置されている。洗浄槽２０の上方には基板搬送機２２が移動自在に配設されており、図８（イ）は基板搬送機２２によって基板１０を固定受け台１２に移載する状況を示す。すなわち、基板搬送機２２には搬送アーム２４が垂下しており、この搬送アーム２４の先端に装備した基板チャック２６によって複数枚の基板１０が支持されている。すなわち、基板搬送機２２は複数枚の基板１０を一括して搬送できる機能を持つ。このため、前記搬送アーム２４の先端に装備した基板チャック２６は長手方向（本図においては紙面に対して垂直な方向）に、複数の基板１０をチャックするための複数本の支持溝が設けられている。この複数本の支持溝の溝ピッチを、前記固定受け台１２に設けられたＶ字状の支持溝１６の溝ピッチと一致させることは当然である。図示の状態から、基板搬送機２２を降下させ、基板１０の外周部が前記固定受け台１２の溝１６に当接した時点で搬送アーム２４を開いて、基板チャック２６を基板１０から引き離し、複数枚の基板１０が一括して固定受け台１２に移載される。その後、基板搬送機２２を洗浄槽２０の上方に引上げて、基板搬送機２２は他の操作のために移動する。図８（ロ）は洗浄槽２０内の固定受け台１２に基板１０が載置された状況を示し、固定受け台１２には図７に示したように複数枚の基板１０が等間隔に並列し、洗浄液１４に浸漬された状態にある。この状態で洗浄液１４に流れを起こし、また超音波を照射することによって、基板１０の洗浄が行われる。洗浄が終了すると、基板搬送機２２を前記とは逆に動作させることによって複数枚の基板１０を一括して洗浄槽２０外に出し、次の工程に搬送する。
【０００５】
図８（ロ）に示したように、基板１０は固定受け台１２の凹形状両側の肩部２個所に比較的不安定な状態で支持される。このため、洗浄時に洗浄液１４の流れや超音波の衝撃によって、基板１０が図９に示すように左右に傾き、隣接の基板と接触するなどの不都合が生じる場合がある。このような不都合を回避し、基板１０の支持に安定度を増すためには、基板１０の外周部と支持溝１６とが当接する部分が点接触ではなく、線接触とすることか好ましい。したがって、従来の固定受け台１２の支持溝１６は、図１０に示すように取扱う基板１０の曲率半径Ｒに対応した曲率を持つように形成されていた。換言すれば支持溝１６の曲率半径は、取扱う基板１０の曲率半径Ｒと同一となるように形成されている。
【０００６】
また、前記基板搬送機２２の基板チャック２６に設けられる複数本の支持溝についても、搬送時の支持の安定を図るために前記固定受け台１２の支持溝１６と同様、取扱う基板１０の曲率半径Ｒに対応した曲率を持つように形成されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、半導体用のシリコン基板は扱う口径が年々大きくなっており、また、アルミニウム基板やガラス基板はパソコンのハードディスク用だけではなく、民生機器のハードディスク用としても需要が伸長しており、電子部品の基板は口径の多様化が顕著である。このため、この種の基板の製造工程では一つの基板洗浄装置で異なる口径の基板を洗浄できることが求められている。しかしながら、従来のキャリアレス式の基板洗浄装置は通常１種類の口径の基板を対象としている。このため、口径の異なる基板を強いて洗浄しようとすると前記固定受け台や基板チャックの支持溝の曲率が基板の曲率半径と適合しないので、支持やチャックが不安定となり、基板の洗浄や搬送に支障ををきたす。口径の異なる基板の製造ロッド毎に支持溝が適合するよう前記固定受け台や基板チャックを交換することも考えられるが、部品点数が多くなって不経済であり、交換に手間を要するので製造効率が低下する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、口径の異なる複数種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して洗浄することができるキャリアレス式の基板洗浄装置を提供することを目的とする。なお、本明細書において洗浄という用語はなるべく広い意味で解釈し得るものとし、例えば薬液による基板表面のエッチングをも含むものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は洗浄槽内に配置した固定受け台に円盤状の基板を載置し、洗浄液に浸漬した状態の前記基板を洗浄するようにしたキャリアレス式の基板洗浄装置において、前記固定受け台は基板の支持溝を具備しており、支持溝は口径の異なる複数種類の基板の曲率半径に対応した複数種類の曲率を持つ溝によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明の前記複数種類の曲率を持つ溝は外側に大口径の基板の曲率半径に対応した曲率を、内側に小口径の基板の曲率半径に対応した曲率を持つことを特徴とする。
また、本発明は前記固定受け台に基板を移載するための基板搬送機に装備した基板チャックが基板の支持溝を具備しており、支持溝は口径の異なる複数種類の基板の曲率半径に対応した複数種類の曲率を持つ溝によって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る基板洗浄装置の第１実施形態の要部を示す正断面図である。本実施形態の全体構成は前掲した図７、図８と同一であり、本実施形態においては固定受け台３０の支持溝に工夫がある。すなわち、洗浄槽１２の底面には洗浄液１４に没した状態で固定受け台３０が配置されている。固定受け台３０は従来のものと同様、両側に面壁３２、３２を有する断面凹形状とされ、各面壁３２の頂部には基板を支持するためのＶ字状の支持溝３４が設けられている。この支持溝３４は固定受け台３０の長手方向（図１においては紙面に対して垂直な方向）に等間隔で複数本設けられており、その要部を図２に斜視図で示す。
【００１１】
支持溝３４は２種類の曲率を持っており、内側の溝部３４Ａは小口径の基板１０Ａの曲率半径に対応した曲率で形成され、外側の溝部３４Ｂは大口径の基板１０Ｂの曲率半径に対応した曲率で形成されている。換言すれば内側の溝部３４Ａ、外側の溝部３４Ｂの曲率半径は、それぞれ小口径の基板１０Ａ、大口径の基板１０Ｂの曲率半径と同一となるように形成されている。また、対向して設けられた左右の内側の溝部３４Ａ、３４Ａの曲率の中心が一致するようにされている。同様に対向して設けられた左右の外側の溝部３４Ｂ、３４Ｂの曲率の中心が一致するようにされている。したがって、円形の小口径の基板１０Ａを固定受け台３０に載置すると、基板１０Ａは必然的に内側の溝部３４Ａの中腹部に支持されることになり、基板１０Ａの外周部と内側の溝部３４Ａとが当接する部分が線接触となる。このため、基板１０Ａの支持に安定度が増し、図９に示すように傾いて隣接の基板と接触するなどの不都合を回避することができる。また、大口径の基板１０Ｂを固定受け台３０に載置した時は、基板１０Ｂは必然的に外側の溝部３４Ｂの中腹部に支持されることになり、基板１０Ｂの外周部と外側の溝部３４Ｂとが当接する部分が線接触となり、前記基板１０Ａの場合と同様に基板１０Ｂの支持に安定度が増す。この実施の形態に係るキャリアレス式の基板洗浄装置によれば、口径の異なる２種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して洗浄することができる。
【００１２】
図３は本発明の第２実施形態を示す要部説明図である。本実施形態の全体構成は前掲した図７、図８と同一であり、固定受け台の面壁４２の頂部には基板を支持するためのＶ字状の支持溝４４が設けられている。この支持溝４４は３種類の曲率を持っており、内側の溝部４４Ａは小口径の基板１０Ａの曲率半径に対応した曲率で形成され、中間の溝部４４Ｂは中口径の基板１０Ｂの曲率半径に対応した曲率で形成され、外側の溝部４４Ｃは大口径の基板１０Ｃの曲率半径に対応した曲率で形成されている。このため、口径の異なる小中大の円形の基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを固定受け台３０に載置すると、これらの基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃはそれぞれの口径に対応した曲率の溝部４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの中腹部に線接触で安定して支持される。この実施の形態に係るキャリアレス式の基板洗浄装置によれば、口径の異なる３種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して洗浄することができる。
【００１３】
図４は本発明に係る基板洗浄装置の第３実施形態の要部を示す正断面図である。固定受け台４５は両側に面壁４６、４６と、中央部に高さが低く設定された面壁４７を有し、各面壁の頂部には基板を支持するためのＶ字状の支持溝４８Ｂ、４８Ａが設けられている。これらの支持溝は固定受け台４５の長手方向（図４においては紙面に対して垂直な方向）に等間隔で複数本設けられている。
中央部の面壁４７の支持溝４８Ａは小口径の基板１０Ａの曲率半径に対応した曲率で形成され、両側の面壁４６、４６の支持溝４８Ｂは大口径の基板１０Ｂの曲率半径に対応した曲率で形成されている。
【００１４】
このため、円形の小口径の基板１０Ａを固定受け台４５に載置すると、基板１０Ａは支持溝４８Ｂの内側の点ｂで点接触によって２個所支持され、かつ、中央の支持溝４８Ａで線接触によって支持されことになる。したがって、基板１０Ａを安定に支持することができる。また、大口径の基板１０Ｂを固定受け台４５に載置した時は、基板１０Ｂは中央の支持溝４８Ａには接触せずに、支持溝４８Ｂによる２個所の線接触によって安定に支持される。この実施の形態に係るキャリアレス式の基板洗浄装置によっても、口径の異なる２種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して洗浄することができる。
【００１５】
図５は本発明に係る基板洗浄装置の第４実施形態の要部を示す正断面図である。本実施形態の全体構成は前掲した図７、図８と同一であり、本実施形態においては基板搬送機の搬送アーム５０先端に設けられた基板チャック５２支持溝に工夫がある。基板チャック５２には基板をチャックするためのＶ字状の支持溝５４が設けられている。この支持溝５４は基板チャック５２の長手方向（図５においては紙面に対して垂直な方向）に等間隔で複数本設けられており、その要部を図６に斜視図で示す。
支持溝５４は２種類の曲率を持っており、内側の溝部５４Ａは小口径の基板１０Ａの曲率半径に対応した曲率で形成され、外側の溝部５４Ｂは大口径の基板１０Ｂの曲率半径に対応した曲率で形成されている。また、基板１０Ａをチャックした際には対向して設けられた左右の内側の溝部５４Ａ、５４Ａの曲率の中心が一致するようにされている。同様に基板１０Ｂをチャックした際には対向して設けられた左右の外側の溝部５４Ｂ、５４Ｂの曲率の中心が一致するようにされている。このため、円形の小口径の基板１０Ａを基板チャック５２でチャックすると、基板１０Ａは必然的に内側の溝部５４Ａの中腹部に支持されることになり、基板１０Ａの外周部と内側の溝部５４Ａとが当接する部分が線接触となる。したがって、基板１０Ａを安定に支持して搬送することができる。また、大口径の基板１０Ｂを基板チャック５２でチャックする時は、基板１０Ｂは必然的に外側の溝部５４Ｂの中腹部に支持されることになり、基板１０Ｂの外周部と外側の溝部５４Ｂとが当接する部分が線接触となり、前記基板１０Ａの場合と同様に基板１０Ｂを安定に支持して搬送することができる。この実施の形態に係るキャリアレス式の基板洗浄装置によれば、口径の異なる２種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して搬送することができる。
【００１６】
この第４実施形態に、前記した第１実施形態又は第３実施形態を組み合せることが好ましい。すなわち、固定受け台３０又は固定受け台４５と、基板チャック５２のそれぞれに設けた支持溝を口径の異なる２種類の基板の曲率半径に対応した２種類の曲率を持つ溝によって形成すれば、これらの口径の異なる２種類の基板を一つの装置で洗浄と搬送の両方を容易に、かつ安定して行うことができる。
【００１７】
前記各実施形態では固定受け台と基板チャックのそれぞれに設けた支持溝がＶ字状であったが、Ｖ字状に限らず、例えばＵ字状であってもよい。また、前記各実施形態では主に複数枚の基板を一括して処理するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、１枚毎に処理する枚葉式の基板洗浄装置にも応用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明に係るキャリアレス式の基板洗浄装置によれば、口径の異なる複数種類の基板のそれぞれを線接触で支持するので、口径の異なる複数種類の基板を一つの装置で容易に、かつ安定して洗浄、搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板洗浄装置の第１実施形態の要部を示す正断面図である。
【図２】第１実施形態の要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す要部説明図である。
【図４】本発明に係る基板洗浄装置の第３実施形態の要部を示す正断面図である。
【図５】本発明に係る基板洗浄装置の第４実施形態の要部を示す正断面図である。
【図６】第４実施形態の要部を示す斜視図である。
【図７】キャリアレス式基板洗浄装置において基板を固定受け台に載置した状態を示す側面図である。
【図８】キャリアレス式基板洗浄装置の概略構成を示す正断面図である。
【図９】従来の固定受け台で基板が傾いて不都合が生じる場合の説明図である。
【図１０】従来の固定受け台における支持溝の詳細を示す正断面図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ……基板
１２、３０、４５……固定受け台
１４……洗浄液
１６、３４、４４、，４８Ａ，４８Ｂ……支持溝
２０……洗浄槽
２２……基板搬送機
２４、５０……搬送アーム
２６、５２……基板チャック
５４……支持溝

Claims

円盤状の基板を洗浄槽内に配置した固定受け台に載置し、洗浄槽内の洗浄液に浸漬した状態で、前記基板を洗浄するようにしたキャリアレス式の基板洗浄装置において、前記固定受け台は前記基板を支持するための支持溝を具備しており、支持溝は口径の異なる複数種類の基板の曲率半径に対応した複数種類の曲率を持つ溝によって形成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
前記複数種類の曲率を持つ溝は外側に大口径の基板の曲率半径に対応した曲率を、内側に小口径の基板の曲率半径に対応した曲率を持つことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
基板搬送機によって円盤状の基板を洗浄槽内に配置した固定受け台に移載し、洗浄槽内の洗浄液に浸漬した状態の前記基板を洗浄するようにしたキャリアレス式の基板洗浄装置において、前記基板搬送機に装備された基板チャックは前記基板をチャックするための支持溝を具備しており、支持溝は口径の異なる複数種類の基板の曲率半径に対応した複数種類の曲率を持つ溝によって形成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
前記固定受け台は前記基板を支持するための支持溝を具備しており、支持溝は口径の異なる複数種類の基板の曲率半径に対応した複数種類の曲率を持つ溝によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板洗浄装置。