JP6045869B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェハー、液晶表示装置用ガラス基板または太陽電池用基板等の薄板状の精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）を順次に搬送して洗浄処理等を行う基板処理装置に関する。
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。基板の洗浄処理の一つとして、回転する基板の主面にブラシを当接または近接させて付着物を機械的に除去するスクラブ洗浄処理が知られている。特許文献１には、このようなスクラブ洗浄処理を行う基板処理装置が開示されている。
特許文献１に開示の基板処理装置においては、未処理の基板および処理済み基板を集積するインデクサブロックと、基板にスクラブ洗浄処理を行う処理ブロックとを並設している。一般に、スクラブ洗浄処理は基板の表面のみならず裏面に対しても行われるものであり、特許文献１の処理ブロックにも表面洗浄ユニットと裏面洗浄ユニットとが搭載されている。裏面洗浄ユニットでは、基板の裏面を上に向けて処理を行う。このため、裏面洗浄を行う基板処理装置では、基板の表裏を反転させる機構が必要となる。
特許文献１に開示の基板処理装置においては、基板を反転させる反転ユニットを、インデクサブロックと処理ブロックとの接続部分に基板受渡部として設けている。すなわち、インデクサブロックと処理ブロックとの間の基板の受け渡しのために介在する基板受渡部に反転ユニットの機能を兼ね備えているのである。このため、特許文献１の装置では搬送工程を減らすことができ、基板処理のスループットを向上させることができる。
特開２００８−１６６３６９号公報
しかしながら、特許文献１を含む従来においては、基板を表裏反転させる反転ユニットを設け、これによって基板を１８０°反転させるという工程が必須であったため、そのための時間が必ず必要であった。このため、裏面洗浄処理ユニットに基板を搬入するまでに要する時間の短縮には限界があった。特に、今後の展開が検討されているφ４５０ｍｍの大径の半導体ウェハーの場合、１８０°反転させるのに従来（φ３００ｍｍ以下）よりも長時間を要するため、スループットが低下するおそれもある。
また、大径の半導体ウェハーを反転させるための反転ユニットは、相応の大きなサイズとなるため、基板処理装置のサイズも大型化するという問題が生じる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板を反転させて処理部に搬送する時間をより短縮することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置において、主搬送ロボットおよび当該主搬送ロボットによって基板が搬送される処理部を有する処理ブロックと、移載ロボットを有し、カセットから未処理の基板を取り出して前記処理ブロックに渡すとともに前記処理ブロックから処理済みの基板を受け取ってカセットに収納するインデクサブロックと、前記インデクサブロックと前記処理ブロックとの接続部分に設けられ、前記主搬送ロボットと前記移載ロボットとの間で受け渡される基板を起立姿勢にて保持する受渡部と、を備え、前記主搬送ロボットは、基板を把持する第１ハンドおよび前記第１ハンドを水平方向に沿う軸を中心として少なくとも９０°回転させる第１回転機構を有し、前記第１ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部と前記処理部との間で当該基板を搬送し、前記移載ロボットは、基板を把持する第２ハンドおよび前記第２ハンドを水平方向に沿う軸を中心として少なくとも９０°回転させる第２回転機構を有し、前記第２ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部とカセットとの間で当該基板を搬送し、前記処理部は、基板の裏面を洗浄する裏面洗浄処理ユニットを含み、前記移載ロボットが前記カセットから受け取った基板を９０°回転させて前記受渡部に渡し、かつ、前記主搬送ロボットが前記受渡部から受け取った当該基板を９０°回転させて前記裏面洗浄処理ユニットに渡すことによって、当該基板を表裏反転させて前記裏面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記処理部は、基板の表面を洗浄する表面洗浄処理ユニットを含み、前記主搬送ロボットは、前記裏面洗浄処理ユニットから取り出した基板を１８０°回転させつつ前記表面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理装置において、前記主搬送ロボットは、前記第１ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行い、前記移載ロボットは、前記第２ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行うことを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記基板は直径が４５０ｍｍの半導体ウェハーであることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理方法において、(a) 移載ロボットがカセットから未処理の基板を取り出し、当該基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部に渡す工程と、(b) 前記受渡部が前記移載ロボットから受け取った前記基板を起立姿勢にて保持する工程と、(c) 主搬送ロボットが前記受渡部から前記基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ処理部に搬送する工程と、(d) 前記主搬送ロボットが前記処理部から処理済みの基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部に渡す工程と、(e) 前記受渡部が前記主搬送ロボットから受け取った前記基板を起立姿勢にて保持する工程と、(f) 前記移載ロボットが前記受渡部から前記基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつカセットに搬送して収納する工程と、を備え、前記処理部は、基板の裏面を洗浄する裏面洗浄処理ユニットを含み、前記工程(a)にて前記移載ロボットが前記カセットから受け取った基板を９０°回転させて前記受渡部に渡し、かつ、前記工程(c)にて前記主搬送ロボットが前記受渡部から受け取った当該基板を９０°回転させて前記裏面洗浄処理ユニットに渡すことによって、当該基板を表裏反転させて前記裏面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る基板処理方法において、前記処理部は、基板の表面を洗浄する表面洗浄処理ユニットを含み、(g) 前記主搬送ロボットが前記裏面洗浄処理ユニットから取り出した基板を１８０°回転させつつ前記表面洗浄処理ユニットに搬送する工程をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項５または請求項６の発明に係る基板処理方法において、前記工程(a)および前記工程(f)は、前記移載ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行う工程を含み、前記工程(c)および前記工程(d)は、前記主搬送ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行う工程を含むことを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項５から請求項７のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記基板は直径が４５０ｍｍの半導体ウェハーであることを特徴とする。
請求項１から請求項４の発明によれば、基板を起立姿勢にて保持する受渡部を備え、主搬送ロボットが第１ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部と処理部との間で当該基板を搬送し、移載ロボットが第２ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部とカセットとの間で当該基板を搬送するため、基板を１８０°反転させるのに、移載ロボットおよび主搬送ロボットが９０°ずつ分担するととともに、それらが基板を搬送しつつ９０°回転させることとなり、基板を反転させて処理部に搬送する時間をより短縮することができる。
特に、請求項３の発明によれば、主搬送ロボットが第１ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行い、移載ロボットが第２ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行うため、昇降動作時に基板に作用する空気抵抗は最小限となり、円滑に基板を昇降させることができる。
また、請求項５から請求項８の発明によれば、(a) 移載ロボットがカセットから未処理の基板を取り出し、当該基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部に渡す工程と、(b) 受渡部が移載ロボットから受け取った基板を起立姿勢にて保持する工程と、(c) 主搬送ロボットが受渡部から基板を受け取り、基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ処理部に搬送する工程と、(d) 主搬送ロボットが処理部から処理済みの基板を受け取り、基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部に渡す工程と、(e) 受渡部が主搬送ロボットから受け取った基板を起立姿勢にて保持する工程と、(f) 移載ロボットが受渡部から基板を受け取り、基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつカセットに搬送して収納する工程と、を備えるため、基板を１８０°反転させるのに、移載ロボットおよび主搬送ロボットが９０°ずつ分担するととともに、それらが基板を搬送しつつ９０°回転させることとなり、基板を反転させて処理部に搬送する時間をより短縮することができる。
特に、請求項７の発明によれば、移載ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行い、主搬送ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行うため、昇降動作時に基板に作用する空気抵抗は最小限となり、円滑に基板を昇降させることができる。
本発明に係る基板処理装置の平面図である。 図１の基板処理装置をＡ−Ａ線から見た図である。 図１の基板処理装置をＢ−Ｂ線から見た図である。 主搬送ロボットの搬送ハンドの構造を示す図である。 主搬送ロボットの搬送ハンドの構造を示す図である。 基板受渡部の縦パスの構造を示す図である。 基板受渡部の縦パスの構造を示す図である。 制御部の制御ブロック図である。 基板のポジションと姿勢との相関関係を示す図である。 第２実施形態の主搬送ロボットの基板搬送動作を模式的に示した図である。 基板受渡部の構造の他の例を示す図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の平面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線から見た図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線から見た図である。なお、図１から図３にはそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗに連続してスクラブ洗浄処理を行う洗浄装置であり、インデクサブロックＩＤおよび洗浄処理ブロックＳＰの２つのブロック（処理区画）を並設して構成されている。本実施形態の基板Ｗは円板形状の半導体ウェハーである。また、基板処理装置１は、インデクサブロックＩＤおよび洗浄処理ブロックＳＰに設けられた各動作機構を制御して基板Ｗの洗浄処理を実行させる制御部５を備える。
インデクサブロックＩＤは、装置外から受け取った未処理の基板Ｗを洗浄処理ブロックＳＰに渡すとともに、洗浄処理ブロックＳＰから受け取った処理済みの基板Ｗを装置外に搬出するための処理区画である。インデクサブロックＩＤは、カセットＣを載置する複数のカセットステージ１１（本実施形態では４個）と、各カセットＣから未処理の基板Ｗを取り出すとともに、各カセットＣに処理済みの基板Ｗを収納する移載ロボットＩＲとを備えている。
各カセットステージ１１に対しては、未処理の基板Ｗを収納したカセットＣが装置外部からＯＨＴ(Overhead Hoist Transfer)等によって搬入されて載置される。また、装置内でのスクラブ洗浄処理が終了した基板Ｗはカセットステージ１１に載置されたカセットＣに再度格納される。処理済みの基板Ｗを格納したカセットＣもＯＨＴ等によって装置外部に搬出される。すなわち、カセットステージ１１は、未処理の基板Ｗおよび処理済みの基板Ｗを集積する基板集積部として機能する。なお、カセットＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
移載ロボットＩＲは、２本の移載ハンド（第２ハンド）１２ａ，１２ｂを備えており、これら移載ハンド１２ａ，１２ｂをカセットステージ１１に載置されたカセットＣおよび後述の基板受渡部５０にアクセスさせ、カセットＣと基板受渡部５０との間で基板Ｗを搬送する。また、詳細は後述するが、移載ロボットＩＲは、移載ハンド１２ａ，１２ｂを水平方向に沿った軸を中心として回転させることができ、移載ハンド１２ａ，１２ｂを水平姿勢から９０°回転させた状態で基板受渡部５０にアクセスさせる。
インデクサブロックＩＤに隣接して洗浄処理ブロックＳＰが設けられている。インデクサブロックＩＤと洗浄処理ブロックＳＰとの間には雰囲気遮断用の隔壁１９が設けられており、その隔壁１９の一部を貫通して基板受渡部５０が設けられている。すなわち、基板受渡部５０はインデクサブロックＩＤと洗浄処理ブロックＳＰとの接続部分に設けられているものであり、両ブロック間での基板Ｗの受け渡しのために介在している。基板受渡部５０は、２つの縦パス５１，５１を備えており、これについてはさらに後述する。
洗浄処理ブロックＳＰは、基板Ｗにスクラブ洗浄処理を行う処理区画であり、基板Ｗのスクラブ洗浄処理を行う第１処理部列ＰＬ１および第２処理部列ＰＬ２と、それらに含まれる処理部間で基板Ｗの搬送を行う主搬送ロボットＭＲと、を備える。洗浄処理ブロックＳＰにおいては、主搬送ロボットＭＲを挟んで第１処理部列ＰＬ１と第２処理部列ＰＬ２とが対向して配置されている。具体的には、第１処理部列ＰＬ１が（＋Ｙ）側に、第２処理部列ＰＬ２が（−Ｙ）側に、それぞれ位置している。
図２に示すように、第１処理部列ＰＬ１および第２処理部列ＰＬ２は、それぞれスクラブ洗浄処理を行う４つの処理部を積層配置している。第１処理部列ＰＬ１は、処理部として上から順に２つの表面洗浄処理ユニットＳＳと２つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲとを備える。同様に第２処理部列ＰＬ２も、処理部として上から順に２つの表面洗浄処理ユニットＳＳと２つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲとを備える。
表面洗浄処理ユニットＳＳは、表面が上側を向く基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直方向に沿った軸心周りで回転させるスピンチャック２１、スピンチャック２１上に保持された基板Ｗの表面に当接または近接してスクラブ洗浄を行う洗浄ブラシ２２、基板Ｗの表面に洗浄液（例えば純水）を吐出するノズル２３、スピンチャック２１を回転駆動させるスピンモータ２４およびスピンチャック２１上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。表面洗浄処理ユニットＳＳは、スピンチャック２１に保持した基板Ｗを回転させつつ、その表面にノズル２３から洗浄液を供給して洗浄ブラシ２２を当接または近接させることによって基板Ｗの表面のスクラブ洗浄処理を行う。なお、基板Ｗの「表面」とは基板Ｗの主面のうちのパターンが形成される面であり、「裏面」とは表面の反対側の面である。また、基板Ｗの「上面」とは基板Ｗの主面のうち上側を向いている面であり、「下面」とは下側を向いている面である（表面であるか裏面であるかと関わりない）。
一方、裏面洗浄処理ユニットＳＳＲは、裏面が上側を向く基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直方向に沿った軸心周りで回転させるスピンチャック２６、スピンチャック２６上に保持された基板Ｗの裏面に当接または近接してスクラブ洗浄を行う洗浄ブラシ２７、基板Ｗの裏面に洗浄液（例えば純水）を吐出するノズル２８、スピンチャック２６を回転駆動させるスピンモータ２９およびスピンチャック２６上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。裏面洗浄処理ユニットＳＳＲは、スピンチャック２６に保持した基板Ｗを回転させつつ、その裏面に洗浄液を供給して洗浄ブラシ２７を当接または近接させることによって基板Ｗの裏面のスクラブ洗浄処理を行う。なお、表面洗浄を行う表面洗浄処理ユニットＳＳのスピンチャック２１は基板Ｗを裏面側から保持するため真空吸着方式のものであってもよいが、裏面洗浄を行う裏面洗浄処理ユニットＳＳＲのスピンチャック２６は基板Ｗの表面側から保持するため基板端縁部を機械的に把持する形式のものが好ましい。
搬送ロボットＭＲは、２本の搬送ハンド（第１ハンド）３２ａ，３２ｂを備えており、これら搬送ハンド３２ａ，３２ｂを第１処理部列ＰＬ１および第２処理部列ＰＬ２に含まれる処理部および基板受渡部５０にアクセスさせ、基板受渡部５０と処理部との間で基板Ｗを搬送する。また、搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平方向に沿った軸を中心として回転させることができ、搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平姿勢から９０°回転させた状態で基板受渡部５０にアクセスさせる。
図４および図５は、搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂの構造を示す図である。図４は、搬送ハンド３２ａ，３２ｂを側方から見た図である。図５は、図４において矢印ＡＲ４の向きから搬送ハンド３２ａ，３２ｂを見た図である。また、図４（ａ）および図５（ａ）は、搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平姿勢としたときの図であり、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平姿勢から９０°回転させたときの図である。
回転板３５には、水平方向に沿って延びるように２本のスライドアーム３３ａ，３３ｂが固設されている。スライドアーム３３ａには、搬送ハンド３２ａが水平方向に沿って前後に進退移動可能に取り付けられている。スライドアーム３３ａには、図示省略のスライド駆動機構が付設されており、それによって搬送ハンド３２ａが矢印ＡＲ４１にて示すように前後に進退移動する。一方、スライドアーム３３ｂには、搬送ハンド３２ｂが水平方向に沿って前後に進退移動可能に取り付けられている。スライドアーム３３ｂにもスライド駆動機構が付設されており、それによって搬送ハンド３２ｂが矢印ＡＲ４１に示すように前後に進退移動する。従って、搬送ハンド３２ａ，３２ｂは互いに独立して進退移動される。
ロータリアクチュエータ（第１回転機構）３６は、水平方向に沿った回転中心軸ＲＸの周りで回転板３５を回転させる。回転中心軸ＲＸは、回転板３５の中心を貫通し、搬送ハンド３２ａ，３２ｂの進退移動方向と平行である。また、２本のスライドアーム３３ａ，３３ｂは、回転中心軸ＲＸを中心として対称となる位置に設けられている。さらに、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂもともに進退移動の位置が同じであれば、回転中心軸ＲＸを中心として対称となるように設けられている。よって、ロータリアクチュエータ３６が回転板３５を１８０°回転させると、搬送ハンド３２ａ，３２ｂの位置が互いに入れ替わることとなる。なお、回転板３５の形状は、２本のスライドアーム３３ａ，３３ｂを支持できるものであれば良く、矩形であっても良いし、円板状であっても良い。
図４（ｂ）に示すように、搬送ハンド３２ａ，３２ｂは、ともに平面視で２本のフィンガーを有するフォーク状に形成されている。搬送ハンド３２ａ，３２ｂは、フォーク状部分でそれぞれ１枚の基板Ｗを保持する。搬送ハンド３２ａ，３２ｂのフォーク形状は、処理部の受け渡しピン等と干渉しない形状とされている。
搬送ハンド３２ａ，３２ｂの２本のフィンガー部分のそれぞれ先端には係止部３４が設けられている。一方、２本のフィンガー部分の付け根の位置には把持機構３７が設けられている。把持機構３７は、把持部３８を水平方向に沿って進退移動させる。把持機構３７としては、エアシリンダやアクチュエータなどの公知の種々の直線駆動機構を採用することができる。搬送ハンド３２ａ，３２ｂのフォーク状部分に基板Ｗを載置し、把持機構３７が把持部３８を前進させると、２箇所の係止部３４と把持部３８とによって３点で基板Ｗが確実に把持されることとなる。把持機構３７によって基板Ｗが把持された状態では、搬送ハンド３２ａ，３２ｂが１８０°回転して反転しても基板Ｗが落下しないように適切な把持力が維持される。また、把持機構３７が把持部３８を後退させると、基板Ｗの把持状態が解除され、搬送ハンド３２ａ，３２ｂに対する基板Ｗの受け渡しが可能となる。
また、本実施形態においては、２本のスライドアーム３３ａ，３３ｂの間に遮蔽板３９が設けられている。この遮蔽板３９は、搬送ハンド３２ａに保持された基板Ｗと搬送ハンド３２ｂに保持された基板Ｗとの間でパーティクルの移動等が生じないように仕切るためのものである。
図１および図３に戻り、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂおよびロータリアクチュエータ３６は、支持部４１によって支持されている。支持部４１は基台４３に搭載されている。支持部４１は、内蔵する回転駆動機構によって、基台４３に対して水平面内で旋回する。これにより、搬送ハンド３２ａ，３２ｂも水平面内で旋回する。
基台４３は昇降駆動部４５に取り付けられている。昇降駆動部４５は洗浄処理ブロックＳＰのフレームに固定設置されている。昇降駆動部４５は、直線駆動機構を内蔵しており、基台４３を鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降させる。これにより、搬送ハンド３２ａ，３２ｂも鉛直方向に昇降する。
このような構成によって、主搬送ロボットＭＲは、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂを鉛直方向に沿って昇降させるとともに、水平面内で旋回させることができる。また、主搬送ロボットＭＲは、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平方向に沿った回転中心軸ＲＸの周りで一括して回転させるとともに、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂを個別に独立して水平方向（支持部４１の旋回半径方向）に沿って進退移動させる。これにより、主搬送ロボットＭＲは、２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂをそれぞれに個別に、第１処理部列ＰＬ１および第２処理部列ＰＬ２に含まれる処理部（表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理ユニットＳＳＲ）および基板受渡部５０にアクセスさせ、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。なお、昇降駆動部４５は固定設置されているため、主搬送ロボットＭＲの全体は水平方向に移動は行わない。
一方、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂの構造は主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂと同じである。すなわち、回転板１５に固設された２本のスライドアームの一方に移載ハンド１２ａが取り付けられ、他方に移載ハンド１２ｂが取り付けられている（図１および図３参照）。移載ハンド１２ａ，１２ｂは、スライドアームによって水平方向に沿って前後に進退移動される。主搬送ロボットＭＲと同様に、回転板１５はロータリアクチュエータ（第２回転機構）１６によって、水平方向に沿った回転中心軸の周りで回転される。
また、移載ハンド１２ａ，１２ｂは、搬送ハンド３２ａ，３２ｂと同様の把持機構を備えており、保持する基板Ｗを把持することができる。このため、移載ハンド１２ａ，１２ｂがロータリアクチュエータ１６によって回転したときにも、移載ハンド１２ａ，１２ｂに保持された基板Ｗが落下しないように適切な把持力が維持される。さらに、主搬送ロボットＭＲと同様に、２本のスライドアームの間には移載ハンド１２ａと移載ハンド１２ｂとを仕切る遮蔽板が設けられている。
図１および図３に示すように、２本の移載ハンド１２ａ，１２ｂおよびロータリアクチュエータ１６は、可動部１４によって支持されている。可動部１４は、カセットステージ１１の並びと平行に（Ｙ軸方向に沿って）延びるボールネジ１７に螺合されるとともに、２本のガイドレール１８，１８に対して摺動自在に設けられている。よって、図示を省略する回転モータによってボールネジ１７が回転すると、可動部１４を含む移載ロボットＩＲの全体がＹ軸方向に沿って水平移動する。
可動部１４は、水平方向に移動可能であるとともに、それ自体は内蔵する回転駆動機構によって水平面内で旋回する。また、可動部１４は、入れ子構造の複数の支持体を伸縮させる（いわゆるテレスコピック機構）ことによって鉛直方向に沿って昇降する。これにより、移載ハンド１２ａ，１２ｂは、水平面内で旋回するとともに、鉛直方向にも昇降する。
このようような構成によって、移載ロボットＩＲは、２本の移載ハンド１２ａ，１２ｂをＹ軸方向に沿って水平移動させ、鉛直方向に沿って昇降させるとともに、水平面内で旋回させることができる。また、移載ロボットＩＲは、２本の移載ハンド１２ａ，１２ｂを水平方向に沿った回転中心軸の周りで一括して回転させるとともに、２本の移載ハンド１２ａ，１２ｂを個別に独立して水平方向（可動部１４の旋回半径方向）に沿って進退移動させる。これにより、移載ロボットＩＲは、２本の移載ハンド１２ａ，１２ｂをそれぞれ個別に、カセットステージ１１に載置されたカセットＣおよび基板受渡部５０にアクセスさせ、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
基板受渡部５０には、２つの縦パス５１１，５１２（２つの縦パス５１１，５１２を特に区別しない場合には縦パス５１と総称する）が設けられている。図６および図７は、縦パス５１の構造を示す図である。図６は縦パス５１をＹ軸方向から（（−Ｙ）側から）見た図であり、図７は縦パス５１をＸ軸方向から（（−Ｘ）側から）見た図である。縦パス５１は、一対の把持体５２ａ，５２ｂおよび把持機構５３を備える。把持体５２ａと把持体５２ｂとは鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って、互いに対向するように設けられている。本実施形態では、上側の把持体５２ａは鉛直方向には移動しないように固定されている。一方、下側の把持体５２ｂは把持機構５３によって昇降移動される。把持体５２ａの下端および把持体５２ｂの上端には円形の基板Ｗの外周に沿うような溝が形成されている。なお、把持機構５３としては、エアシリンダやアクチュエータなどの公知の種々の直線駆動機構を採用することができる。
２つの縦パス５１１，５１２は、スライド駆動機構５４によってＹ軸方向に沿って移動可能である（図７）。縦パス５１１，５１２がＹ軸方向に移動するときには、一対の把持体５２ａ，５２ｂが連動して相対向する状態を維持するように移動する。スライド駆動機構５４としては、エアシリンダやアクチュエータなどの公知の種々の直線駆動機構を採用することができる。なお、図７のように２つの縦パス５１１，５１２のそれぞれにスライド駆動機構５４を個別に設け、２つの縦パス５１１，５１２を独立して移動させるようにしても良いし、１つのスライド駆動機構５４によって一括して移動させるようにしても良い。
把持機構５３が下側の把持体５２ｂを図６の一点鎖線位置に下降させているときには、上側の把持体５２ａと下側の把持体５２ｂとの間に起立姿勢の基板Ｗを挿脱することができる。ここで、「起立姿勢」とは、基板Ｗの主面が鉛直方向に沿う姿勢、つまり主面の法線が水平方向に沿う姿勢である。「起立姿勢」には、基板Ｗの主面が完全に鉛直方向に沿う姿勢の他に、鉛直方向から若干傾斜した姿勢も含まれる。
図６では、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａが起立姿勢の基板Ｗを２つの縦パス５１のうち（−Ｙ）側の縦パス５１２に渡す様子を示している。移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａは（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向けて前進し、起立姿勢の基板Ｗを縦パス５１２の一対の把持体５２ａ，５２ｂの間に挿入する。そして、この状態にて把持機構５３が下側の把持体５２ｂを上昇させると、一対の把持体５２ａ，５２ｂによって起立姿勢の基板Ｗの端縁部が把持される。これにより、縦パス５１２が当該基板Ｗを起立姿勢のまま保持する。その後、移載ハンド１２ａの把持機構３７が把持部３８を後退させて基板Ｗの把持を解除し、縦パス５１２が（−Ｙ）側に向けて移動する。続いて、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａが（−Ｘ）側に向けて後退する。このようにして、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａから縦パス５１２への基板Ｗの受け渡しが完了する。
縦パス５１２が（−Ｙ）側に向けて移動することにより、移載ハンド１２ａから縦パス５１２に基板Ｗが渡された後の、移載ハンド１２ａと基板Ｗとの干渉を防止することができる。また、移載ハンド１２ａが（−Ｘ）側に向けて後退した後も、起立姿勢の基板Ｗが縦パス５１２の一対の把持体５２ａ，５２ｂによって安定して把持されているため、基板Ｗの落下または転倒を防止することができる。図６では、一例として移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａが基板Ｗを基板受渡部５０に受け渡しする様子を示したが、移載ハンド１２ｂについても同様にして基板Ｗの受け渡しが可能となっている。なお、図６に示すように、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂおよび主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂは、一対の把持体５２ａ，５２ｂと干渉しない形状とされている。
上述のようにして、移載ロボットＩＲから基板受渡部５０に渡された基板Ｗを主搬送ロボットＭＲが受け取るときには、縦パス５１２に基板Ｗが起立姿勢にて保持されている状態で、主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａが基板Ｗに対向する位置にまで（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側に向けて前進する。そして、縦パス５１２がＹ軸方向に移動して搬送ハンド３２ａが基板Ｗを把持した後、把持機構５３が下側の把持体５２ｂを下降させて基板Ｗの把持を解除する。その後、基板Ｗを把持した搬送ハンド３２ａが後退して基板受渡部５０から主搬送ロボットＭＲに基板Ｗが渡される。なお、主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ｂについても同様にて基板Ｗの受け渡しが可能となっている。
また、ここでは、移載ロボットＩＲから基板受渡部５０を介して主搬送ロボットＭＲに基板Ｗを渡す例を説明したが、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂと主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂとは同様の構造を有しており、主搬送ロボットＭＲから基板受渡部５０を介して移載ロボットＩＲに基板Ｗを渡す場合も全く同様にして基板Ｗが受け渡される。このように、基板受渡部５０は、移載ロボットＩＲと主搬送ロボットＭＲとの間で受け渡される基板Ｗを起立姿勢にて保持する。
また、制御部５は、基板処理装置１に設けられた種々の動作機構を制御する。図８は、制御部５の制御ブロック図である。制御部５のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部５は、各種演算処理を行うＣＰＵ９１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ９２、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ９３および制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスク９４を備えている。また、制御部５は、基板処理装置１に設けられた移載ロボットＩＲ、主搬送ロボットＭＲ、基板受渡部５０、表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理ユニットＳＳＲと電気的に接続されている。制御部５のＣＰＵ９１が磁気ディスク９４に格納された所定の処理プログラムを実行することによって、制御部５が移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲと基板受渡部５０との間の基板Ｗの受渡動作を制御するとともに、表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理ユニットＳＳＲにおける洗浄処理動作を制御する。これにより、基板処理装置１における処理が進行する。
次に、基板処理装置１の動作について説明する。基板処理装置１は、基板Ｗの表面洗浄処理を行う表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理を行う裏面洗浄処理ユニットＳＳＲを備えているため、目的に応じた種々のパターンの洗浄処理を行うことができる。例えば、基板Ｗの表面のみを洗浄するようにしても良いし、逆に裏面のみを洗浄することも可能であるし、両面を洗浄することもできる。如何なる洗浄処理を実行するかは、基板Ｗの搬送手順（基板の搬送手順を「フロー」と称する）および処理条件を記述したレシピによって設定することができる。本実施形態においては、基板Ｗに裏面洗浄を行った後に表面洗浄を行う場合を例に挙げて基板処理装置１の動作を説明する。以下に説明する動作は、制御部５が基板処理装置１の各動作機構を制御することによって実行される。
まず、装置外部から未処理の基板ＷがカセットＣに収納された状態でＯＨＴ等によってインデクサブロックＩＤのカセットステージ１１に搬入される。次に、インデクサブロックＩＤの移載ロボットＩＲがカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出す。ここでは、上記フローに従って連続して処理を行うロットのうちのＮ番目の基板Ｗを取り出して一連の処理を行う場合を例に挙げて説明する。
図９は、基板Ｗのポジションと姿勢との相関関係を示す図である。基板ＷがカセットＣに収納されているときには、基板Ｗの表面が上を向いた水平姿勢となっている。「水平姿勢」とは、基板Ｗの主面が水平方向に沿う姿勢、つまり主面の法線が鉛直方向に沿う姿勢である。基板Ｗが水平姿勢をとるときには、表面が上を向いている場合と裏面が上を向いている場合とがある。図８において、「表」と表記しているのは表面が上を向いている水平姿勢であり、「裏」と表記しているのは裏面が上を向いている水平姿勢である。
移載ロボットＩＲは、Ｎ番目の基板Ｗが収納されているカセットＣの正面位置までＹ軸方向に沿って移動し、移載ハンド１２ｂがＮ番目の基板Ｗに対向するように旋回および昇降動作を行う。続いて、移載ハンド１２ｂのフォーク状部分の保持面を上側に向けた状態で移載ハンド１２ｂをＮ番目の基板Ｗの直下まで前進させて上昇して当該基板Ｗを保持面上に載置する。そして、基板Ｗを保持した移載ハンド１２ｂを後退させるとともに、把持機構３７によって把持部３８を前進させることにより、２箇所の係止部３４と把持部３８とによって基板Ｗを確実に把持する。こうして移載ロボットＩＲはＮ番目の基板ＷをカセットＣから取り出す。
次に、移載ロボットＩＲは、Ｎ番目の基板Ｗを保持する移載ハンド１２ｂの旋回および昇降動作を行いつつ、基板受渡部５０の正面位置までＹ軸方向に沿って移動し、移載ハンド１２ｂを基板受渡部５０に対向させる。このとき、移載ロボットＩＲは、水平移動、旋回および昇降動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ１６によって移載ハンド１２ｂを、例えば基板Ｗの表面が図７の（＋Ｙ）側を向くように９０°回転させる。すなわち、移載ロボットＩＲは、移載ハンド１２ｂに把持したＮ番目の基板Ｗを水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ、カセットＣから基板受渡部５０に当該基板Ｗを搬送するのである。これにより、図８に示すように、Ｎ番目の基板Ｗは移載ロボットＩＲによって搬送されつつ、表面が上面を向く水平姿勢から起立姿勢に姿勢変換される。
次に、移載ロボットＩＲは、基板受渡部５０の縦パス５１２にＮ番目の基板Ｗを渡す。本実施形態においては、基板受渡部５０に２つの縦パス５１１，５１２が設けられており、縦パス５１２が未処理の基板Ｗ用、縦パス５１１が洗浄処理済みの基板Ｗ用というように使い分けされている。移載ロボットＩＲは、未処理用の縦パス５１２にＮ番目の基板Ｗを渡す。このときには、上述したように、移載ロボットＩＲが基板Ｗを起立姿勢にて保持する移載ハンド１２ｂを（＋Ｘ）側に向けて前進させ、基板Ｗを一対の把持体５２ａ，５２ｂの間に挿入する（図６参照）。そして、縦パス５１の把持機構５３が下側の把持体５２ｂを上昇させ、一対の把持体５２ａ，５２ｂによって起立姿勢の基板Ｗを把持する。その後、移載ロボットＩＲが移載ハンド１２ｂの把持機構３７による把持を解除し、縦パス５１２が（−Ｙ）側に向けて移動する。そして、移載ロボットＩＲが移載ハンド１２ｂを（−Ｘ）側に向けて後退させることによって、移載ロボットＩＲから基板受渡部５０へＮ番目の基板Ｗの受け渡しが完了する。図９に示すように、基板受渡部５０の縦パス５１２はＮ番目の基板Ｗを起立姿勢にて保持する。
縦パス５１２にＮ番目の基板Ｗが渡された後、主搬送ロボットＭＲが当該基板Ｗを受け取る。このときには、主搬送ロボットＭＲは旋回および昇降動作を行って２本の搬送ハンド３２ａ，３２ｂを基板受渡部５０に対向する位置にまで移動させるとともに、ロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを水平姿勢から９０°回転させる。主搬送ロボットＭＲは、縦パス５１２に起立姿勢で保持されるＮ番目の基板Ｗと平行な姿勢の搬送ハンド３２ｂを（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側に向けて前進させ、当該基板Ｗと対向する位置にて停止させる。そして、縦パス５１２が（＋Ｙ）側に向けて移動し、Ｎ番目の基板Ｗが搬送ハンド３２ｂと接触する。その後、搬送ハンド３２ｂの把持機構３７が把持部３８を前進させて２箇所の係止部３４と把持部３８とによって基板Ｗを確実に把持する。これにより、主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ｂは、Ｎ番目の基板Ｗを起立姿勢にて保持することとなる。その後、把持機構５３が下側の把持体５２ｂを下降させて基板Ｗの把持を解除し、縦パス５１２が（−Ｙ）側に向けて移動する。続いて、主搬送ロボットＭＲが搬送ハンド３２ｂを（＋Ｘ）側に向けて後退させることによって、縦パス５１２から主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ｂへの基板Ｗの受け渡しが完了する。こうして基板受渡部５０から主搬送ロボットＭＲにＮ番目の基板Ｗが起立姿勢のまま渡される。
次に、主搬送ロボットＭＲは、Ｎ番目の基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ｂが４つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲのうちのいずれかに対向するように旋回および昇降動作を行う。このとき、主搬送ロボットＭＲは、旋回および昇降動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを９０°回転させ、基板Ｗを起立姿勢から裏面を上に向けた水平姿勢とする。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ｂに把持したＮ番目の基板Ｗを水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ、基板受渡部５０から処理部の一つである裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに当該基板Ｗを搬送するのである。これにより、図９に示すように、Ｎ番目の基板Ｗは主搬送ロボットＭＲによって搬送されつつ、起立姿勢から裏面が上を向く水平姿勢に姿勢変換される。
ところで、本実施形態の基板処理装置１には、４つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲが設置されており、ロットに連続処理を行うときには、通常これら４つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲが順次に使用される。よって、Ｎ番目の基板Ｗを処理する裏面洗浄処理ユニットＳＳＲでは、Ｎ番目の基板Ｗの前に（Ｎ−４）番目の基板Ｗが処理されている。主搬送ロボットＭＲは、当該裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに対して、未処理のＮ番目の基板Ｗと裏面洗浄処理が終了した（Ｎ−４）番目の基板Ｗとの交換を行う。具体的には、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａによって裏面洗浄処理済みの（Ｎ−４）番目の基板Ｗを取り出してから搬送ハンド３２ｂによって未処理のＮ番目の基板Ｗを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに搬入する。
主搬送ロボットＭＲは、裏面が上を向いた水平姿勢のままＮ番目の基板Ｗを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲのスピンチャック２６に渡す。裏面洗浄処理ユニットＳＳＲは、裏面が上面を向いた水平姿勢の基板Ｗを保持して裏面洗浄処理を行う。この裏面洗浄の工程では基板Ｗの姿勢変換は行われない。
やがて、所定時間が経過してＮ番目の基板Ｗの裏面洗浄処理が終了すると、当該基板Ｗが主搬送ロボットＭＲによって裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから搬出される。このときには、未処理の（Ｎ＋４）番目の基板Ｗと裏面洗浄処理が終了したＮ番目の基板Ｗとの交換が行われる。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａによって裏面洗浄処理済みのＮ番目の基板Ｗを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから取り出した後、搬送ハンド３２ｂによって未処理の（Ｎ＋４）番目の基板Ｗを搬入する。裏面洗浄が終了したＮ番目の基板Ｗは、裏面が上を向いた水平姿勢のまま主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａによって取り出される。
次に、主搬送ロボットＭＲは、Ｎ番目の基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ａが４つの表面洗浄処理ユニットＳＳのうちのいずれかに対向するように旋回および昇降動作を行う。このとき、主搬送ロボットＭＲは、旋回および昇降動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを１８０°回転させ、基板Ｗを裏面が上を向く水平姿勢から表面が上を向く水平姿勢に反転させる。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａに把持したＮ番目の基板Ｗを水平方向に沿う軸を中心として１８０°反転させつつ、裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから表面洗浄処理ユニットＳＳに当該基板Ｗを搬送する。これにより、図９に示すように、Ｎ番目の基板Ｗは主搬送ロボットＭＲによって裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから表面洗浄処理ユニットＳＳに搬送されつつ、裏面が上を向く水平姿勢から表面が上を向く水平姿勢に姿勢変換される。
裏面洗浄処理の場合と同様に、表面洗浄処理ユニットＳＳでもＮ番目の基板Ｗの前に（Ｎ−４）番目の基板Ｗが処理されている。このため、表面洗浄処理ユニットＳＳにおいて、Ｎ番目の基板Ｗと（Ｎ−４）番目の基板Ｗとの交換を行う。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ｂによって表面洗浄処理済みの（Ｎ−４）番目の基板Ｗを取り出してから搬送ハンド３２ａによって裏面洗浄のみ終了したＮ番目の基板Ｗを表面洗浄処理ユニットＳＳに搬入する。
主搬送ロボットＭＲは、表面が上を向いた水平姿勢のままＮ番目の基板Ｗを表面洗浄処理ユニットＳＳのスピンチャック２１に渡す。表面洗浄処理ユニットＳＳは、表面が上を向いた水平姿勢の基板Ｗを保持して表面洗浄処理を行う。この表面洗浄の工程では基板Ｗの姿勢変換は行われない。
やがて、所定時間が経過してＮ番目の基板Ｗの表面洗浄処理が終了すると、当該基板Ｗが主搬送ロボットＭＲによって表面洗浄処理ユニットＳＳから搬出される。このときには、裏面洗浄が終了した（Ｎ＋４）番目の基板Ｗと表面洗浄処理が終了したＮ番目の基板Ｗとの交換が行われる。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ｂによって表面洗浄処理済みのＮ番目の基板Ｗを表面洗浄処理ユニットＳＳから取り出した後、搬送ハンド３２ａによって裏面洗浄のみ終了した（Ｎ＋４）番目の基板Ｗを搬入する。表面洗浄が終了したＮ番目の基板Ｗは、表面が上を向いた水平姿勢のまま主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ｂによって取り出される。
次に、主搬送ロボットＭＲは、Ｎ番目の基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ｂが基板受渡部５０に対向するように旋回および昇降動作を行う。このとき、主搬送ロボットＭＲは、旋回および昇降動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを９０°回転させ、基板Ｗを水平姿勢から起立姿勢とする。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ｂに把持したＮ番目の基板Ｗを水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ、処理部の一つである表面洗浄処理ユニットＳＳから基板受渡部５０に当該基板Ｗを搬送するのである。これにより、図９に示すように、Ｎ番目の基板Ｗは主搬送ロボットＭＲによって搬送されつつ、表面が上を向く水平姿勢から起立姿勢に姿勢変換される。
次に、主搬送ロボットＭＲは、基板受渡部５０の洗浄処理済み用の縦パス５１１にＮ番目の基板Ｗを渡す。このときの動作は、上述した移載ロボットＩＲと同様である。すなわち、主搬送ロボットＭＲが基板Ｗを起立姿勢にて保持する搬送ハンド３２ｂを（−Ｘ）側に向けて前進させ、基板Ｗを一対の把持体５２ａ，５２ｂの間に挿入する。そして、縦パス５１１の把持機構５３が下側の把持体５２ｂを上昇させ、一対の把持体５２ａ，５２ｂによって起立姿勢の基板Ｗを把持する。その後、主搬送ロボットＭＲが搬送ハンド３２ｂによる把持を解除し、縦パス５１１がＹ軸方向に移動する。そして、主搬送ロボットＭＲが搬送ハンド３２ｂを後退させることによって、主搬送ロボットＭＲから基板受渡部５０へのＮ番目の基板Ｗの受け渡しが完了する。図９に示すように、基板受渡部５０の縦パス５１１はＮ番目の基板Ｗを起立姿勢にて保持する。
洗浄処理済み用の縦パス５１１にＮ番目の基板Ｗが渡された後、移載ロボットＩＲが当該基板Ｗを取り出す。このときの動作は、主搬送ロボットＭＲが縦パス５１から基板Ｗを取り出すのと同様である。すなわち、移載ロボットＩＲは、縦パス５１１に起立姿勢で保持されるＮ番目の基板Ｗと平行な姿勢の移載ハンド１２ａを（＋Ｘ）側に向けて前進させ、当該基板Ｗと対向する位置にて停止させる。そして、縦パス５１１がＹ軸方向に移動し、Ｎ番目の基板Ｗが移載ハンド１２ａと接触する。その後、移載ハンド１２ａの把持機構３７が把持部３８を前進させて２箇所の係止部３４と把持部３８とによって基板Ｗを確実に把持する。これにより、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａは、Ｎ番目の基板Ｗを起立姿勢にて保持することとなる。その後、把持機構５３が下側の把持体５２ｂを下降させて基板Ｗの把持を解除し、縦パス５１１がＹ軸方向に移動した後、移載ロボットＩＲが移載ハンド１２ａを（−Ｘ）側に向けて後退させることによって、基板受渡部５０から移載ロボットＩＲに処理後のＮ番目の基板Ｗが起立姿勢のまま渡される。
次に、移載ロボットＩＲは、処理済みの基板Ｗを収納すべきカセットＣの正面位置までＹ軸方向に沿って移動し、Ｎ番目の基板Ｗを保持する移載ハンド１２ａが当該カセットＣに対向するように旋回および昇降動作を行う。このとき、移載ロボットＩＲは、水平移動、旋回および昇降動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ１６によって移載ハンド１２ａを９０°回転させ、基板Ｗを起立姿勢から表面を上に向けた水平姿勢とする。すなわち、移載ロボットＩＲは、移載ハンド１２ａに把持したＮ番目の基板Ｗを水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ、基板受渡部５０からカセットＣに当該基板Ｗを搬送するのである。これにより、図９に示すように、Ｎ番目の基板Ｗは移載ロボットＩＲによって搬送されつつ、起立姿勢から表面が上を向く水平姿勢に姿勢変換される。
最後に、移載ロボットＩＲは、Ｎ番目の基板Ｗを保持する移載ハンド１２ａを前進させて当該基板Ｗの把持を解除する。そして、移載ロボットＩＲが若干下降することにより、処理済みのＮ番目の基板ＷがカセットＣに渡される。このようにして、Ｎ番目の基板Ｗに対する一連の処理が完了する。所定枚数の処理済み基板Ｗを収納したカセットＣは、ＯＨＴ等によって基板処理装置１の外部に搬出される。
第１実施形態においては、カセットＣから裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに基板Ｗを搬送するに際し、移載ロボットＩＲが基板ＷをカセットＣから基板受渡部５０に搬送しつつ、その基板Ｗを９０°回転させて表面を上とする水平姿勢から起立姿勢とし、起立姿勢にて基板Ｗを基板受渡部５０に渡す。その基板Ｗは起立姿勢のまま主搬送ロボットＭＲによって受け取られる。主搬送ロボットＭＲは、基板Ｗを基板受渡部５０から裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに搬送しつつ、基板Ｗを９０°回転させて起立姿勢から裏面を上とする水平姿勢にしている。
このように、第１実施形態では、基板Ｗを１８０°反転させるのに、移載ロボットＩＲと主搬送ロボットＭＲとが９０°ずつ回転させている。これを実現するために、基板受渡部５０は、移載ロボットＩＲと主搬送ロボットＭＲとの間で受け渡される基板Ｗを起立姿勢で保持する。
また、移載ロボットＩＲはカセットＣから基板受渡部５０に基板Ｗを搬送しつつ９０°回転させ、主搬送ロボットＭＲは基板受渡部５０から裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに基板Ｗを搬送しつつ９０°回転させている。すなわち、基板Ｗを１８０°反転させるのに、移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲが９０°ずつ分担するととともに、それらが基板Ｗを搬送しつつ９０°回転させているのである。
要するに、基板ＷがカセットＣから基板受渡部５０を経由して裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに搬送される搬送工程と並行して基板Ｗを１８０°反転させる反転工程が実行されることとなり、基板Ｗを反転させて処理部に搬送する時間を従来よりも短縮することができるのである。その結果、基板処理装置１のスループットも向上することとなる。
また、基板受渡部５０は、基板Ｗを起立姿勢にて保持するため、２つの縦パス５１，５１を備えていたとしても、そのフットプリント（占有する設置面積）は従来の反転ユニットに比較して顕著に小さい。このため、基板処理装置１の大型化を抑制することができるとともに、基板処理装置１内のスペースの有効利用に資することができる。
特に、基板Ｗが直径４５０ｍｍの大径の半導体ウェハーである場合には、従来のような水平姿勢で基板Ｗを載置する受渡部、或いは特許文献１に開示されるような反転ユニットでは占有スペースが非常に大きくなる。これを上記のように、基板Ｗを起立姿勢にて保持する基板受渡部５０を設けることにより、その占有スペースを顕著に小さくすることができる。このようなスペース有効利用の効果は、基板Ｗが大型化するほど、すなわち直径３００ｍｍよりも直径４５０ｍｍの方が大きい。
また、基板Ｗが直径４５０ｍｍの大径の半導体ウェハーである場合、１８０°反転させるのに直径３００ｍｍ以下の半導体ウェハーよりも長時間を要する。これを上記のようにして移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲが基板Ｗを搬送しつつ９０°ずつ回転させることにより、基板Ｗを反転させて処理部に搬送する時間が長くなるのを抑制することができる。
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の基板処理装置の構成は第１実施形態と全く同じである。また、第２実施形態における基板Ｗの搬送手順も第１実施形態と同様である。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲが基板Ｗを搬送しつつ回転させる態様として、ハンドを回転させる時期を限定している点である。
第２実施形態においては、移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降するときには、基板Ｗを起立姿勢としている。図１０は、第２実施形態にて主搬送ロボットＭＲが裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから表面洗浄処理ユニットＳＳに基板を搬送する動作を模式的に示した図である。
裏面洗浄処理が終了した基板Ｗを搬送ハンド３２ａによって受け取った主搬送ロボットＭＲは、その搬送ハンド３２ａを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに対向する位置ＰＳ１から同じ水平面内の位置ＰＳ２に旋回移動させる。また、このとき、主搬送ロボットＭＲは、旋回動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを９０°回転させ、基板Ｗを裏面を上に向けた水平姿勢から起立姿勢とする。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ａを水平面内で旋回移動させつつ、当該搬送ハンド３２ａを９０°回転させるのである。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａを位置ＰＳ１から位置ＰＳ２に旋回させている間は、昇降動作は行わない。
続いて、主搬送ロボットＭＲは、起立姿勢にて基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ａを位置ＰＳ２から鉛直方向上方の位置ＰＳ３に上昇させる。このときには、搬送ハンド３２ａの回転は行わない。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａに把持した基板Ｗを起立姿勢のまま当該搬送ハンド３２ａを昇降させるのである。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａを位置ＰＳ２から位置ＰＳ３に上昇させている間は、旋回動作は行わない。
次に、主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａを位置ＰＳ３から表面洗浄処理ユニットＳＳに対向する位置ＰＳ４に旋回移動させる。位置ＰＳ３と位置ＰＳ４とは同じ水平面内である。また、このとき、主搬送ロボットＭＲは、旋回動作を行うのと並行してロータリアクチュエータ３６によって搬送ハンド３２ａ，３２ｂを９０°回転させ、基板Ｗを起立姿勢から表面を上に向けた水平姿勢にする。すなわち、主搬送ロボットＭＲは、基板Ｗを保持する搬送ハンド３２ａを水平面内で旋回移動させつつ、当該搬送ハンド３２ａを９０°回転させるのである。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａを位置ＰＳ１から位置ＰＳ２に旋回させている間は、昇降動作は行わない。
第２実施形態では、主搬送ロボットＭＲが以上のようにして基板Ｗを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから表面洗浄処理ユニットＳＳに搬送している。主搬送ロボットＭＲは、搬送ハンド３２ａに把持した基板Ｗを起立姿勢にして鉛直方向への昇降動作を行うため、昇降動作時に基板Ｗに作用する空気抵抗は最小限となる。このため、主搬送ロボットＭＲは円滑に基板Ｗを昇降させることができる。特に、基板処理装置１内に、上方から下方へと向かうダウンフローが形成されている場合は、主搬送ロボットＭＲが基板Ｗを上昇させるときにその基板Ｗを起立姿勢とすれば効果的である。
また、主搬送ロボットＭＲが鉛直方向に沿って昇降するときには、基板Ｗを起立姿勢としているため、基板Ｗの主面に付着するパーティクルも最小限とすることができる。
また、特に今後の展開が検討されている直径４５０ｍｍの半導体ウェハーの場合、基板Ｗを水平姿勢のまま昇降させると空気抵抗が従来よりも顕著に大きくなるため、搬送速度を抑制せざるを得ない。第２実施形態のように、搬送ハンド３２ａに把持した基板Ｗを起立姿勢にして鉛直方向への昇降動作を行うようにすれば、基板Ｗが直径４５０ｍｍの半導体ウェハーであっても円滑に昇降させることができ、搬送速度の低下を防止することができる。
なお、図１０では、主搬送ロボットＭＲが基板Ｗを裏面洗浄処理ユニットＳＳＲから表面洗浄処理ユニットＳＳに搬送する場合を例示したが、移載ロボットＩＲがカセットＣと基板受渡部５０との間で基板Ｗを搬送する場合、および、主搬送ロボットＭＲが基板受渡部５０と処理部との間で基板Ｗを搬送する場合にも同様に、基板Ｗを起立姿勢にして鉛直方向への昇降動作を行うことにより、基板Ｗを円滑に昇降させることができる。
また、さらにハンドの旋回動作と回転動作とを区分けするようにしても良い。すなわち、移載ロボットＩＲまたは主搬送ロボットＭＲが、基板Ｗを水平姿勢としたままハンドの旋回動作を行い、旋回終了後にハンドを９０°回転させて基板Ｗを起立姿勢とし、その後起立姿勢の基板Ｗを把持するハンドを鉛直方向に昇降させる。このようにすれば、昇降動作時のみならず、旋回動作時に基板Ｗに作用する空気抵抗をも最小限にすることができる。
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂおよび主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂが１８０°回転できるものとされていたが、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂは少なくとも９０°回転できる構成であれば良い。また、基板処理装置１に表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理ユニットＳＳＲのいずれか一方のみが搭載されている場合には、それらの間での基板Ｗの反転が不要であるため、主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂも少なくとも９０°回転できる構成であれば良い。
また、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂおよび主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂをハンドの進退方向と平行な軸を中心として回転させるようにしていたが、これに限定されるものではなく、ハンドの進退方向と垂直な軸を中心に回転させるものであっても良い。すなわち、移載ロボットＩＲの移載ハンド１２ａ，１２ｂおよび主搬送ロボットＭＲの搬送ハンド３２ａ，３２ｂは、水平方向に沿う軸を中心として少なくとも９０°回転できる構成であれば良い。
また、基板受渡部５０の構造は図１１に示すようなものであっても良い。図１１の基板受渡部５０は、２つの縦パス２５１，２５１を備える。２つの縦パス２５１，２５１は、鉛直方向に対して若干傾斜する姿勢にて設けられている。また、図７と同様に、２つの縦パス２５１，２５１は図示省略のスライド駆動機構によって若干横方向に移動可能とされている。
図１１の縦パス２５１，２５１は鉛直方向に対して若干傾斜して設けられているため、上記実施形態の縦パス５１１，５１２のように基板Ｗを把持しなくとも基板Ｗを保持することができる。既述したように、「起立姿勢」には、基板Ｗの主面が鉛直方向から若干傾斜した姿勢も含まれるため、図１１の基板受渡部５０も移載ロボットＩＲと主搬送ロボットＭＲとの間で受け渡される基板Ｗを起立姿勢にて保持するものである。
また、上記実施形態においては、基板Ｗに裏面洗浄処理および表面洗浄処理の双方を行うようにしていたが、いずれか一方のみを行うようにしても良い。この場合であっても、主搬送ロボットＭＲは、基板受渡部５０と裏面洗浄処理ユニットＳＳＲまたは表面洗浄処理ユニットＳＳとの間で基板Ｗを搬送しつつ、その基板Ｗを９０°回転させて姿勢変更を行う。
また、処理部の配置構成は図２の例に限定されるものではなく、例えば、第１処理部列ＰＬ１に４つの裏面洗浄処理ユニットＳＳＲを積層配置し、第２処理部列ＰＬ２に４つの表面洗浄処理ユニットＳＳを積層配置するようにしても良い。
また、基板処理装置１に搭載する処理部としては、表面洗浄処理ユニットＳＳおよび裏面洗浄処理ユニットＳＳＲに限定されるものではなく、例えば基板Ｗの表面にエッチング液などの処理液を供給して処理を行うユニットであっても良い。処理部として基板Ｗの表面を上面に向けて処理を行うユニットのみが基板処理装置１に搭載されていたとしても、主搬送ロボットＭＲが基板受渡部５０と処理部との間で基板Ｗを搬送しつつ、その基板Ｗを９０°回転させて姿勢変換を行うことにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、縦パス５１が水平移動することによって移載ロボットＩＲおよび主搬送ロボットＭＲと基板受渡部５０との間で基板Ｗの受け渡しを行うようにしていたが、これに代えて、移載ロボットＩＲおよび／または主搬送ロボットＭＲが水平移動を行うことによって基板受渡部５０に対して基板Ｗの受け渡しを行うようにしても良い。
１ 基板処理装置
５ 制御部
１１ カセットステージ
１５，３５ 回転板
１６，３６ ロータリアクチュエータ
１２ａ，１２ｂ 移載ハンド
３２ａ，３２ｂ 搬送ハンド
３７，５３ 把持機構
５０ 基板受渡部
５１，２５１，５１１，５１２ 縦パス
５４ スライド駆動機構
Ｃ カセット
ＩＤ インデクサブロック
ＩＲ 移載ロボット
ＭＲ 主搬送ロボット
ＰＬ１ 第１処理部列
ＰＬ２ 第２処理部列
ＲＸ 回転中心軸
ＳＰ 洗浄処理ブロック
ＳＳ 表面洗浄処理ユニット
ＳＳＲ 裏面洗浄処理ユニット
Ｗ 基板

Claims (8)

  1. 主搬送ロボットおよび当該主搬送ロボットによって基板が搬送される処理部を有する処理ブロックと、
    移載ロボットを有し、カセットから未処理の基板を取り出して前記処理ブロックに渡すとともに前記処理ブロックから処理済みの基板を受け取ってカセットに収納するインデクサブロックと、
    前記インデクサブロックと前記処理ブロックとの接続部分に設けられ、前記主搬送ロボットと前記移載ロボットとの間で受け渡される基板を起立姿勢にて保持する受渡部と、
    を備え、
    前記主搬送ロボットは、基板を把持する第１ハンドおよび前記第１ハンドを水平方向に沿う軸を中心として少なくとも９０°回転させる第１回転機構を有し、前記第１ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部と前記処理部との間で当該基板を搬送し、
    前記移載ロボットは、基板を把持する第２ハンドおよび前記第２ハンドを水平方向に沿う軸を中心として少なくとも９０°回転させる第２回転機構を有し、前記第２ハンドに把持した基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部とカセットとの間で当該基板を搬送し、
    前記処理部は、基板の裏面を洗浄する裏面洗浄処理ユニットを含み、
    前記移載ロボットが前記カセットから受け取った基板を９０°回転させて前記受渡部に渡し、かつ、前記主搬送ロボットが前記受渡部から受け取った当該基板を９０°回転させて前記裏面洗浄処理ユニットに渡すことによって、当該基板を表裏反転させて前記裏面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項１記載の基板処理装置において、
    前記処理部は、基板の表面を洗浄する表面洗浄処理ユニットを含み、
    前記主搬送ロボットは、前記裏面洗浄処理ユニットから取り出した基板を１８０°回転させつつ前記表面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、
    前記主搬送ロボットは、前記第１ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行い、
    前記移載ロボットは、前記第２ハンドに把持した基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行うことを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記基板は直径が４５０ｍｍの半導体ウェハーであることを特徴とする基板処理装置。
  5. (a) 移載ロボットがカセットから未処理の基板を取り出し、当該基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ受渡部に渡す工程と、
    (b) 前記受渡部が前記移載ロボットから受け取った前記基板を起立姿勢にて保持する工程と、
    (c) 主搬送ロボットが前記受渡部から前記基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ処理部に搬送する工程と、
    (d) 前記主搬送ロボットが前記処理部から処理済みの基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつ前記受渡部に渡す工程と、
    (e) 前記受渡部が前記主搬送ロボットから受け取った前記基板を起立姿勢にて保持する工程と、
    (f) 前記移載ロボットが前記受渡部から前記基板を受け取り、前記基板を水平方向に沿う軸を中心として９０°回転させつつカセットに搬送して収納する工程と、
    を備え、
    前記処理部は、基板の裏面を洗浄する裏面洗浄処理ユニットを含み、
    前記工程(a)にて前記移載ロボットが前記カセットから受け取った基板を９０°回転させて前記受渡部に渡し、かつ、前記工程(c)にて前記主搬送ロボットが前記受渡部から受け取った当該基板を９０°回転させて前記裏面洗浄処理ユニットに渡すことによって、当該基板を表裏反転させて前記裏面洗浄処理ユニットに搬送することを特徴とする基板処理方法。
  6. 請求項５記載の基板処理方法において、
    前記処理部は、基板の表面を洗浄する表面洗浄処理ユニットを含み、
    (g) 前記主搬送ロボットが前記裏面洗浄処理ユニットから取り出した基板を１８０°回転させつつ前記表面洗浄処理ユニットに搬送する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
  7. 請求項５または請求項６に記載の基板処理方法において、
    前記工程(a)および前記工程(f)は、前記移載ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行う工程を含み、
    前記工程(c)および前記工程(d)は、前記主搬送ロボットが基板を起立姿勢にして旋回動作を行うことなく鉛直方向への昇降動作を行う工程を含むことを特徴とする基板処理方法。
  8. 請求項５から請求項７のいずれかに記載の基板処理方法において、
    前記基板は直径が４５０ｍｍの半導体ウェハーであることを特徴とする基板処理方法。
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