JPH0452287A - 湿式表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、例えばウェハ等のＩＣ部品に洗浄やエツチン
グを始めとする湿式表面処理を施すための装置に関する
ものである。

［従来の技術］ ウェハの洗浄やエツチング等の湿式表面処理は、純水や
薬液等の処理液中で被処理物に浸漬処理を行なったり、
シャワー処理を行う。このような湿式表面処理をおこな
う従来の装置の構成を第６図に説明する。

表面処理装置２０は複数の処理槽２３を一直線上に配置
し、槽の上部に排気口２６を設けている。

さらに、処理槽２３の背後であって装置の上部にはガイ
ドレール２９を処理槽２３の配列方向に沿って配設し、
ガイドレール２９に沿って移動するスライダ２５と、ス
ライダ２５に対して、上下方向に移動するスライダ２４
とを備え、スライダ２４はウェハ２１を収納したキャリ
ア２２を搬送する搬送アーム２７を有したローダ（搬送
装置）を装備している。

表面処理装置の作用はウェハ２１を収納したキャリア２
２を装置の図面左端の搬入搬出口２８において搬送アー
ム２７に取り付け、第１処理槽２３ａ中に搬送し、キャ
リア２２内にウェハ２１を収納した状態で必要な時間の
浸漬処理を行なった後、次の処理槽２３ｂヘキヤリア２
２を搬送する。

そして、キャリア２２を処理槽２３ａから順次浸漬処理
し最後の処理槽である処理槽２３ｆに浸漬した後、再び
搬入搬出口２８に戻って表面処理工程を完了する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の装置にあっては、被処理物の搬送は直線
運動で行われているので、搬送装置の駆動部の距離が長
くなり、駆動部の密閉化が困難で不完全となり、キャリ
アが処理液中に浸漬する際の液の飛沫が隙間から入って
駆動部を腐食したり、逆に駆動部からの発塵によって処
理液が汚染するという不都合が起った。そこで、このよ
うなことが発生しないように考慮して、ローダを処理槽
の背後に配置して処理液に影響を及ぼさないようにした
。

しかしこの装置は、処理槽とローダとの間隔が長くなり
、搬送アーム２７を長尺としなければならないと共に、
ローダ全体を大型とするものであった。また、複数の処
理槽２３を一直線上に横並びに配置し背後に大型のロー
ダを配設していたので、表面処理装置全体の幅及び奥行
きは大きなものとなっていた。

このように、この種の装置はローダをはじめ設備が大型
となりコストを高額なものとすると共に。

装置自体も大型化していた。特に、ＩＣ関係の表面処理
装置においては、クリーンルーム内の床コストが高く装
置の大型化は大きな問題となっていた。

そこで、本発明はウェハ等のＩＣ部品の湿式表面処理装
置を／ＩＸ型化し、経済的な装置を提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の湿式表面処理装置は、被処理物を浸漬し表面処
理する処理液を充填した複数の処理槽を同心円周上に配
設し、配設された処理槽の中央上部には処理液の蒸気等
を装置外に排気する排気装置を装備すると共に、処理槽
の上部を水平方向に回転自在で、かつ前記各処理槽の上
部で昇降自在の被処理物を係止する懸架アームに被処理
物を吊り下げて搬送する搬送装置とを具備する。

さらに、この搬送装置は１個の駆動モータと懸架アーム
を各処理槽間の上部を水平方向に移動させる遊星歯車機
構と、懸架アームを昇降移動させる遊星歯車機構とを備
えている。

［作用］ 以上の手段を備えることにより、湿式表面処理装置中の
被処理物は搬送装置の懸架アームに吊り下げられて水平
方向に回転移送されると共に、各処理槽毎に昇降せしめ
られて処理液により浸漬処理をうけ、１回転で表面処理
を終了する。

［実施例］ 以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図はウェハの表面処理装置のハウジングの一部を欠
截して装置の内部を表した斜視図である。

全体を符号３０で示す湿式表面処理装置は、箱形のハウ
ジング３６を有し、ハウジング３６内に処理液を充填し
た６個の円筒形の処理槽３１を処理槽３１ａ、処理槽３
１ｂ、処理槽３１Ｃ９処理槽３１ｄ、処理槽３１ｅ、処
理槽３１ｆの順に同心円周上に配設する。同心円周状で
等間隔に配置した処理槽３１の中央上部には処理液の蒸
気等を排気するための排気ダクト３２を設ける。

湿式表面処理装置３０内の排気ダクト３２の上部にはロ
ーダ（搬送装Ｍ）４０を配設する。ローダ４ｏは先端に
被処理物であるウェハ３４を収納したキャリア３５を吊
り下げる懸架アーム３７を有する。そして、ローダ４０
はウェハ３４を収納するキャリア３５を先端の懸架アー
ム３７に係止させた状態で水平方向に回転し、同一円周
上に設置されている処理槽３１（ａ＝ｆ）中に順次キャ
リア３５を搬送して浸漬し、各処理槽３１毎の処理液に
よりウェハ３４を順次表面処理する。

まず、隣接する処理槽３１ｆと処理槽３１ａの中間部分
の処理槽３１の上部において、供給されているキャリア
３５の把持部分を懸架アーム３７に係止して、処理槽３
１ａ、処理槽３１ｂ、処理槽３１ｃ・・・・・・の順に
処理槽中にキャリア３５を浸漬しながら搬送してゆく。

処理槽３１ｆで浸漬処理を終了した後、処理槽上部のキ
ャリア供給位置で懸架アーム３７からキャリア３５を取
外し、装置３０外に搬出する。

次にローダ４０の構造を第２図の構成説明図により説明
する。

ローダ４０は、ベース４２上面に設置する１つの駆動モ
ータ４１と、ベース４２の下面に垂直に延在する軸４６
を介して固着した水平面内に位置する太陽歯車３を有す
る。さらに、軸４６は軸受を介して歯車２を水平面内に
回転自在に支持し、歯車２には第１ケーシング４３が一
体に、かつ軸４６に同心的に固着される。駆動モータ４
１の出力軸４７に取付けた歯車１は歯車２と噛み合って
これらを駆動し、出力軸４７の回動により、第１ケーシ
ング４３は軸４６の軸線Ｃ１の回りに回動する。第１ケ
ーシング４３とベース４２との回転部分にはＯリング等
のシール部材５１ａを介在させる。

第１ケーシング４３には軸受を介して軸４６に平行な軸
４５が回転自在に配設してあり、軸４５の上端に取付け
た歯車４は軸４６の下端に取付けた歯車３に噛み合う。

第１ケーシング４３が回動すると、第１ケーシング４３
に支持された軸４５も軸線Ｃ１の回りに公転する。軸４
５に取付けた歯車４は固定された歯車３の回りを公転し
つつ自転する。従って、歯車３と歯車４は、歯車３を太
陽歯車、歯車４を遊星歯車とする遊星歯車機構を構成す
る。

第１ケーシング４３内には軸４５に直交する軸４８を軸
受を介して配設する。軸４５と軸４８の間にはそれぞれ
のスパイラル歯車５．６を設は相互に噛みあわせる。従
って、軸４５の回転力はスパイラル歯車５．６を介して
軸４８に伝達される。

軸４８の先端部は第２ケーシング４４に固着される。そ
こで、第２ケーシング４４は、軸４８の軸線Ｃ２の回り
に回動される。第１ケーシング４３に前記軸４８と同心
的に突出形成させた円筒状の端部４３ａは第２ケーシン
グ４４内に挿入され。

その先端部に歯車７を同心的に固着する。従って、歯車
７は軸線Ｃ２と同心上に配設される。第１ケーシング４
３の第２ケーシング４４内に突出した端部４３ａと第２
ケーシング４４との回転部分にはＯリング等のシール部
材５１ｂを介在させる。

第２ケーシング４４内には軸受を介して軸４９を前記軸
４８に平行せしめて配設すると共に、軸受を介して軸５
０を前記軸４８．４９に平行せしめて配設する。軸４９
に取付けた歯車８は歯車７に噛み合うと共に、軸５０に
取付けた歯車９に噛み合う。第２ケーシング４４が軸線
Ｃ２の回りに回動すると、歯車９は中間歯車８を介して
歯車７の回りを公転しつつ自転する。従って、歯車７と
歯車９は歯車７を太陽歯車、歯車９を遊星歯車とする遊
星歯車機構を構成する。歯車７と歯車９は歯数が等しい
歯車を用いる。

軸５０の先端は第２ケーシング４４から突出させ、垂直
に折り曲げて懸架アーム３７とし、軸５０と第２ケーシ
ング４４との回転部分にＯリング等のシール部材５１ｃ
を介在させ、この懸架アーム３７を介してキャリア３５
を吊り下げる。

次に、ローダ４０の作動を説明する。

駆動モータ４１を駆動すると出力軸４７に取付けた歯車
１が回転し、ベース４２に固定する固定軸４６の回りに
歯車２が回転する。歯車２の回転で歯車２に固定した第
１ケーシング４３が固定軸４６を軸として回転する。第
１ケーシング４３の回転で、遊星歯車４が太陽歯車３の
回りを回転し遊星歯車４の回転によりスパイラル歯車５
．６を介して第２ケーシング４４が軸４８を回転軸とし
て回転する。第２ケーシング４４の軸４８を中心とする
回転で中間歯車８を介して遊星歯車９が太陽歯車７の回
りを回転する。

このようなローダ４０の回転運動により、軸５０と一体
の懸架アーム３７に吊り下げられたキャリア３５は固定
１Ａ４６を軸とし、旋回半径Ｒとする水平方向の移動と
、軸４８を回転軸とした第２ケーシング４４の回転によ
り、キャリア３５は水平状態を保ちながら軸４８とアー
ム３７と一体のアーム軸５０との長さＬの昇降（上下）
運動を行う。

このようにして、旋回半径Ｒとする円周上であって、キ
ャリアが最下点となる場所にそれぞれの処理槽を設置す
ることにより、キャリア内のウェハは順次処理槽中に浸
漬され処理液により表面処理がなされる。また、ローダ
４０は回転運動のみの動力伝達機構を採用しているので
、その駆動部のシールは容易である。

次に、上記の装置におけるローダ４０の先端に懸架した
キャリア３５の作動を第３図、第４図、第５図により説
明する。第３図は装置内の処理槽間のキャリア３５の動
作の軌跡線を示し、第４図は処理槽を一直線上に並列に
並ベキャリアの動作軌跡線を展開して示し、第５図はロ
ーダが１回転する間のキャリアの上面からの動作軌跡線
を示している。

ローダ４０の１回転により処理槽３１ａから処理槽３１
ｆまで搬送されるキャリア３５の搬送経路は図面に示す
軌跡線のように高さを長さしとする円弧状となる。図面
中点０２点ｒをキャリア３５の最上位点、点ｐはキャリ
アが処理液へ入水する点１点ｑはキャリアが処理液から
高木する点とし、点０から降下し始めたキャリア３５は
点ｐで処理液中に入り、長さし降下してから上昇し始め
、点ｑで処理液から出て最上位点ｒまで上昇する。

この点０から点ｒまでの運動、動作がキャリアの作動の
１サイクルを形成している。この間の点ｐ−点ｑ区間は
処理液中でのキャリアの搬送となり。

キャリア内のウェハの処理区間、点〇−点ｐ区間及び点
ｑ−点ｒ区間は大気中の搬送となり、キャリアは処理槽
から次の処理槽との間を搬送される。

ローダ４０の先端に係止されたキャリア３５は固定軸４
６を軸とし、旋回半径Ｒとする水平方向の移動と、軸４
８を回転軸とした第２ケーシング４４の回転による長さ
Ｌの昇ｌ１ｌ（上下）運動とにより入水点ｐから出水点
ｑ間の処理液の中で上下運動、左右運動、捻りの運動等
の複合した動きを成す。

この懸架アーム３７に吊り下げられたキャリア３５の作
動は駆動モータ４１により制御される。

例えば、駆動モータ４１にパルスモータ等の制御モータ
を使用して、キャリア３５の作動を次のように制御する
。

ｏＷ！動モータ４１の回転速度を制御する。

駆動モータ４１の回転速度を点ｐの入水点付近で低速に
設定する。キャリア３５の処理液中への投入速度が緩や
かとなり、入水時の処理液の飛散が防止できる。

駆動モータ４１の回転速度を点ｑの出水点付近で変化さ
せ、キャリア３５の処理液中からの取出し速度を、処理
液の表面張力に合せた適切な速度とする。この速度調整
により、ウェハの表面は水はじき性が良いため処理液の
表面張力によってウェハ表面の水滴を処理液から取り出
すと同時に取り去ることができ、ウェハ表面の液切性が
向上する。その結果、前の処理槽の処理液が次の処理液
槽の液に混入するという各処理槽間の液混入が防止でき
、各処理槽内の処理液の品質の劣化低減となる。

０　駆動モータ４１の回転方向を制御する。

キャリアの位置が点ｐ−点ｑ区間において、駆動モータ
４１を適宜の速度および回転量により正逆回転させる。

この制御により、処理液中のキャリア３５は図面に示す
動作軌跡線に沿って任意の速度および振幅で円弧揺動す
る。その結果、処理液の撹拌効果が向上し、高速でかつ
高効率の表面処理ができる。

また、湿式表面処理装置の大きさは、処理槽の数、処理
槽の大きさ、ローダの大きさ等により決まる。本発明の
ローダ４０は処理槽の数により変化する搬送角度および
処理槽中でのウェハの浸漬する深さをローダの歯車の歯
数およびアームの長さ（Ｌ）によって変化させる。本実
施例の装置においては、処理槽の数は６個とし、太陽歯
車３と遊星歯車４の歯数の比を６＝１、太陽歯車７と中
間歯車８と遊星歯車９の歯数の比を９：５：９とし、さ
らに軸４８とアーム軸５０の間の長さしを１４０ｍ＋、
旋回半径Ｒを４００ｍｍとした。

ここで、５インチキャリアを１個懸架するローダを用い
、６槽の処理液槽を配置する従来の湿式表面処理装置と
５インチキャリアを１個懸架するローダを用い上記実施
例記載の本発明の装置との間口、奥行き、高さを比較す
ると、従来の装置におけるその部分の長さは２．４ｍＸ
１．５ｍＸ１．５ｍであり、本発明による表面処理装置
は１．４９ｍＸ１．５ｍＸ１．５ｍであった。この事実
から、床面積を比較すると本発明の湿式表面処理装置は
約２２％の小型化となっている。

また、上記実施例においてはシール部にＯリング等を用
いているが、Ｏリングに換えて磁性流体シールを用いる
ことにより、ローダ内からの塵が確実にシールされ、処
理液の汚染が完全に防止できる。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、湿式表面処理装置内の被処理物
は処理液の中を水平状態を保ちながら３次元的動作をし
、空気中においては各処理槽間を移動して、浸漬処理と
搬送が１個の駆動モータにより行われる。この浸漬処理
における被処理物の処理液内での運動は回転と昇降が複
合して複雑な動きとなって、上下、左右、捻りの複合し
た処理液をもむような撹拌をするため、被処理物に対す
る処理効果の高い動きと成っている。

さらに、搬送装置は回転運動のみの動力伝達の搬送機構
であるため、Ｏリング（クリーン度に応じて磁性流体シ
ール等を用いてもよい）等の回転部分のシールで容易に
駆動部を密封することが可能である。そして、駆動部か
らの発塵による処理液の汚染や、処理液による駆動部の
腐食の心配がなく、処理槽の真上に搬送装置を配置でき
るため、装置の小型化が達成できる。そして、処理槽を
同一円周上に配置しているため従来の装置の大きさに比
べて、かなりの省スペース化となる。また。

ローダの構成部品をみると駆動モータが１個と歯車９個
とよりなり部品点数が少なく設備の低コスト化も実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図（装置のハウジン
グの一部を欠截して内部を示している）、第２図はロー
ダの構成説明図、第３図は装置内の処理槽間のキャリア
の作動説明図、第４図は処理槽を一直線上に並列して示
したキャリア作動軌跡線の展開説明図、第５図はローダ
が１回転する間のキャリアの作動軌跡線の上面図、第６
図は従来の湿式表面処理装置の説明図である。 ３．７・・・・・・太陽歯車、 ４．９・・・・・・遊星歯車、 ３０・・・・・・湿式表面処理装置、 ３１・・・・・・処理槽、 ３２・・・・・・排気装置、 ３４・・・・・・ウェハ、 ３７・・・・・・懸架アーム、 ４１・・・・・・駒動モータ、 ４３・・・・・・第１ケーシング、 ３５・・・・・・キャリア、 ４０・・・・・・ローダ、 ４４・・・・・・第２ケーシング、 ４６・・・・・・固定軸、　　　　４８・・・・・・軸
、５０・・・・・・アーム軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被処理物を浸漬し表面処理する処理液を充填した複
   数の処理槽と、被処理物を搬送する搬送装置と、処理液
   の蒸気等を装置外に排気する排気装置とを備え、被処理
   物は処理槽の上部を搬送され、処理槽上で降下して処理
   液中に浸漬されるよう構成した湿式表面処理装置におい
   て、 前記複数の処理槽は同心円周上に配設され、前記排気装
   置は前記配設された処理槽の中央上部に配置されると共
   に、前記搬送装置は前記処理槽の上部を水平方向に回転
   自在で、かつ前記各処理槽の上部で昇降自在の被処理物
   を係止する懸架アームを備えたことを特徴とする湿式表
   面処理装置。 ２）前記搬送装置は、前記懸架アームを各処理槽間の上
   部を水平方向に移動させるための遊星歯車機構と、前記
   懸架アームを昇降移動させる遊星歯車機構と、前記２個
   の遊星歯車機構を駆動する駆動モータとを備え、前記懸
   架アームは水平方向の回転と昇降とを同時に行うことを
   特徴とする請求項１記載の湿式表面処理装置。