JPH0549290U - ウエハ保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造により、チャックのウエハ保持部
材に形成されたガイド溝の洗浄を容易に行なうことがで
きるウエハ保持装置を提供する。 【構成】 ウエハ保持装置のチャック９に取り付けられ
た保持棒１０内部に中空部１０ａを設けるとともに、当
該保持棒１０のガイド溝部１１に前記中空部１０ａに連
通する流体噴出口８を設け、前記中空部１０ａを介して
前記流体噴出口８から必要な流体を噴出させるようにし
たことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウエハの保持装置、特に、半導体基板や液晶用又はフォトマスク用 ガラス基板等の薄板状基板（以下、単に「ウエハ」という。）を表面処理するた めのウエハ処理装置において、当該ウエハを保持して搬送するためのウエハ保持 装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

ウエハをキャリアに収容せずに直接チャックで保持し、これを各処理槽に浸漬 させて表面処理するキャリアレス方式のウエハ処理装置にあっては、キャリアが 不要のため、それだけ各処理槽を小型化できる。このため、薬液や洗浄液の量が 少なくて済み、しかも処理時間を短縮できるという利点がある。

【０００３】 特に最近はウエハの径が６インチから８インチへと大型化する傾向にあり、キ ャリアレス方式のウエハ処理装置は、メンテナンスコストおよび処理能力の点で 従来のキャリア方式のものに比べて大変すぐれているため、今後のウエハ処理の 主流になるものである。

【０００４】 このような、キャリアレス方式のウエハ処理装置においては、まず、ウエハを 直接ウエハ保持装置のチャックで保持して所定の処理槽の上方に搬送する。次に 、チャックを下降させて、ウエハを処理槽の中に設置されたウエハ保持ホルダに 整立保持させる。処理槽内にはウエハ処理のため必要な薬液や洗浄液などが満た されており、これにより必要な表面処理を行なった後、再びウエハをチャックで 保持して上方に引上げ、次の処理槽もしくは乾燥機に搬送して次々とウエハ処理 を行なうようになっている。

【０００５】 このようなキャリアレス方式のウエハ処理装置におけるウエハ保持装置として は、従来からたとえば図７に示すようなものがあった。

【０００６】 同図において、ウエハ保持装置１は、開閉自在な一対のチャック３の下方に、 内面に複数のガイド溝４が等ピッチで刻設された保持板５が付設されており、チ ャック３を図示しない駆動手段によって開閉させることにより、ガイド溝４にウ エハ２の外縁を挿入してガイド溝４の底面部をウエハ２の外縁部に当接させて保 持するようになっており、ウエハ保持ホルダ６のガイド溝７に等ピッチで整立さ れている複数のウエハをそのままの整立状態で搬送することができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述のようにキャリアレス方式のウエハ処理装置に用いられるウエハ保持装置 にあっては、複数枚のウエハを所定の等ピッチで整立させたまま搬送するので、 そのチャックの保持部分にはウエハを等ピッチで整立保持するためのガイド溝が 刻設されている。

【０００８】 ところが、このガイド溝部分には、ごみが溜まりやすく、このごみが原因とな ってウエハ処理の精度にバラツキが生じるという問題があった。

【０００９】 このような問題を解消するため、従来は、複数のウエハ処理槽の途中に当該処 理槽とほぼ同形のチャック洗浄槽を設けておき、このチャック洗浄槽に周期的に チャックを浸漬させて、洗浄するようにしていた。チャック洗浄は、たとえば洗 浄槽に洗浄液を充満させておいて、下方からバブリングしたり、また洗浄液をア ップフローさせたり、超音波を加えたり、あるいは、急排水して、チャックに洗 浄液を勢い良くスプレ−したりしていた。

【００１０】 しかしながら、これらの方法によるとチャックや保持部材の外周面は十分に洗 浄できるが、深さが２〜３ｍｍ程度である溝の隅々まで洗浄することは困難であ った。ごみや塵などがガイド溝から除去されないままであると、処理の際に悪影 響を及ぼす結果となり、質のよいウエハを得ることができないという問題があっ た。このことは、キャリアレス方式のウエハ処理装置において従来から重要な解 決課題となっていた。

【００１１】 本考案は、上述のような問題点を解消するためになされたものであって、単純 な構造によりチャックの保持部材のガイド溝に付着した各種のごみを容易に除去 できるウエハ保持装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案にかかるウエハ保持装置は、 内側にガイド溝を有し、このガイド溝にウエハの外縁を挿入させて、当該ウエ ハを保持する少なくとも一対の保持部材と、 この保持部材を接離可能に保持する一対のチャックと、を備えるウエハ保持装 置において、 前記保持部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持部材のガイド溝部に前 記中空部に連通する流体噴出口を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】

保持部材内部に中空部を設けるとともに、ガイド溝部に前記中空部に連通する 流体噴出口を設けて、当該中空部を介して流体を前記流体噴出口から噴出させる ようにしたので、ガイド溝部を直接バブリングしたり、洗浄液を流し込むことが でき、ガイド溝部が直接かつ効果的に洗浄される。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案にかかるウエハ保持装置の実施例を詳細に説明す るが、本考案の技術的範囲がこれによって制限されるものではないことはもちろ んである。

【００１５】 図１は、本考案にかかるウエハ保持装置の一実施例を示す概要図であり、保持 棒１０などは説明の都合上、ガイド溝での断面図が示されている。

【００１６】 左右一対のチャック９には、それぞれ保持部材として２対の保持棒１０が紙面 と垂直方向に吊設されている。

【００１７】 図２は，図１における保持部材１０のＡ−Ａ線における一部縦断面図を示すも のであり、保持棒１０には、ガイド溝１１が、保持するウエハの枚数分等ピッチ で形成されている。このガイド溝１１は、ウエハ２の外縁を導入するテーパ部１ １ａと、ウエハを保持棒１０の長手方向に対してほぼ垂直に保持するための保持 溝１１ｂと底面部１１ｃとからなっており、底面部１１ｃには流体噴出口８が設 けられている。

【００１８】 保持棒１０の内部には中空部１０ａが設けられており、前記流体噴出口８と連 通している。一方、チャック９の内部にも連通孔９ａが設けられており、その下 方が前記保持棒１０の各中空部１０ａと連通しており、上端部はチューブ接続口 １２と連通している。

【００１９】 保持棒１０の素材として炭化ケイ素が使用されている。保持棒１０の製造方法 は、まず、コークスで保持棒１０の中芯を形成し、その中芯を覆うようにして周 囲に炭化ケイ素を結晶させる。その後、当該コークスのみを燃焼させて除去する 。これにより、中空部１３ａを有する保持棒１０が容易に形成される。

【００２０】 内部が中空なのでチャック全体の重さを非常に軽量化することができるので、 ウエハ保持装置本体２０（図３）の各駆動手段にかかる負担が軽減でき、ウエハ 搬送が円滑に行なえるという効果も得られる。

【００２１】 もっとも、保持棒１０の素材は、上述の炭化ケイ素に限られるものではなく、 その他の耐薬性を有する素材、例えば石英やステンレスやフッ素系樹脂などで形 成しても良い。

【００２２】 また、図２では保持棒１０内の中空部１０ａは、上述のような製造によるので 保持棒１０の外形と相似な形になっているが、このほか断面形状が単一である単 なる貫通孔を形成するようにしても良い。

【００２３】 チューブ接続口１２は接続チューブ１３（図３）を介して窒素ガスボンベ２６ もしくは洗浄液供給装置２２（図４）に接続されている。

【００２４】 なお、２対の保持棒１０は、ウエハ２の水平方向の中心線２ａを挟んで、上下 に配置されており、下方の一対の保持棒１０でウエハ２を保持した状態で、上方 の保持棒１０のガイド溝１１の底面部１１ｃとウエハ２の外縁の間にわずかな隙 間ができるように調整されている。

【００２５】 これにより、ウエハ２を、下方の保持部材１０により下から掬いあげるように して保持するとともに、上方の保持部材１０は、ガイドの役目のみ果たしてウエ ハの前後方向への傾きを規制するので、ウエハ２の外縁を傷をつけるなく、しか も安定な状態で保持することができる。

【００２６】 チャック９の上端部は、ヘッド１４内に設けられたチャック駆動手段１５に連 結されている。このチャック駆動手段１５は、チャック９の回転軸９ｂに固定さ れ、一部にピニオン１６ａが刻設された駆動歯車１６と、この駆動歯車１６に噛 合するラック１７と、このラック１７を上下駆動するアクチュエータ１８からな っており、このアクチュエータ１８でラック１７を上下駆動することにより、チ ャック９が開閉されるように形成されている。

【００２７】 なお、１９は、保持棒１１と同じピッチで形成されたガイド溝１９ａを上部に 有するウエハ保持ホルダであり、ウエハ２は、そのオリエンテイション・フラッ ト２ｂが下に来るようにして３つのウエハ保持ホルダ１９のガイド溝１９ａに挿 入され整立保持される。この場合、ウエハ２は、実質上、３つの保持ホルダ１９ のうち両端の２つで支持されており、中央の保持ホルダは、ウエハ２が前後に倒 れるのを防止すると共に、処理槽内でのウエハ処理中にウエハ２が回転しようと したとき、当該オリエンテイション・フラット２ｂの直線部に係合し、その回転 を阻止して、処理槽内での安定したウエハ処理を可能ならしめる。

【００２８】 図３は、本実施例にかかるウエハ保持装置をウエハ搬送装置本体２０に搭載し たときの全体の斜視図である。

【００２９】 ヘッド１４は、ウエハ搬送器本体２０の垂直部２１に、そのガイド溝２１ａに 沿って上下方向に移動可能に取り付けられており、図示しない駆動手段により上 下駆動される。また、ウエハ搬送器本体２０は、図示しない駆動手段によって水 平方向に移動可能なようになっている。

【００３０】 チャック９のチューブ接続口１２に接続された接続チューブ１３の長さには十 分余裕を設けており、チャック９の開閉動作やヘッド１４の上下運動を妨げない ようになっている。この接続チューブ１３は、垂直部２１の背部に沿って下方に 導かれ、図示しないケーブルベアに保持されて図４に示す窒素ガスボンベ２６、 洗浄液供給装置２２に導かれている。

【００３１】 なお、チャック９や、回転軸９ｂ、ヘッド１４などの、処理液に直接接触する 部材もしくは処理液の飛沫がかかるおそれがある部材は、使用する処理液に対し 耐腐食性を有する樹脂で形成されている。

【００３２】 図４は、流体噴出口８に窒素ガスや洗浄液を供給するための装置の構成を示す ブロック図である。

【００３３】 図において、洗浄液供給装置２２は、内部に洗浄液２３ａを充満した洗浄液貯 蔵槽２３とこの貯蔵槽２３から洗浄液２３ａを吸い上げて、これをチューブ２５ ａを介して電磁切換弁２４方向に供給する供給ポンプ２５と、からなっている。

【００３４】 窒素ガス供給装置としての窒素ガスボンベ２６には、塵やごみなどを含まない 清浄な窒素ガスが圧縮されて収納されており、チューブ２６ａを介して電磁切換 弁２４に接続されている。

【００３５】 制御装置２７は、ウエハ処理装置全体の動作を制御するものであって、これに により電磁切換弁２４や供給ポンプ２５は指示を受けて動作するようになってい る。

【００３６】 なお、供給されるガスは窒素ガスに限定される必要はなく他の気体であっても ウエハ処理に悪影響を与えないものであればよい。

【００３７】 図５は、チャック９を洗浄するときの様子を示す図である。

【００３８】 処理槽２８の左右両側に隣接して、チャック洗浄専用のチャック洗浄槽２９ａ ，２９ｂが設けられている。このチャック洗浄槽２９ａ，２９ｂ内には洗浄液３ ０が充満されており、この洗浄液３０は、図示しないパイプを介して定期的に交 換され、または常時オーバーフローされてきれいな状態に保つようになっている 。

【００３９】 ウエハ保持装置のチャック９でウエハ２を保持して処理槽２２の上に移送し、 次にこれを下降させてウエハ保持ホルダ１９に載置した後、チャック９を上昇さ せる。その後チャック９を大きく開いて再度下降させて、チャック９のそれぞれ を、チャック洗浄槽２９ａ，２９ｂ内に浸漬させる。そして制御装置２７により 電磁切換弁２４を窒素ボンベ２６側に切り換えてチューブ１３に窒素ガスを供給 し、保持棒１０のガイド溝１１の流体噴出口８から噴出させてバブリングしたり 、あるいは電磁切換弁２４を洗浄液側に切り換えるとともに供給ポンプ２５を作 動させて洗浄液２３ａを流体噴出口８から噴出させる。

【００４０】 これにより、ガイド溝１１内に付着していた塵やごみが窒素ガスの泡や、洗浄 液により直接押し出されので、その洗浄効果は従来の外部からの洗浄方法に比べ て飛躍的に向上させることができる。

【００４１】 これに付け加え、チャック洗浄槽２３ａ，２３ｂに従来どうりの超音波洗浄や 、チャック９下方からのバブリングやアップフローなどの機能を付加しておけば チャック９の洗浄としては、ほぼ完全なものとすることができる。

【００４２】 なお、チャック９を処理槽内２８内に挿入する際には、電磁切換弁２４は閉じ たままなので、接続チューブ１３やチャック９内の連通孔９ａ内が負圧になるこ とがなく、処理槽２８内の薬液３１が、当該接続チューブ１３や連通孔９ａ内に 流入するおそれはないが、２対の保持棒１０の内、下方の一対については流体噴 出口８がやや上方を向いているので、この部分に空気（もしくは窒素ガス）が溜 まっている状態では、その部分の気体が抜けて薬液３１が保持棒１０内部に流入 する可能性がある。この場合には、少しの窒素ガスを流体噴出口８から出すよう にしておけば良い。

【００４３】 また、本実施例では、処理槽２８の両側にそれぞれチャック９の片方だけを浸 漬できるチャック洗浄槽２９ａ，２９ｂを配設したので、当該ウエハ保持装置で ウエハ２を処理槽２８内に移送した後、その水平方向の位置を変えずにそのまま 上昇させてチャック９の間隔を若干広くして、再度下降させるだけで当該洗浄槽 にチャック下方を挿入し洗浄することができる。このため、次のような利点があ る。 （１）従来のチャック洗浄槽は、処理槽２８と同形のものを、処理槽２８とは別 の位置に設けていたので、その位置までその都度水平移動しなければならなかっ た。このためウエハ保持装置本体２０の無駄な動きが多く、時間ロスになってい たが、本実施例のような構成によれば、ウエハ処理ごとに水平移動なしにチャッ クの洗浄ができ、時間のロスを大変少なくできる。 （２）従来のチャック洗浄槽は、左右一対のチャックを１つの洗浄槽に浸漬させ るため洗浄槽が大きくなり消費する洗浄液の量も多く、また洗浄時間も長かった が、本実施例では、チャック洗浄槽２９ａ，２９ｂにチャック９を片方ずつ浸漬 させるので、その内容積は大変小さくて済み、消費する洗浄液の量も少なく、ま た、洗浄時間も短縮できる。

【００４４】 なお、チャック洗浄槽２９ａ，２９ｂは、各処理槽２８についてそれぞれ左右 に一対ずつ設けても良いし、隣接する処理槽間にチャック洗浄槽を一つだけ設け 、これを両者で共用するようにしても良い。また、全部の処理槽に設けるのでな く、特にチャック洗浄が必要な処理槽のみに設けるだけでも良い。

【００４５】 また、本実施例では、流体噴出口８は、保持棒１０のガイド溝底面部１１ｃの 部分のみに設けたが、この部分のみに限定する必要はない。

【００４６】 図６に示すようにガイド溝１１のテーパー部１１ａ（８ａ）や保持溝１１ｂ（ ８ｂ）または、ガイド溝とガイド溝の間（８ｃ）などにおいて、必要に応じて多 数設けておくことにより、その洗浄効果を一層高めることが可能である。

【００４７】 また、本実施例においては、チャック９内部に連通孔９ａを設けてこれを介し て保持棒１０に窒素ガスや洗浄液を供給するようにしているが、接続チューブ１ ３を下方に延ばして直接保持棒１０内部の中空部１０ａに接続するようにしても 良い。

【００４８】 なお、上述のウエハ保持装置の実施例においては、保持棒１０の断面形状は円 形になっているが、これに限定されるものではない。しかし、液切れを早くする という効果を得るためには、その断面形状は、円形もしくはこれに近い形の方が 望ましい。

【００４９】 また、チャック駆動部１５の機構は、上述のピニオン・ラック機構に限定され るものではなく、公知のチャック駆動機構であればどのようなものでもよく、ま たアクチュエータも空気式、油圧式のほかネジ送り機構を利用したものでも使用 可能である。さらに、チャック９を回転により開閉させるのでなく、平行にスラ イドさせて開閉動作させるように構成することも可能である。

【００５０】

【考案の効果】

以上、本考案のウエハ保持装置においては、チャックに設けられたウエハ保持 部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持部材のガイド溝部に前記中空部に 連通する流体噴出口を設けたので流体を中空部を介して前記流体噴出口から噴出 させることによりガイド溝部を直接バブリングしたり、洗浄液を流し込むことが 可能となり、従来洗浄しにくかったガイド溝部分にたまったごみや塵が、ガイド 溝自身の流体噴出口から突出する窒素ガスの泡や洗浄液の流れの勢いにより、ガ イド溝内から外部に押し出されるので、当該ガイド溝内を直接かつ効果的に洗浄 できるようになった。これにより、ウエハ処理において少なくともガイド溝にお けるごみや塵の悪影響を払拭することができ、質のよいウエハの表面処理が可能 になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかるウエハ保持装置の概要
を示す図である。

【図２】図１の実施例における保持棒のガイド溝の形状
を示す図である。

【図３】ウエハ保持装置本体の全体斜視図である。

【図４】窒素ガス供給装置および洗浄液供給装置の構成
を示す概略図である。

【図５】チャック洗浄の様子を示す図である。

【図６】保持棒における流体噴出口の別の実施例を示す
図である。

【図７】従来のウエハ保持装置の構造を示す図である。

【符号の説明】

２ ウエハ ８ 流体噴出口 ９ チャック ９ａ 連通孔 １０ 保持棒 １０ａ 中空部 １１ ガイド溝 １２ チューブ接続口 １４ ヘッド １５ チャック駆動手段 １６ 駆動歯車 １７ ラック １８ アクチュエータ １９ ウエハ保持ホルダ ２０ 搬送装置本体 ２２ 洗浄液供給装置 ２４ 電磁切換弁 ２６ 窒素ガスボンベ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｃ 8831−4Ｍ 21/68 Ａ 8418−4Ｍ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側にガイド溝を有し、このガイド溝に
   ウエハの外縁を挿入させて、当該ウエハを保持する少な
   くとも一対の保持部材と、 この保持部材を接離可能に保持する一対のチャックと、
   を備えるウエハ保持装置において、 前記保持部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持
   部材のガイド溝部に前記中空部に連通する流体噴出口を
   設けたことを特徴とするウエハ保持装置。