JPH062685U - 半導体基板自動処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理液に対する塵埃混濁の防止及び装置の小
型化と共に、処理槽内にて揺動動作を行う基板保持手段
に対する半導体基板の脱着を確実となした半導体基板自
動処理装置を提供すること。 【構成】 各半導体基板９を上記基板保持手段７上に直
接載置することとして従来用いられていた箱型の保持具
を不要とし、塵埃混濁量を極力少くし、装置全体として
の小型化を達成している。また、上記基板保持手段７の
揺動中心を、その保持した半導体基板９の中心と一致せ
しめることによって、残る問題を解決している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シリコンウエハーやガラス基板等の半導体基板を複数枚まとめて処 理槽内の処理液中に浸漬して洗浄処理を施す半導体基板自動処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の半導体基板自動処理装置として、例えば特開平３−５４８２７ 号公報において開示されているものがある。

【０００３】 この従来の半導体基板自動処理装置においては、被洗浄物としての半導体基板 を箱型の保持具内に配列して収納し、この収納状態のままにて処理槽内の処理液 に浸漬させて洗浄作業を行っている。なお、洗浄中は超音波振動子によって超音 波振動を与え、その衝撃波によって半導体基板に付着している汚れを破壊洗浄し ている。

【０００４】 そして、半導体基板に対する処理液の流れを生ぜしめて洗浄効果を上げるため に、処理槽内で保持具を支える台を揺動形式のスイング台としてこれを揺動させ ることが行われている。

【０００５】 かかる従来の装置においては、保持具に付着していた塵埃により処理液が混濁 して半導体基板が汚染される一方、保持具の占有スペースが大きいために処理槽 の容積をはじめ装置全体の小型化を図ることが困難であるという欠点がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、出願人は、上記の如き保持具を用いることなく半導体基板の洗浄作業 を行う考案について考えた。そして、その場合、下記の問題を併せて解消すべき であることを考慮した。

【０００７】 前述した従来の装置においては半導体基板をその中心よりも下方を揺動中心と して揺動させているが、かかる構成では揺動動作を停止させた時点における各半 導体基板のずれ量が大きく、位置決めを高精度に行うことが困難である。すると 、これら各半導体基板を把持して処理槽内に持ち来したり処理槽外に搬出するた めの自動搬送機構（例えば特開昭５７−５２１３８号公報において開示されてい る）を設けた場合、該自動搬送機構が半導体基板を処理槽外に搬出する際に該各 半導体基板を把持し損ねたり、逆に半導体基板を搬入するときに基板の受け渡し ミスが生ずる恐れがある。

【０００８】 そこで、本考案は、上記した問題を全て解消した洗浄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】

本考案は、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内に配置されて複数枚の半 導体基板をその主面同士が平行となるように整列して保持する基板保持手段と、 前記基板保持手段をその保持した半導体基板の主面に略平行な面内において揺動 自在に支持する支持機構と、前記基板保持手段を揺動せしめる駆動手段とを備え た半導体基板自動処理装置であって、前記基板保持手段の揺動中心が、前記基板 保持手段により保持された半導体基板の中心に略一致するように構成したもので ある。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例としての半導体基板自動処理装置について添付図面を参 照しつつ説明する。

【００１１】 図１乃至図３に示すように、本考案に係る半導体基板自動処理装置は、処理液 １が満たされた処理槽２を備えている。なお、処理槽２の底面は水平面に対して 多少傾斜させてあり、低い側の底部には排液管２ａが連結されている。

【００１２】 処理槽２の下部には超音波を発生する超音波振動子３が設けられている。この 超音波振動子３は、当該半導体基板自動処理装置の筐体内所定位置に配設された 超音波発振器（図示せず）により駆動され、処理液１を励振させるものである。 これら超音波振動子３及び超音波発振器を、励振手段と総称する。この励振手段 を設けたことにより著しい洗浄効果が得られる。

【００１３】 処理槽２の内部には、複数、この場合３本の棒状の基板保持部材４、５及び６ から成る基板保持手段７が配置されている。該基板保持手段７は、図２に示す自 動搬送機構８によって処理槽２内に搬入される多数、例えば５０枚の半導体基板 ９を保持するものである。なお、該自動搬送機構８は、相対的に作動する複数の 把持アーム８ａを具備し、該各把持アーム８ａにより、各半導体基板９をその主 面同士が平行であるように且つ各々が直立した状態にて一定間隔で整列して把持 する。そして、図示の搬送経路Ｘ₁ 〜Ｘ₄ に沿って移動し、該各半導体基板９を 処理槽２内に持ち来したり処理槽２外に搬出することを行う。

【００１４】 上記した基板保持手段７は、自動搬送機構８により搬入された各半導体基板９ を、整列状態を維持して保持する。

【００１５】 ここで、基板保持手段７を構成する各基板保持部材４乃至６について、詳述す る。

【００１６】 図から明らかなように、３本設けられたこれらの基板保持部材４乃至６は、夫 々同じ長さにて形成され、各半導体基板９の整列方向において互いに平行に延在 している。そして、そのうち１本の基板保持部材４については長尺の矩形板状に 形成されており、半導体基板９の最下端部に係合するように配置されている。ま た、残る２本の基板保持部材５及び６に関しては円柱状に、且つ互いに同一形状 に形成されており、上記の基板保持部材４の両側に配置されている。

【００１７】 図４及び図５に、基板保持部材５の詳細を示す。図示のように、基板保持部材 ５には、各々半導体基板９の外周部に係合してこれらを受ける受け溝５ａが等し いピッチにて長手方向に並設されている。なお、図４から明らかなように、これ ら受け溝５ａはその断面形状が例えばＶ字状となっている。また、図５から明ら かなように、各受け溝５ａは、基板保持部材５の一部分を切り欠いた形態にて形 成されており、それらの底面はこれに係合する半導体基板９の半径（１００ｍ／ ｍ）と等しい曲率半径を有している。

【００１８】 なお、前述したように、他の２本の基板保持部材４及び６のうち基板保持部材 ６に関しては上述した基板保持部材５と同形状であり、また、残る矩形板状の基 板保持部材４についても上記の基板保持部材５と同様の受け溝が形成されている のみであるから、詳細な説明は省略する。

【００１９】 次に、上記した各基板保持部材４乃至６からなる基板保持手段７を揺動自在に 支持する支持機構と、該基板保持手段７に駆動力を付与して揺動せしめる駆動手 段について説明する。

【００２０】 図１に示すように、当該半導体基板自動処理装置は処理槽２を囲むように設け られた本体フレーム１４を有し、該本体フレーム１４に対して、ブッシュ１５及 び１６を介して２本のシャフト１７及び１８が同心的に回転すべく設けられてい る。なお、両シャフト１７、１８は水平方向に伸長して設けられている。そして 、これらシャフト１７、１８の各一端部には略矩形板状の垂直アーム２１及び２ ２が固着されている。該両垂直アーム２１及び２２は上下方向において延在して 設けられ、その下端部にてシャフト１７、１８に取り付けられている。

【００２１】 両垂直アーム２１及び２２の各上端部には、水平方向に伸びる水平アーム２４ 及び２５が各々の一端部にてボルト（参照符号は付していない）により締結され ている。そして、該両水平アーム２４及び２５の他端部には、Ｌ字状に形成され た支持フレーム２７及び２８が垂下状態にてボルト締めされている。

【００２２】 該両支持フレーム２７及び２８は処理槽２の底部に向けて伸長し、前述した基 板保持手段７の構成部材である各基板保持部材４乃至６はこの支持フレーム２７ 及び２８の下端部間に架設されている。

【００２３】 上記したブッシュ１５、１６と、シャフト１７、１８と、垂直アーム２１、２ ２と、水平アーム２４、２５と、支持アーム２７及び２８とによって、上記基板 保持手段７を揺動自在に支持する支持機構が構成されている。なお、基板保持手 段７は、その保持した各半導体基板９の主面に平行な面内において揺動するよう になされている。

【００２４】 なお、上記垂直アーム２１、水平アーム２４及び支持フレーム２７並びに垂直 アーム２２、水平アーム２５及び支持フレーム２８については、このように互い に個別の部材とせずに、一体に成形してもよい。

【００２５】 上記した基板保持手段７の揺動中心、すなわち各シャフト１７及び１８の軸中 心が、該基板保持手段７により保持された各半導体基板９の中心に一致せしめら れている。

【００２６】 一方、図１に示すように、上記した揺動部分の支持軸として作用する両シャフ ト１７及び１８の各他端部には、それそぞれ歯車３１及び３２が固着されている 。これら各歯車３１及び３２にトルクを付与するトルク付与手段については図示 を省略したが、該トルク付与手段はモータ等を含み、両歯車３１、３２を互いに 同じ回転方向に所定各度だけ正転、逆転できるよう構成されている。このトルク 付与手段と、両歯車３１及び３２とにより、上記基板保持手段７に対して駆動力 を付与してこれを揺動せしめる駆動手段が構成されている。

【００２７】 上述したように、当該半導体基板自動処理装置においては、基板保持手段７の 揺動中心が、該基板保持手段７により保持された半導体基板９の中心に一致せし められている。かかる構成においては、基板保持手段７の揺動動作中及び停止時 のいずれにおいても、各半導体基板９は常に一定位置に保たれ、ずれを生ずるこ とがない。

【００２８】 よって、図２に示す自動搬送機構８が該各半導体基板９を処理槽２の外に搬出 しようとする場合にその把持アーム８ａによって該各半導体基板９を確実に把持 することが出来る。また、逆に、自動搬送機構８が半導体基板９を処理槽２内に 搬入して基板保持手段７に受け渡す際に受け渡しミスを生ずる恐れもない。

【００２９】 また、本実施例に係る半導体基板自動処理装置においては、基板保持手段７に よって半導体基板９に発生する超音波の陰の部分は図２及び図３に示すようにな る。即ち、図３に示すように、該基板保持手段７が具備する基板保持部材５がそ の揺動ストロークの上死点に位置するときに生じる陰の部分は、図において二点 鎖線にて囲む斜線領域４３となり、基板保持部材５が下死点に位置するときに生 じる陰の部分は他の二点鎖線にて囲む斜線領域４４となり、該上死点から下死点 までの全区間にわたって揺動する際に常に生じる陰の部分は、実線にて囲む斜線 領域４５となる。なお、他の基板保持部材４及び６に関しても、図示を省略した が上記と同様に陰の部分が発生する。

【００３０】 ここで、上記した本考案に係る半導体基板自動処理装置の構成及びその効果と の比較をなすため、基板保持手段７の揺動中心を半導体基板９の中心よりも所定 距離だけ下方に移した場合について説明する。

【００３１】 図６にその構成を示す。

【００３２】 図示のように、かかる構成においては、基板保持手段７の揺動動作に伴い半導 体基板９も大きく揺動し、揺動を停止したときに半導体基板９が常に一定位置で 停止するとは限らない。よって、上述した本考案に係る半導体基板自動処理装置 におけるが如き、自動搬送機構８による基板保持手段７に対する半導体基板９の 確実な脱着動作は期待し得ない。

【００３３】 また、図６に示す構成においては、各半導体基板９上に、例えば基板保持部材 ５によって遮られることによる陰の部分（図において実線で囲む斜線領域５５に 対応する。なお、図において、二点鎖線にて囲む斜線領域５３は基板保持部材５ が上死点に位置するときに生じる陰の部分、他の二点鎖線で囲む斜線領域５４は 当該基板保持部材５が下死点に位置するときに生じる陰の部分を表しており、上 記実線にて囲む斜線領域５５は上死点から下死点までの全区間にわたって揺動す る際に常に生じる陰の部分を表している）が発生し、このような陰の部分５５に 対する洗浄力が低下する。

【００３４】 このような常に生じる陰の部分５５の面積を図３に示した実施例における陰の 部分４５の面積と比較すれば明らかなように、揺動角度を互いに同一の揺動角度 θに設定した場合、本考案に係る半導体基板自動処理装置による陰の部分４５の 面積は、図６に示した陰の部分５５の面積と比べて大幅に減少することがわかる 。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、各半導体基板を処理槽内の基板保持手 段上に直接載置する形式である故に従来用いていた箱型の保持具が不要となり、 処理液に対する塵埃の混濁量が極めて少なく抑えられると共に、処理槽の容積、 延いては装置全体としての小型化が達成されるという効果がある。 また、本発明による半導体基板自動処理装置においては、上記基板保持手段の 揺動中心が、該基板保持手段上の半導体基板の中心に略一致せしめられている。 従って、半導体基板は常に一定位置に保たれ、自動搬送機構による該基板保持手 段に対する半導体基板の脱着動作が常に確実に行われるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の実施例としての半導体基板自
動処理装置の縦断面図である。

【図２】図２は、図１に示した半導体基板自動処理装置
の要部と、該半導体基板自動処理装置に対する半導体基
板の搬入及び搬出をなすための自動搬送機構を示す、一
部断面を含む正面図である。

【図３】図３は、図２に示した半導体基板自動処理装置
の要部の拡大図である。

【図４】図４は、図１に示した半導体基板自動処理装置
の構成部材である基板保持部材の側面図である。

【図５】図５は、図４に関するＡーＡ断面図である。

【図６】図６は、図３に示した構成と比較するための構
成の正面図である。

【符合の説明】

１ 処理液 ２ 処理槽 ３ 超音波振動子 ４、５、６ 基板保持部材 ７ 基板保持手段 ８ 自動搬送機構 ９ 半導体基板

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽
   内に配置されて複数枚の半導体基板をその主面同士が平
   行となるように整列して保持する基板保持手段と、前記
   基板保持手段をその保持した半導体基板の主面に略平行
   な面内において揺動自在に支持する支持機構と、前記基
   板保持手段を揺動せしめる駆動手段とを備えた半導体基
   板自動処理装置であって、前記基板保持手段の揺動中心
   が前記基板保持手段により保持された半導体基板の中心
   に略一致せしめられていることを特徴とする半導体基板
   自動処理装置。
2. 【請求項２】 前記支持機構は、前記処理槽の外部に上
   下方向において延在して設けられその下端部にて枢支さ
   れた垂直アームと、前記垂直アームの自由端部に一端部
   にて取り付けられて略水平方向に伸びる水平アームと、
   前記水平アームの他端部に垂下状態に取り付けられてそ
   の下端部にて前記基板保持手段を支持する支持フレーム
   とから成り、前記垂直アームの枢支点が前記半導体基板
   の中心に略一致せしめられていることを特徴とする請求
   項１記載の半導体基板自動処理装置。