JPH06283486A - ウエハ保持装置及びウエハ収納カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーティクルの発生を抑えかつ静電気の残留
を防止する。 【構成】 ウエハ保持装置１９は、半導体用のウエハを
処理するウエハ乾燥部６に設けられ、ウエハを保持する
ものであって、ウエハ保持部２５と導電部材３１と支持
部材２８を含む接地部材とを備えている。ウエハ保持部
２５は、ウエハの外周端面が接触する保持面を有する絶
縁体製のものである。導電部材３１は、ウエハ保持部２
５の保持面に、ウエハに接触可能に配置されている。接
地部材は、導電部材３１を接地する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ保持装置、特
に、半導体用のウエハを処理するウエハ処理装置に設け
られ、ウエハを保持するウエハ保持装置に関する。また
別の発明は、ウエハ収納カセット、特に、多数のウエハ
を一括して取り扱うためのウエハ収納カセットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体用のウエハに対し、洗浄処理等の
表面処理を行う場合には、ウエハを処理液槽内に浸漬し
て処理する浸漬型のウエハ処理装置が用いられる。この
ようなウエハ処理装置は、以下のように動作する。ま
ず、ウエハ移載装置が、複数のウエハを収納したカセッ
トからウエハ搬送ロボットにウエハを引き渡す。ウエハ
搬送ロボットはウエハを処理部へ搬送し、さらにこのウ
エハを処理部へ引き渡す。処理部では、ウエハに表面処
理が施される。処理が済むと、ウエハ搬送ロボットは処
理済みウエハを処理部から受け取り、処理済みウエハを
ウエハ乾燥部に送る。ウエハ乾燥部では、ウエハの水切
り及び乾燥処理がなされる。乾燥処理が済むと、ウエハ
搬送ロボットは乾燥済みウエハをウエハ乾燥部から受け
取り、乾燥済みウエハをウエハ移載装置まで搬送する。
そしてウエハ移載装置はウエハ搬送ロボットから乾燥済
みウエハを受け取り、このウエハをカセット内に装填す
る。

【０００３】この種のウエハ処理装置では、ウエハ乾燥
部やウエハ移載装置に、ウエハ搬送ロボットとの間でウ
エハを受け渡すためのウエハ受渡し部が配置されてい
る。この受渡し部の上面には、それぞれウエハを保持す
るための複数の保持溝が等間隔に形成されている。ま
た、ウエハ搬送ロボットは、受渡し部に対してウエハを
受渡し得るように、開閉する１対の搬送アームを有して
おり、搬送アームでウエハの両側部を挟持している。

【０００４】この種のウエハ受渡し部やウエハ搬送アー
ム等のウエハ保持部材には、従来、耐食性等を考慮して
４フッ化エチレン樹脂等の耐食性の樹脂が用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
ウエハ搬送アームやウエハ受渡し部等のウエハ保持部材
が４フッ化エチレン樹脂等の絶縁材で構成されているの
で、特に洗浄工程や回転乾燥時において静電気が発生
し、これがウエハ表面に残留するおそれがある。ウエハ
表面に静電気が残留すると、半導体素子の多集積化、小
型化に伴い微細化した回路に静電気がダメージを与え、
素子の歩留りが低下するという問題が生じる。

【０００６】これを防止するために、ウエハ保持部材に
導電性のＳｉＣ等を用いることも考えられるが、この場
合には、ウエハの受渡しの際にＳｉＣによりウエハが削
れてパーティクルが発生する。また、導電性の炭素繊維
等を含有した４フッ化エチレン樹脂を用いることも考え
られるが、炭素繊維を含有した４フッ化エチレン樹脂を
用いると、ウエハとの接触によって炭素繊維が剥離し、
剥離した炭素繊維がパーティクルになるという問題があ
る。

【０００７】本発明の目的は、パーティクルの発生を抑
えかつウエハでの静電気の残留を防止し得るようにする
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウエハ保持
装置は、半導体用のウエハを処理するウエハ処理装置に
設けられた、ウエハを保持する装置であって、ウエハ保
持部と導電部材と接地部材とを備えている。ウエハ保持
部はウエハの外周が接触する保持溝を有し、絶縁体製の
ものである。導電部材は保持溝の保持面に、ウエハの外
周端面に接触可能に配置されたものである。接地部材は
導電部材を接地するためのものである。

【０００９】本発明に係るウエハ収納カセットは、複数
のウエハを一括して取り扱うためのカセットであって、
ウエハ保持部と導電部材とを備えている。ウエハ保持部
は、複数のウエハのそれぞれの外周が接触する保持溝を
有し、絶縁体製のものである。導電部材は、保持溝の保
持面に、ウエハの外周端面及び外部の接地部材に接触可
能に配置されたものである。

【００１０】

【作用】本発明に係るウエハ保持装置では、絶縁体製の
ウエハ保持部にウエハが保持されると、保持溝の保持面
に配置された導電部材がウエハの外周端面に接触し、ウ
エハに帯電した静電気が導電部材を介して接地部材に流
れる。このため、ウエハを保持する際に静電気が除去さ
れる。ここでは、ウエハの外周端面に接触した導電部材
によりウエハの静電気が除去されるので、ウエハと導電
部材との摺動が極力抑えられる。

【００１１】本発明に係るウエハ収納カセットでは、ウ
エハ保持部にウエハが並べて保持されると、保持溝の保
持面に配置された導電部材がウエハの外周端面に接触す
る。この導電部材は外部の接地部材に接触可能であるの
で、カセットがたとえば金属部材に載置されると、ウエ
ハに溜まった静電気は導電部材を介して除去される。こ
こでは、前記同様にウエハの外周端面が導電部材に接触
し、静電気が除去される。

【００１２】

【実施例】図１及び図２に示す本発明の一実施例を採用
した浸漬型ウエハ洗浄装置１は、ウエハ収納カセットＣ
の搬入搬出部２と、カセットＣからのウエハＷの取り出
しまたはカセットＣへのウエハＷの装填を行うウエハ移
載部３と、カセットＣを洗浄するためのカセット洗浄器
３ａと、搬入搬出部２とウエハ移載部３とカセット洗浄
器３ａとの間でカセットＣを移載するカセット移載ロボ
ット４と、複数のウエハを一括して洗浄する浸漬型ウエ
ハ洗浄処理部５と、ウエハＷの液切り及び乾燥を行うた
めのウエハ乾燥部６と、ウエハ移載部３でカセットＣか
ら取り出した複数のウエハＷを一括保持してウエハ洗浄
処理部５及びウエハ乾燥部６に搬送するウエハ搬送ロボ
ット７とから構成されている。

【００１３】ウエハ移載部３は、２つのカセットＣを載
置する回転可能な２つのテーブル８を有している。テー
ブル８は、カセットＣを必要に応じて９０°回転させ
る。テーブル８の中心には、矩形の開口が形成されてお
り、この開口の下方には、カセットＣからウエハＷを一
括して取り出すとともに、カセットＣにウエハＷを一括
して装填するための昇降可能なウエハ受け部８ａが配置
されている。

【００１４】カセット移載ロボット４は、昇降及び回転
自在でありかつ図１の矢印Ａ方向に移動可能に構成され
ている。カセット移載ロボット４は、搬入搬出部２に搬
入されてきたカセットＣをテーブル８上に移載し、ウエ
ハ洗浄中においてカセット洗浄器３ａとテーブル８との
間でカセットＣを出し入れし、また、洗浄済みのウエハ
Ｗを収容したカセットＣをテーブル８から搬入搬出部２
へ移載する。

【００１５】ウエハ乾燥部６は、図３及び図４に示すよ
うに、薄肉円筒状のチャンバ１５と、チャンバ１５内に
回転可能に設けられたロータ１６と、ロータ１６を回転
させるための駆動機構１７と、ロータ１６に着脱自在に
取り付けられるウエハ保持装置１９と、ロータ１６下方
に配置されウエハ保持装置１９を昇降させるための保持
具昇降機構２０と、第１クランプ装置２１と、第２クラ
ンプ装置２２とを有している。

【００１６】チャンバ１５の上部にはウエハ出入口１５
ａが形成されており、この出入口１５ａは開閉自在な蓋
１８によって覆われている。ロータ１６は、図４に示す
ように、両端の回転軸がチャンバ１５に回転自在に支持
されている。そして、対向する１対の回転フランジ１６
ａと、１対の回転フランジ１６ａを互いに連結する複数
の連結ロッド１６ｂとを有している。１対の回転フラン
ジ１６ａの互いに対向する面には、ウエハ保持装置１９
が係止する係止部１６ｃが設けられている。駆動機構１
７は、ロータ１６を回転させるためのモータ１７ａと、
モータ１７ａ及びロータ１６の回転軸に取り付けられた
プーリ１７ｂと、プーリ１７ｂ間にかけわたされたベル
ト１７ｃとを有している。また、第１クランプ装置２１
はウエハ保持装置１９に保持された複数のウエハＷをロ
ータ１６に固定するためのものであり、第２クランプ装
置２２は係止部１６ｃに係止したウエハ保持装置１９を
ロータ１６に固定するためのものである。

【００１７】ウエハ保持装置１９は、１対の回転フラン
ジ１６ａ間に配置された底板２３と、底板２３の両端部
に立設された前後１対の側板２４と、１対の側板２４間
に配置された３つのウエハ保持部２５，２６，２７とを
有している。なお、底板２３の両端には、係止部１６ｃ
に係止する孔が形成されている。３つのウエハ保持部２
５〜２７は、それぞれウエハの底部を保持するものであ
り、図５に示すように保持部２５はウエハＷの中央底部
を保持し、左右の保持部２６，２７はウエハＷの斜め下
部を保持する。各保持部２５〜２７は、両端が１対の側
板２４に取り付けられたステンレス製の支持部材２８，
３２，３３と、支持部材２８，３２，３３を覆うように
形成された４フッ化エチレン樹脂製の保持部本体３０，
３４，３５とを有している。そして、各保持部本体３
０，３４，３５には、図６に示すように櫛歯状に複数の
保持溝２９が形成されている。各保持溝２９は、図７に
拡大して示すように、ウエハＷの外周端面が接触する保
持面２９ａと、ウエハＷの主面を支持する支持面２９ｂ
とから構成されている。

【００１８】中央の保持部２５において、保持溝２９の
保持面２９ａの一部を構成するように、導電部材３１が
保持部本体３０内に一体成形されている。導電部材３１
の下部は支持部材２８に接触しており、支持部材２８は
接地部材として機能している。導電部材３１は、炭素繊
維を含有した４フッ化エチレン樹脂で形成されている。

【００１９】このようなウエハ保持装置１９では、保持
されたウエハＷは、導電部材３１、支持部材２８、側板
２４等を介して接地される。ウエハ搬送ロボット７は、
図１に示すように、移動部１０内を矢印Ｂ方向に移動可
能であり、ウエハ移載部３のウエハ受け部８ａから受け
取った複数のウエハＷを挟持するウエハ挟持アーム９を
有している。このロボット７は、ウエハ挟持アーム９で
挟持した複数のウエハＷを移動部１０に沿ってウエハ洗
浄部５及びウエハ乾燥部６へ順次搬送する。

【００２０】ウエハ挟持アーム９は左右１対設けられて
おり、図８及び図９に示すようにそれぞれ４フッ化エチ
レン樹脂をコーティングしたステンレス製の１対の側板
４０と、１対の側板４０に挟まれた４フッ化エチレン樹
脂製の保持部４１と、アーム９を回転させるための回転
軸４２と、１対の側板４０を連結するステンレス製の補
強部材４３とを有している。保持部４１には、ウエハＷ
の外周部を保持するための複数の保持溝４４が等間隔で
形成されている。保持溝４４は、図１０に示すように、
ウエハＷの外周端面が接触する保持面４４ａと、ウエハ
Ｗの主面を支持する支持面４４ｂとを有している。

【００２１】またアーム９の保持部４１は、図９及び図
１０に示す保持溝４４の保持面４４ａの一部を構成する
ように、かつ補強部材４３に接触するように、導電部材
４５が一体形成されている。導電部材４５は炭素繊維を
含有した４フッ化エチレン樹脂製である。このような構
成では、ウエハＷが保持されたときに、ウエハＷと補強
部材４３とは電気的に接続され、側板４０、回転軸４２
等を介して接地される。

【００２２】また、カセットＣは、図１１に示すように
断面が略Ｕ字状に形成されている。そして、その上部に
はウエハＷが通過し得る上開口４６が形成され、下部に
はウエハＷの径より小さくかつウエハ受け部８ａが通過
し得る下開口４７が形成されている。そして、対向する
側壁４８には、ウエハＷを保持するための複数の保持溝
５０が等間隔で形成されている。

【００２３】保持溝５０は、図１２に示すようにウエハ
Ｗの外周端面と接触する保持面５０ａと、ウエハＷの主
面を支持する支持面５０ｂとを有している。そして、カ
セットＣの下端部には、その上部が保持溝５０の保持面
５０ａの一部を形成するように、導電部材５１が一体成
形されている。導電部材５１の下部は、接地部材となる
テーブル８等の外部の部材に接触可能となっている。導
電部材５１は、炭素繊維を含有した４フッ化エチレン樹
脂で形成されており、これにより、保持されたウエハＷ
の端面と外部の部材とが電気的に接続される。

【００２４】ウエハ処理部５は、オーバーフロー型の洗
浄処理部５ａと、オーバーフローさせないで酸洗浄を行
う酸洗浄処理部５ｂとの２つの別系統の処理部から構成
されている。各処理部５ａ，５ｂは洗浄槽１２ａ，１２
ｂと、洗浄槽１２ａ，１２ｂに昇降自在に設けられたウ
エハ保持具１１とを備えている。各洗浄処理部５ａ，５
ｂは、ウエハ搬送ロボット７から受け取った複数のウエ
ハＷを、ウエハ保持具１１で保持して洗浄槽１２ａ，１
２ｂ内に浸漬する。洗浄の終了したウエハＷは、ウエハ
保持具１１からウエハ搬送ロボット７に受け渡される。

【００２５】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。ウエハＷが収容されたカセットＣが搬入搬出部２に
載置されると、カセット移載ロボット４がそれを受け取
り、ウエハ移載部３に載置する。カセットＣがウエハ移
載部３に移載されると、ウエハ受け部８ａが、カセット
ＣからウエハＷを取り出し、ウエハ搬送ロボット７にウ
エハＷを受け渡す。ウエハ搬送ロボット７は、洗浄処理
部５ａの基板洗浄槽１２ａまたは処理部５ｂの酸洗浄槽
１２ｂにウエハＷを搬送する。洗浄処理が終了すると、
浸漬されていたウエハＷがウエハ搬送ロボット７により
ウエハ乾燥部６に運ばれる。

【００２６】ウエハ乾燥部６では、まず保持具昇降機構
２０が上昇する。これにより、ロータ１６に係止してい
たウエハ保持装置１９が上昇して、ウエハ挟持アーム９
で挟持されたウエハＷを保持部２５〜２７上に受け取
る。この状態でウエハ挟持アーム９が開き、続いて保持
具昇降機構２０が下降する。下降途中で、ウエハ保持装
置１９はロータ１６の係止部１６ｃに係止する。そし
て、ウエハＷ及びウエハ保持装置１９が第１クランプ装
置２１及び第２クランプ装置２２によりクランプされ
る。この状態でロータ１６が回転し、液切り及び乾燥処
理がなされる。乾燥処理が終了すると、再度保持具昇降
機構２０が上昇してウエハ保持装置１９を上昇させる。
そしてウエハ挟持アーム９にウエハＷを預ける。

【００２７】ウエハ挟持アーム９に挟持されたウエハＷ
は、ウエハ搬送ロボット７によりさらにウエハ移載部３
に運ばれ、ウエハ移載部３でカセットＣ内に装填され
る。なお、ここで用いられるカセットＣは、カセット洗
浄器３ａで予め洗浄されている。そしてカセット搬送ロ
ボット４で搬入搬出部２に載置される。このような処理
工程において、特に洗浄工程では、純水からウエハＷを
引き上げる際に、純水との接触によってウエハＷ表面に
静電気が発生する。また、回転乾燥処理工程においても
空気との接触によってウエハＷ表面に静電気が発生す
る。この静電気は、ウエハＷ上に作成された回路にダメ
ージを与える場合がある。

【００２８】しかし本実施例では、ウエハ挟持アーム
９、ウエハ乾燥部６のウエハ保持装置１９、あるいはカ
セットＣによってウエハＷが保持された際にウエハＷ表
面に帯電している静電気を除去することができる。すな
わち、ウエハ挟持アーム９にウエハＷが保持されると、
ウエハＷの外周端面は保持溝４４の保持面４４ａに接触
する。この保持面４４ａには導電部材４５先端が露出し
ており、さらに導電部材４５は、補強部材４３、側板４
０及び回転軸４２を介して電気的にアースに接続されて
いる。このため、ウエハＷに帯電した静電気は前記経路
を介して接地される。また、ウエハ保持装置１９にウエ
ハＷが保持された場合は、ウエハＷの外周端面が保持溝
２９の保持面２９ａに接触する。この保持面２９ａには
導電部材３１の先端が露出しており、この導電部材３１
は、支持部材２８、側板２４、底板２３及びロータ１６
の回転フランジ１６ａあるいはウエハ昇降機構２０を介
して電気的にアースに接続されている。このため、ウエ
ハＷに帯電した静電気は接地される。さらに、カセット
Ｃでは、ウエハＷの外周端面が保持溝５０の保持面５０
ａに接触し、ウエハＷに帯電した静電気は導電部材５１
及びテーブル８等を介して接地される。

【００２９】このように本実施例では、処理中にウエハ
Ｗに帯電した静電気を、ウエハを保持する各部で除去す
るので、静電気によるウエハＷへのダメージを少なくす
ることができる。また、各導電部材は炭素繊維を含有し
て形成されているが、それぞれ保持溝の底部にのみ配置
され、ウエハＷと頻繁に摺動する保持溝の支持面には設
けられていない。したがって、ウエハＷとの摺動によっ
て炭素繊維のパーティクルが発生することを抑えること
ができる。

【００３０】〔他の実施例〕 （ａ） 導電部材として炭素繊維を含有した４フッ化エ
チレン樹脂を用いたが、ＳｉＣ等の他の導電性部材を用
いてもよい。 （ｂ） 本実施例では、ウエハ挟持アーム９、ウエハ保
持装置１９、カセットＣに導電部材を設けたが、他のウ
エハ保持部に導電部材を設けてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るウエハ保持装置及びウエハ
収納カセットでは、ウエハ保持部に設けられた保持溝
の、特にウエハ外周端面と接触する保持面に導電部材を
配置したので、パーティクルの発生を抑えてウエハに帯
電した静電気を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用したウエハ洗浄装置の
斜視図。

【図２】その縦断面概略図。

【図３】ウエハ乾燥部の横断面図。

【図４】ウエハ乾燥部の縦断面図。

【図５】図３の拡大部分図。

【図６】図５のVI−VI断面図。

【図７】図６の拡大部分図。

【図８】ウエハ挟持アームの斜視図。

【図９】ウエハ挟持アームの横断面拡大図。

【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図。

【図１１】ウエハ収納カセットの横断面図。

【図１２】図１１の拡大部分図。

【符号の説明】

１ ウエハ洗浄装置 ９ ウエハ挟持アーム １９ ウエハ保持装置 ２８ 支持部材 ２９，４４，５０ 保持溝 ２９ａ，４４ａ，５０ａ 保持面 ３１，４５，５１ 導電部材 ４３ 補強部材 Ｃ カセット Ｗ ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体用のウエハを処理するウエハ処理装
   置に設けられた、前記ウエハを保持するウエハ保持装置
   であって、 前記ウエハの外周が接触する保持溝を有する絶縁体製の
   ウエハ保持部と、 前記保持溝の保持面に、前記ウエハの外周端面に接触可
   能に配置された導電部材と、 前記導電部材を接地するための接地部材と、 を備えたウエハ保持装置。
2. 【請求項２】複数のウエハを一括して取り扱うためのウ
   エハ収納カセットであって、 前記複数のウエハのそれぞれの外周が接触する保持溝を
   有する絶縁体製のウエハ保持部と、 前記保持溝の保持面に、前記ウエハの外周端面及び外部
   の接地部材に接触可能に配置された導電部材と、 を備えたウエハ収納カセット。