JPH07142550A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板を熱処理する場合に、基板の洗浄・乾燥
処理の期間中から基板が熱処理されるまで基板表面が大
気に触れないようにし、基板表面へのパーティクル付着
やガス吸着を無くして歩留りの低下を防ぐ。 【構成】 熱処理部14に洗浄・乾燥処理部12を連設す
る。洗浄・乾燥処理部を、洗浄槽54を密閉洗浄チャンバ
58で閉鎖的に包囲して構成し、洗浄槽内で洗浄処理され
て純水中から引き上げられた基板Ｗを、密閉洗浄チャン
バ内へ有機溶剤の蒸気を供給し密閉洗浄チャンバ内を減
圧することにより乾燥処理する。洗浄・乾燥処理部の密
閉洗浄チャンバと熱処理部の密閉チャンバ86とを、開閉
自在のシャッター96を備えた連絡開口を介して連通接続
し、その間で基板の移送を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイス製造
プロセス、液晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関
連製造プロセスなどにおいて、シリコンウエハ、ガラス
基板、電子部品等の各種基板に対し酸化、ＣＶＤ、拡散
等の熱処理を施す基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハ等の基板を酸化処理、Ｃ
ＶＤ処理等の熱処理する場合、その熱処理前に基板の洗
浄処理が行なわれるが、従来、基板の洗浄装置は、基板
の熱処理装置とは全く別の装置として工場内の別のエリ
アに設置されていた。そして、洗浄装置において各種薬
液で洗浄処理され最終的に純水でリンス処理された後乾
燥処理された基板は、大気雰囲気下で洗浄装置から払い
出され、その後に、ロボットや搬送装置或いはオペレー
タによって洗浄エリアから熱処理エリアへ大気雰囲気下
で運搬され、熱処理装置へ搬入されていた。

【０００３】図９は、従来の基板の洗浄装置及び熱処理
装置の概略構成の１例を示す平面レイアウト図である。
洗浄装置Ａは、所要の洗浄用薬液を収容し、その薬液中
に基板を浸漬させることにより基板に対し所要の洗浄処
理を施す１つ又は複数、図示例のものは３つの薬液洗浄
槽１、２、３、純水を収容し、その純水中に基板を浸漬
させて基板を純水で洗浄する１つ又は複数、図示例のも
のは３つの純水洗浄槽１、２、３、純水を用いて最終的
に基板をリンス処理する最終リンス槽、及び、最終リン
ス処理された基板の表面を乾燥させる乾燥処理部を連設
し、薬液洗浄槽１に隣接して、洗浄前の基板を複数枚収
容して搬入されてきたカセットを載置しておくローダを
設けるとともに、乾燥処理部に隣接して、洗浄及び乾燥
処理を終えた基板を収容したカセットを載置しそのカセ
ットの搬出が行なわれるアンローダを設け、ローダ、薬
液洗浄槽、純水洗浄槽、最終リンス槽、乾燥処理部及び
アンローダの各間での基板の搬送を行なう基板搬送ロボ
ット、及び、空のカセットをローダからアンローダへ移
送するためのカセットトラックなどを備えて構成されて
いる。それぞれの薬液洗浄槽には、例えば、薬液洗浄槽
１にはアンモニア水及び過酸化水素水の混合溶液が、薬
液洗浄槽２にはフッ酸が、薬液洗浄槽３には塩酸及び過
酸化水素水の混合溶液が入っている。また、乾燥処理部
に設置される基板の乾燥処理装置としては、遠心力によ
って基板の表面から純水を振り切って乾燥させるスピン
ドライヤや、基板の表面に付着した純水をイソプロピル
アルコール等の有機溶剤の蒸気で置換することによって
乾燥させる有機溶剤蒸気乾燥装置が使用される。また、
アンローダに隣接してストッカーが設けられており、ア
ンローダから搬出された、洗浄済みの基板を収容したカ
セットを一時的に収納してバッファ的な役割をそのスト
ッカーが果たすことができるようになっている。一方、
熱処理装置Ｂには、基板の熱処理が行なわれる炉体内部
への大気成分の混入や基板の移送途中における大気成分
による酸化等の影響を防止するために、炉体の搬出入口
に連接してロードロック室が設けられている。また、基
板の搬入・搬出が行なわれるローダ・アンローダに隣接
してストッカーが設けられており、洗浄装置部Ａから運
搬されてきた、基板を収容したカセットを一時的に収納
しておくことができるようになっている。そして、洗浄
装置Ａから熱処理装置Ｂへの基板の運搬は、大気雰囲気
下において行なわれることになる。

【０００４】また、特別な例として、従来、図10に装置
の概略平面レイアウト図を示すように、洗浄装置部Ｃと
熱処理装置部ＤとをインターフェイスロボットＥによっ
てインライン化し、洗浄処理から熱処理まで行なえる基
板処理装置として一体構成することもあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図９に示したように洗
浄装置Ａと熱処理装置Ｂとをそれぞれ別のエリアに設置
するようにした場合には、洗浄装置Ａにおいて洗浄及び
乾燥処理されカセットに収容された基板は、洗浄装置Ａ
から払い出されてストッカーに一時的に収納され、洗浄
エリアから熱処理エリアへ運ばれ、熱処理装置Ｂのスト
ッカーに収納されて熱処理の順番を待つ間中、表面が大
気に曝された状態になる。また、洗浄装置Ａ内において
も、基板は、各槽間を搬送されている途中や乾燥処理部
での乾燥処理中に大気の影響を受けていた。

【０００６】また、図10に示したように洗浄装置部Ｃと
熱処理装置部ＤとをインターフェイスロボットＥによっ
てインライン化した基板処理装置では、洗浄・乾燥工程
と熱処理工程との間での基板搬送に要する時間や熱処理
までの待ち時間を極少に抑えることができる。しかしな
がら、インターフェイスロボットがカセットに収容され
た基板を搬送している間、基板はやはり大気に曝される
ことになり、また、洗浄装置部Ｃ内においては、図９に
示した装置と同様、基板は大気の影響を受けることにな
る。

【０００７】以上の通り、従来の構成の装置では、基板
に対する大気の影響を排除することはできず、このた
め、基板表面へのパーティクルの付着やガスの吸着が起
こってカーボンや重金属などによる汚染が発生したり、
酸化膜が成長したりしていた。この結果、熱処理工程、
例えば酸化工程やＣＶＤ工程において基板表面に形成さ
れた膜の性質が悪くなって、ＩＣ等の不良が発生し歩留
りが低下する、といった問題点がある。

【０００８】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、基板を熱処理する場合に、その前処
理工程として行なわれる基板の洗浄・乾燥処理の期間中
から洗浄・乾燥処理を終えた基板が熱処理されるまで、
基板表面が大気に触れないようにして、基板表面へのパ
ーティクル付着やガス吸着を無くし、膜汚染による歩留
りの低下を防ぐことができる基板処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、洗浄及び
乾燥処理済みの複数枚の基板を収容した熱処理用ボート
が搬入され、その搬入された熱処理用ボートを炉体内へ
搬入するためにその熱処理用ボートの移送が行なわれる
密閉チャンバに、その密閉チャンバの内部空間とシャッ
ターを備えた連絡開口を介して連通した密閉洗浄チャン
バを連設し、さらに、その密閉洗浄チャンバに、洗浄前
の基板を収容したカセットが搬入され、熱処理後の基板
を収容したカセットの搬出が行なわれるローダ・アンロ
ーダを連設するようにした。そして、洗浄用薬液及び純
水を供給するための給液口を底部に有するとともに洗浄
用薬液及び純水を択一的に置換可能に収容してその薬液
又は純水中に基板がそれぞれ浸漬されることにより複数
種の洗浄処理及び最終リンス処理が行なわれる洗浄槽
を、少なくともその上方空間が前記密閉洗浄チャンバに
よって閉鎖的に包囲されるように配設し、その洗浄槽内
へ前記給液口を通して洗浄用薬液及び純水を択一的に供
給する給液手段、及び、密閉洗浄チャンバの内部におい
て前記洗浄槽の上方位置と洗浄槽内部位置との間で基板
を昇降移動させる基板昇降手段をそれぞれ設けた。ま
た、第１の構成として、前記密閉洗浄チャンバに、その
内部へ有機溶剤の蒸気を供給するための蒸気供給口を形
設し、前記密閉洗浄チャンバ内を排気して減圧する排気
手段、及び、前記密閉洗浄チャンバ内へ前記蒸気供給口
を通して有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段をそれ
ぞれ設け、第２の構成として、前記密閉洗浄チャンバ
に、過熱蒸気を均一に分散させて前記洗浄槽の上方空間
へ水平方向に吹き出す過熱蒸気吹出し部、及び、過熱蒸
気吹出し部から吹き出された過熱蒸気を吸引する過熱蒸
気吸引部を設けた。さらに、前記ローダ・アンローダか
ら前記密閉洗浄チャンバ内へ洗浄前の基板を移送し、密
閉洗浄チャンバ内からローダ・アンローダへ熱処理後の
基板を移送する第１の基板移送手段、及び、洗浄及び乾
燥処理後の基板を前記密閉洗浄チャンバ内から前記連絡
開口を通って前記密閉チャンバ内へ移送し、熱処理後の
基板を密閉チャンバ内から連絡開口を通って密閉洗浄チ
ャンバ内へ移送する第２の基板移送手段をそれぞれ設け
るようにした。

【００１０】また、熱処理用ボートを、基板より大きい
一対の円形板を互いに平行に間隔をあけて対向させ、そ
れら両円形板を、その円形板に沿った一方側から基板を
挿入可能にかつ挿入された複数枚の基板をそれぞれ互い
に平行に僅かな間隔をあけて支持可能に、複数本の基板
支持棒で連結して構成し、その熱処理用ボートを、洗浄
及び乾燥処理にも使用する共用ボートとすることができ
る。この場合に、上記した第１の基板移送手段を、板状
体の板面に、溝底面が基板の周縁形状に沿った円弧状を
なす基板整列保持溝を複数本、それぞれ互いに平行に熱
処理用ボートにおける基板支持間隔に対応する間隔をあ
け長手方向に並列させて形成するとともに、それら複数
本の基板整列保持溝の列の両側に、溝底面が熱処理用ボ
ートの円形板の周縁形状に沿った円弧状をなすボート保
持溝を、それぞれ互いに平行に熱処理用ボートにおける
一対の円形板同士の間隔に対応する間隔をあけ基板整列
保持溝に並列させてそれぞれ形成し、その板状体を、そ
の長手方向に沿った回転水平支軸を介して片持ち式に支
持してなり、前記回転水平支軸を回転させることにより
揺動される保持具を一対、水平面内において互いに平行
に配設したチャックを備えて構成することができる。

【００１１】

【作用】上記した構成の基板処理装置では、密閉洗浄チ
ャンバによって上方空間が閉鎖的に包囲された洗浄槽内
において複数種の基板の洗浄処理から最終リンス処理ま
でが行なわれ、洗浄槽内で最終リンス処理された基板
は、洗浄槽内の純水中から引き上げられ、そのまま密閉
洗浄チャンバ内において、その密閉洗浄チャンバ内に有
機溶剤の蒸気が供給され密閉洗浄チャンバ内部が減圧さ
れることにより、或いは、密閉洗浄チャンバ内に過熱蒸
気が供給されることにより、乾燥処理される。従って、
洗浄処理から乾燥処理が終了するまでの間、基板は大気
に全く触れることがない。そして、洗浄及び乾燥処理さ
れた基板は、基板移送手段により密閉洗浄チャンバ内か
ら密閉チャンバ内へ移送され、炉体内部へ搬入されて熱
処理されるが、密閉洗浄チャンバと密閉チャンバとは連
通していて、密閉洗浄チャンバ内から密閉チャンバ内へ
の基板の移送は、シャッターを備えた連絡開口を通って
行なわれる。このため、洗浄及び乾燥処理を終えた基板
は、大気に触れることなく密閉チャンバ内へ移送されて
熱処理されることになる。このように、基板の洗浄・乾
燥処理の期間中から洗浄・乾燥処理を終えた基板が熱処
理されるまでの間、基板表面は全く大気に触れないの
で、基板表面へのパーティクル付着やガス吸着は起こら
ず、大気の影響を全く受けない。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、この発明の１実施例に係る基板処
理装置の概略構成を示す正面縦断面図であり、図２は、
その平面横断面図である。この基板処理装置は、ローダ
・アンローダ及び基板移し替え部10、洗浄・乾燥処理部
12及び熱処理部14から構成されており、それらが一体化
されている。そして、この基板処理装置により、基板の
洗浄から熱処理までが行なわれることになる。

【００１４】ローダ・アンローダ及び基板移し替え部10
には、詳細な機構は図示していないが、処理前の基板を
収容して搬入されてきたカセット16を９０°回転させて
その向きを変えるターンテーブル、複数個の基板を鉛直
姿勢で保持するための平行な複数本の保持溝が上面に形
成された基板保持板18を有し、ターンテーブル上に載置
されたカセット16から処理前の複数枚の基板Ｗを一括し
て上方へ抜き出し、また、処理後の複数枚の基板を降下
させてカセット16内へ一括して挿入する第１の基板昇降
機構、後述するチャック20を備え、基板Ｗをカセット16
の搬出入位置と基板移し替え位置との間で移送し、複数
枚の基板Ｗが挿入された共用ボート22を基板移し替え位
置と洗浄・乾燥処理部12との間で移送する基板・共用ボ
ート移送ロボット、複数枚の基板を鉛直姿勢で保持する
ための平行な複数本の保持溝が上面に形成された基板保
持板24を有し、処理前の複数枚の基板Ｗを降下させて基
板移し替え位置に置かれた共用ボート22内へ一括して挿
入し、また、処理後の複数枚の基板を共用ボート22から
一括して抜き出す第２の基板昇降機構。また、共用ボー
トを基板共用ボート移送ロボットとの取り合い点まで昇
降可能なボート昇降機構等が設けられている。

【００１５】共用ボート22は、図４に示すように、基板
Ｗより大きい一対の円形板26、26を互いに平行に間隔を
あけて対向させ、それら両円形板26、26を複数本、図示
例では４本の基板支持棒28で連結して構成されている。
各基板支持棒28の両端部は、各円形板26の周縁部にそれ
ぞれ固着し、また、４本の基板支持棒28は、円形板26の
半周部分に固着するようにして、円形板26に沿った一方
向から基板Ｗを挿入することができるようになってい
る。また、各基板支持棒28には、複数枚の基板Ｗをそれ
ぞれ互いに平行に僅かな間隔をあけて支持するための複
数本の基板支持溝30が形成されている。さらに、両円形
板26にはそれぞれ、水平姿勢の共用ボート22を吊り下げ
るための一対の引掛け爪32、32が固着されている。この
共用ボート22は、例えば石英材料で形成され、複数枚の
基板Ｗを収容して洗浄及び乾燥処理工程と熱処理工程と
の両方に使用される。

【００１６】基板・共用ボート移送ロボットのチャック
20は、図３及び図４に示すように、板状体を、その長手
方向に沿った回転水平支軸36を介して片持ち式に支持し
てなる保持具34を一対、水平面内において互いに平行に
配設して構成されている。一対の保持具34は、水平軸回
りに揺動自在に支持されており、回転水平支軸36に連結
した駆動機構（図示せず）によって回転水平支軸36を回
動させることにより、互いに対称的に揺動するようにな
っている。各保持具34には対向した片面側にそれぞれ、
溝底面が基板Ｗの周縁形状に沿った円弧状をなす基板整
列保持溝38が複数本、それぞれ互いに平行に、共用ボー
ト22の基板支持棒28の基板支持溝30と同一ピッチ間隔
で、長手方向に並列して形成されているとともに、それ
ら複数本の基板整列保持溝38の列の両側であって長手方
向における両端部に、溝底面が共用ボート22の円形板26
の周縁形状に沿った円弧状をなす一対のボート保持溝40
が、それぞれ互いに平行に、共用ボート22の一対の円形
板26、26間の距離に対応する間隔をあけて形成されてい
る。そして、チャック20は、カセット搬出入位置と基板
移し替え位置との間、並びに、基板移し替え位置と洗浄
・乾燥処理部12との間をそれぞれ往復移動自在とされて
いる。

【００１７】上記のように構成されたチャック20を備え
た基板・共用ボート移送ロボットによりカセット搬出入
位置と基板移し替え位置との間で基板Ｗを移送する場合
には、図３の（ａ）に斜視図を、（ｂ）に保持具34の長
手方向と直交する方向に切断した断面図を、（ｃ）に保
持具34の長手方向に沿って切断した部分拡大断面図をそ
れぞれ示したように、チャック20の一対の保持具34の各
基板整列保持溝38内に各基板Ｗの周縁部の一部がそれぞ
れ挿入されるように、チャック20の一対の保持具34によ
って複数枚の基板Ｗを一括して保持する。一方、基板・
共用ボート移送ロボットにより基板移し替え位置と洗浄
・乾燥処理部12との間で基板Ｗを移送する場合には、図
４の（ａ）に斜視図を、（ｂ）に保持具34の長手方向と
直交する方向に切断した断面図を、（ｃ）に保持具34の
長手方向に沿って切断した部分拡大断面図をそれぞれ示
したように、チャック20の一対の保持具34の各ボート保
持溝40内に、複数枚の基板Ｗを収容した共用ボート22の
各円形板26の周縁部の一部がそれぞれ挿入されるよう
に、チャック20の一対の保持具34によって共用ボート22
を保持する。

【００１８】尚、図５に示すように、互いに平行な一対
の棒状体44、44の両端の各端部同士を端板46によってそ
れぞれ連接し、一対の棒状体44、44の一方又は両方の周
面方向の全体又は一部、図示例では両方の棒状体44の周
面方向の全体に、基板整列保持溝48を複数本、共用ボー
ト22の基板支持棒28の基板支持溝30と同一ピッチ間隔で
軸線方向に並列して形成するとともに、棒状体44の両端
部にボート保持溝50を、共用ボート22の一対の円形板2
6、26間の距離に対応する間隔をあけて形成し、端板46
の一方に回転水平支軸52を固着した保持具42を一対、互
いに平行に配設することにより、基板・共用ボート移送
ロボットのチャックを構成することもできる。これらの
チャックは反対側に同様の溝を形成して、基板とボート
をそれぞれに対して、洗浄前、洗浄後を使い分けてクロ
スコンタミネーションを防止するように構成されてい
る。

【００１９】洗浄・乾燥処理部12は、洗浄槽54及びこの
洗浄槽54の上部外周に設けられた溢流液受け部56を有し
ており、それら全体を密閉洗浄チャンバ58で包囲するよ
うに構成されている。密閉チャンバ16の上部には、基板
Ｗを搬出入するための開口60が形設されており、その開
口60を開閉自在に密閉する開閉蓋62が設けられている。
洗浄槽54には、その底部に給液口64が形設されており、
その給液口64は、給液管路66によって純水供給源に連通
接続されている。給液管路66には、開閉弁68が介挿され
ているとともに、その開閉弁68と洗浄槽54の給液口64と
の間の流路にミキシングバルブ70が介挿されている。ミ
キシングバルブ70には、それぞれ異なる種類の洗浄用薬
液の供給源にそれぞれ流路接続され開閉弁74が介挿され
た複数本の薬液供給管路72が連通接続されている。そし
て、薬液供給管路72に介挿された開閉弁74のうちの1つ
だけを開放するとともに給液管路66に介挿された開閉弁
68を開くことにより、純水供給源から供給される純水に
何れか１種類の洗浄用薬液が混合されて所要の洗浄用処
理液が調合され、その洗浄用処理液が給液管路66を通り
給液口64を通して洗浄槽54内へ供給される。また、薬液
供給管路72に介挿された開閉弁74を全て閉塞するととも
に給液管路66に介挿された開閉弁68を開くことにより、
純水供給源から給液管路66を通って洗浄槽54内へ純水が
供給されるようになっている。また、溢流液受け部56に
は排液管路76が接続されている。そして、洗浄槽54で
は、給液口64を通し連続して槽内へ洗浄用処理液が供給
され、槽上部の越流部から処理液を溢れ出させることに
より、槽内部において処理液の上昇液流が形成され、そ
の処理液の上昇液流中に基板Ｗが置かれることにより基
板Ｗが洗浄処理される。

【００２０】密閉洗浄チャンバ58には、有機溶剤の蒸
気、例えばイソプロピルアルコールの蒸気を密閉洗浄チ
ャンバ58内へ供給するための蒸気供給口が形設されてお
り、その蒸気供給口に蒸気供給用管路78を介してアルコ
ール蒸気供給源が流路接続されている。尚、図１には図
示していないが、蒸気供給用管路78は窒素供給源に流路
接続されており、窒素ガスをキャリヤガスとしてアルコ
ール蒸気が密閉洗浄チャンバ58内へ送給されるととも
に、流路の切換えにより蒸気供給用管路78を通して窒素
ガスだけを密閉洗浄チャンバ58内へ送り込んで密閉洗浄
チャンバ58の内部をパージすることができる構成となっ
ている。さらに、密閉洗浄チャンバ58には排気口が形設
されており、排気口は排気管路80を介して排気手段、例
えば水封式真空ポンプに流路接続されていて、その排気
口を通して密閉洗浄チャンバ58内を真空ポンプで排気す
ることにより、密閉洗浄チャンバ58内を減圧することが
できる。また、図示を省略しているが、密閉洗浄チャン
バ58の内部には、保持部82に共用ボート22を保持して昇
降させる基板昇降機構が設けられており、この基板昇降
機構により、共用ボート22に収容された基板Ｗを洗浄槽
54の上方位置と洗浄槽54内部位置との間で昇降移動させ
ることができるようになっている。さらに、密閉洗浄チ
ャンバ58の内部には、基板・共用ボート移送ロボットの
チャック20から共用ボート22を受け取って基板昇降機構
の保持部82へ移載する共用ボート移載ロボット84が配設
されている。

【００２１】一方、熱処理部14は、密閉チャンバ86を備
え、密閉チャンバ86の内部がロードロック準備室88とロ
ードロック室90とに分かれ、ロードロック室90が、開閉
自在のシャッター94を備えた基板搬出入口を介して炉体
92と連通接続している。そして、ロードロック準備室88
と洗浄・乾燥処理部12の密閉洗浄チャンバ58とが、開閉
自在のシャッター96を備えた連絡開口を介して気密に連
通接続している。ロードロック準備室88内には、共用ボ
ート移送ロボット98が配設されており、この共用ボート
移送ロボット98により、洗浄・乾燥処理部12で最終リン
ス及び乾燥処理を終えた複数枚の基板Ｗを収容した共用
ボート22を密閉洗浄チャンバ58内から連絡開口を通って
ロードロック準備室88内へ移送する。また、ロードロッ
ク準備室88内には、共用ボート移送ロボット98から共用
ボート22を受け取って共用ボート22を一時的に載置して
おく一時載置ステージ100が配設されている。さらに、
ロードロック準備室88内には、共用ボート移載ロボット
102が設けられており、この共用ボート移載ロボット102
により、基板Ｗを収容した共用ボート22を、ロードロッ
ク室90内に配設されたエレベータ104に昇降自在に保持
された共用ボート支持具兼密閉蓋106上へ移し替えるよ
うになっている。そして、エレベータ104は、共用ボー
ト支持具兼密閉蓋106上に支持された共用ボート22に収
容された基板Ｗを、基板搬出入口を通して炉体92内へ挿
入し、また、炉体92内で所要の熱処理、例えば減圧ＣＶ
Ｄ処理された後の基板を炉体92内から搬出する。また、
密閉チャンバ86には、排気口が形設されており、排気口
は排気手段、例えば真空ポンプに流路接続されていて、
その排気口を通して密閉チャンバ86内を真空ポンプで排
気することにより、密閉チャンバ86内を減圧することが
できる。尚、図示した炉体92は縦型タイプであるが、横
型タイプの炉体でもよい。また、処理速度を上げるため
にロードロック準備室88とロードロック室90を別のシャ
ッターで仕切って、それぞれ別の排気手段で排気するこ
とによって排気時間を短縮することが出来る。

【００２２】次に、上記した構成の基板処理装置を使用
して基板の洗浄・乾燥処理から熱処理までを行なう一連
の工程について、図６及び図７に示したフローチャート
を参照しながら説明する。

【００２３】処理前の複数枚の基板Ｗを収容したカセッ
ト16がローダ・アンローダ及び基板移し替え部10に搬入
されて載置されると、第１の基板昇降機構により、カセ
ット16から基板Ｗが一括して上方へ抜き出され、それら
複数枚の基板Ｗは、基板・共用ボート移送ロボットのチ
ャック20に把持され、基板・共用ボート移送ロボットに
よって基板移し替え位置へ移送された後、第２の基板昇
降機構により、基板移し替え位置に置かれた共用ボート
22内へ一括して挿入される。共用ボート22内に基板Ｗが
収容されると、共用ボート22は、洗浄・乾燥処理部12へ
移送され、密閉洗浄チャンバ58の開閉蓋62が開放された
後、開口60を通って密閉洗浄チャンバ58内へ搬入され、
基板昇降機構の保持部82へ移載される。そして、開閉蓋
62が閉じられて密閉洗浄チャンバ58内が密閉されると、
真空ポンプにより密閉洗浄チャンバ58内が真空排気され
て減圧パージされ、或いは、密閉洗浄チャンバ58内へ蒸
気供給用管路78を通して窒素ガスが送り込まれて密閉洗
浄チャンバ58内がガスパージされる。このとき、洗浄槽
54内には、その底部の給液口64を通して所要の洗浄用処
理液が連続して供給され、洗浄槽54内部を満たした処理
液は、その上部の越流部から溢れ出て溢流液受け部56内
へ流入し、溢流液受け部56から排液管路76を通って排液
されており、洗浄槽54の内部に処理液の上昇液流が形成
されている。次に、基板昇降機構が作動して、保持部82
に保持された共用ボート22が下降し、共用ボート22に収
容された基板Ｗが洗浄槽54内の処理液中に浸漬させら
れ、洗浄槽54内の処理液の上昇液流中に基板Ｗが置かれ
ることにより、基板Ｗに対し所要の洗浄処理が行なわれ
る。そして、洗浄槽54内に基板Ｗを配置したまま、その
洗浄槽54内へ供給される洗浄用処理液の種類を変えるこ
とにより、基板Ｗに対し複数種の洗浄処理が施され、最
終的に純水で基板Ｗに対しリンス処理が施される。最終
的にリンス処理された基板Ｗは、基板昇降機構によって
上昇させられ、洗浄槽54内の純水中から引き上げられ
る。そして、純水中から基板Ｗが引き上げ始められるの
と同時に、蒸気供給用管路78を通して密閉洗浄チャンバ
58内へ蒸気供給口からアルコール蒸気が送り込まれ、純
水中から引き上げられている途中の基板Ｗの周囲へアル
コール蒸気が供給される。このアルコール蒸気の供給
は、少なくとも純水中からの基板Ｗの引上げが完全に終
了するまで行なわれる。純水中からの基板Ｗの引上げが
終了すると、洗浄槽54内への純水の供給を停止させ、同
時に、洗浄槽54内の純水を排出する。また、洗浄槽54か
ら純水を排出し始めるのと同時に、真空ポンプにより密
閉洗浄チャンバ58内が真空排気されて、密閉洗浄チャン
バ58内が減圧状態にされることにより、基板Ｗの表面に
凝縮して純水と置換したアルコールが蒸発させられ、基
板Ｗの乾燥処理が終了する。

【００２４】以上のように、洗浄・乾燥処理部12では、
基板Ｗは、洗浄処理され最終リンス処理されてから乾燥
処理が終了するまでの間、密閉された密閉洗浄チャンバ
58内において処理され、大気に全く触れることがないの
で、その間に基板Ｗの表面にパーティクルが付着したり
炭酸ガス、酸素等のガスが吸着したりすることがない。

【００２５】洗浄・乾燥処理部12での基板Ｗの乾燥処理
が終了すると、連絡開口のシャッター96が開放され、共
用ボート移送ロボット98により、複数枚の基板Ｗを収容
した共用ボート22が密閉洗浄チャンバ58内から連絡開口
を通ってロードロック準備室88内へ移送される。このと
き、必要に応じ、共用ボート22を密閉洗浄チャンバ58内
からロードロック準備室88内へ移送する前に、連絡開口
のシャッター96を閉塞した状態で、熱処理部14の密閉チ
ャンバ86内を真空排気し、ロードロック室90及びロード
ロック準備室88の内部を洗浄・乾燥処理部12の密閉洗浄
チャンバ58の内部と同じ圧力になるまで減圧しておくよ
うにする。また、洗浄・乾燥処理部12での基板Ｗの乾燥
処理が終了した後、密閉洗浄チャンバ58内を窒素ガスに
よってパージし、密閉洗浄チャンバ58内を減圧下から大
気圧下へ戻した後、熱処理部14のロードロック準備室88
内への基板Ｗの移送を行なうようにしてもよい。この場
合には、熱処理部14の密閉チャンバ86内を真空排気して
ロードロック室90及びロードロック準備室88の内部を減
圧する代わりに、密閉チャンバ86内へ窒素ガスを供給す
る手段を設けておき、連絡開口のシャッター96を閉塞し
た状態で、熱処理部14の密閉チャンバ86内へ窒素ガスを
送り込んで密閉チャンバ86の内部をパージしておいた
後、連絡開口のシャッター96を開放して、基板Ｗを収容
した共用ボート22を洗浄・乾燥処理部12の密閉洗浄チャ
ンバ58内からロードロック準備室88内へ移送するように
する。

【００２６】複数枚の基板Ｗを収容した共用ボート22が
ロードロック準備室88内へ移送されると、連絡開口のシ
ャッター96が閉塞される。次に、共用ボート22は、共用
ボート移送ロボット98から一時載置ステージ100へ移載
され、次いで、共用ボート移載ロボット102により、基
板Ｗを収容した共用ボート22が、エレベータ104に昇降
自在に保持された共用ボート支持具兼密閉蓋106上へ移
し替えられる。この一連の操作と併行して、ロードロッ
ク室90内が減圧パージ又は窒素ガスパージされ、ロード
ロック室90の内部が炉体92の内部圧力と同じ圧力になる
ように調節される。ロードロック室90の内部が炉体92の
内部圧力と同じ圧力になると、炉体92の基板搬出入口の
シャッター94が開放され、エレベータ104により、共用
ボート支持具兼密閉蓋106上に支持された共用ボート22
に収容された基板Ｗが、基板搬出入口を通って炉体92内
へ搬入される。基板Ｗが炉体92内へ搬入されると、炉体
92の基板搬出入口のシャッター94が閉塞され、炉体92内
において基板Ｗに対し所要の熱処理、例えば減圧ＣＶＤ
処理が施される。

【００２７】以上のように、この基板処理装置では、洗
浄・乾燥処理部12において洗浄及び最終リンス処理され
乾燥処理された基板Ｗは、大気に触れることなく熱処理
部14のロードロック準備室88内へ移送されるので、その
移送の間に、基板表面にパーティクルが付着したり炭酸
ガス・酸素等のガスが吸着したりすることがない。

【００２８】炉体92内における基板の熱処理が終了する
と、炉体92の基板搬出入口のシャッター94が再び開放さ
れ、エレベータ104が駆動されて、共用ボート支持具兼
密閉蓋106上に支持された共用ボート22に収容され熱処
理を終えた基板が炉体92内から基板搬出入口を通って搬
出される。炉体92内からの基板の搬出が終わると、炉体
92の基板搬出入口のシャッター94は再び閉塞される。続
いて、熱処理後の基板を収容した共用ボート22は、共用
ボート移載ロボット102により、共用ボート支持具兼密
閉蓋106上から一時載置ステージ100上へ移載され、次い
で、共用ボート移送ロボット98に移し替えられ、この動
作と併行して、ロードロック室90及びロードロック準備
室88の内部が昇圧され或いは窒素ガスパージされる。そ
して、連絡開口のシャッター96が開放され、共用ボート
移送ロボット98により、熱処理後の複数枚の基板Ｗを収
容した共用ボート22がロードロック準備室88内から連絡
開口を通って密閉洗浄チャンバ58内へ移送され、その後
に連絡開口のシャッター96が閉塞される。連絡開口のシ
ャッター96が閉塞されると、密閉洗浄チャンバ58の内部
が昇圧され或いは窒素ガスパージされて、密閉洗浄チャ
ンバ58内が大気圧に復帰する。密閉洗浄チャンバ58内が
大気圧に戻ると、開閉蓋62が開放され、共用ボート22
は、密閉洗浄チャンバ58内から開口60を通って搬出され
る。密閉洗浄チャンバ58内から共用ボート22が搬出され
ると、共用ボート22は、基板・共用ボート移送ロボット
によって基板移し替え位置へ移送され、第２の基板昇降
機構により共用ボート22から基板Ｗが一括して上方へ抜
き出される。共用ボート22から抜き出された複数枚の基
板Ｗは、基板・共用ボート移送ロボットのチャック20に
把持されて、カセット搬出入位置へ移送され、第２の基
板昇降機構により、カセット搬出入位置に置かれた空の
カセット16内へ一括して挿入される。そして、熱処理後
の複数枚の基板Ｗを収容したカセット16は、ローダ・ア
ンローダ及び基板移し替え部10から搬出される。

【００２９】尚、図１に示したような構成の洗浄・乾燥
処理部12に代えて、図８に示すような構成の洗浄・乾燥
処理部を設けるようにしてもよい。図８に示した洗浄・
乾燥処理部110は、図１に示した洗浄・乾燥処理部12と
同様に、洗浄槽、溢流液受け部、基板昇降機構、給液管
路、排液管路などを備えており、それらの構成は、図１
に示した装置と同じであるので、その説明を省略する。
また、この洗浄・乾燥処理部110も、洗浄槽54及び溢流
液受け部56の全体を密閉洗浄チャンバ112で包囲するよ
うに構成されており、密閉洗浄チャンバ112の上部に
は、基板Ｗを搬出入するための開口114が設けられ、そ
の開口114を開閉自在に密閉する開閉蓋116を有してい
る。そして、この洗浄・乾燥処理部110では、密閉洗浄
チャンバ112の一側面に、過熱蒸気122を均一に分散させ
て洗浄槽54の上方空間へ水平方向に吹き出す過熱蒸気吹
出し部118が配設されているとともに、密閉洗浄チャン
バ112の、過熱蒸気吹出し部118と対向する側面に、過熱
蒸気吹出し部118から吹き出された過熱蒸気122を吸引す
る過熱蒸気吸引部120が配設されている。過熱蒸気吹出
し部118は、過熱蒸気供給源に流路接続されており、過
熱蒸気供給源から過熱蒸気吹出し部118へ過熱蒸気が送
給され、過熱蒸気吹出し部118から、例えば１３５〜１
５０℃程度の温度の過熱蒸気122が吹き出すようになっ
ている。尚、過熱蒸気吸引部120の排気口に真空ポンプ
を流路接続し、過熱蒸気吸引部120を通して密閉洗浄チ
ャンバ112内を真空排気して減圧することができるよう
にしてもよい。

【００３０】図８に示したような洗浄・乾燥処理部110
では、洗浄槽54内において洗浄処理され最終的にリンス
処理されて純水中から引き上げられた基板Ｗに対して過
熱蒸気122が供給されると、基板Ｗの表面温度が次第に
上昇するとともに、基板Ｗの表面で過熱蒸気122が冷却
されて結露し、基板Ｗの表面全体が水で覆われた状態に
なる。そして、基板Ｗの表面温度が、過熱蒸気122の温
度付近まで上昇し基板Ｗ表面上での水分凝縮が少なくな
る程度にまで昇温した時に、基板Ｗ表面への過熱蒸気12
2の供給を停止すると、基板Ｗの表面は加熱されて高い
温度になっているため、基板Ｗの表面全体から付着水分
が速やかに蒸発してしまう。このように、基板Ｗの表面
全体が濡れたままの状態で基板Ｗの温度を高くし、基板
Ｗの表面温度が高くなった時点で、一気に付着水分を蒸
発させることにより、基板Ｗの表面が乾燥させられるこ
とになる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る基板処理装置を使用
して基板の熱処理を行なうときは、熱処理の前処理工程
として行なわれる基板の洗浄・乾燥処理の期間中から洗
浄・乾燥処理を終えた基板が熱処理されるまで、基板表
面は大気に触れることがなく、基板表面へのパーティク
ル付着やガス吸着が起こらないため、膜汚染による歩留
りの低下を防ぐことができる。また、この発明に係る基
板処理装置は、ローダ・アンローダと洗浄・乾燥処理部
と熱処理部とが一体化されているため、省スペース化、
低コスト化が図られ、また、洗浄処理工程と熱処理工程
との間での基板の運搬が不要になり、全体として処理効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例に係る基板処理装置の概略
構成を示す正面縦断面図である。

【図２】図１に示した装置の平面横断面図である。

【図３】図１に示した装置の構成要素の１つである基板
・共用ボート移送ロボットのチャックの構成の１例を示
し、チャックによって複数枚の基板を保持する動作を説
明するための図である。

【図４】同じく、チャックによリ、複数枚の基板を収容
した共用ボートを保持する動作を説明するための図であ
る。

【図５】チャックの別の構成例を示す一部省略側面図で
ある。

【図６】図１に示した構成の基板処理装置を使用して基
板の洗浄・乾燥処理から熱処理までを行なう一連の工程
について説明するためのフローチャートである。

【図７】同じく、フローチャートである。

【図８】この発明に係る基板処理装置の構成要素の１つ
である洗浄・乾燥処理部の別の構成例を示す正面縦断面
図である。

【図９】従来の基板の洗浄装置及び熱処理装置の概略構
成の１例を示す平面レイアウト図である。

【図10】洗浄装置部と熱処理装置部とをインターフェイ
スロボットによってインライン化した従来の基板処理装
置の概略構成の１例を示す平面レイアウト図である。

【符号の説明】

10 ローダ・アンローダ及び基板移し替え部 12、110 洗浄・乾燥処理部 14 熱処理部 16 カセット 20 チャック 22 共用ボート 26 円形板 28 基板支持棒 30 基板支持溝 34、42 保持具 36、52 回転水平支軸 38、48 基板整列保持溝 40、50 ボート保持溝 44 棒状体 46 端板 54 洗浄槽 56 溢流液受け部 58、112 密閉洗浄チャンバ 64 給液口 66 給液管路 72 薬液供給管路 78 蒸気供給用管路 80 排気管路 86 密閉チャンバ 88 ロードロック準備室 90 ロードロック室 92 炉体 94、96 シャッター 98 共用ボート移送ロボット 118 過熱蒸気吹出し部 120 過熱蒸気吸引部 122 過熱蒸気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 21/316 Ｓ 7352−4Ｍ 21/324 Ｄ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉チャンバ内に搬入された洗浄及び乾
   燥処理済みの複数枚の基板を熱処理用ボートに収容した
   状態で、前記密閉チャンバの内部空間とシャッターを備
   えた基板搬出入口を介して連通した炉体の内部へ搬入
   し、基板に対して所要の熱処理を施すようにした基板処
   理装置において、 前記密閉チャンバに、その密閉チャンバの内部空間とシ
   ャッターを備えた連絡開口を介して連通した密閉洗浄チ
   ャンバを連設し、 その密閉洗浄チャンバによって少なくとも上方空間が閉
   鎖的に包囲されるように、洗浄用薬液及び純水を供給す
   るための給液口を底部に有するとともに洗浄用薬液及び
   純水を択一的に置換可能に収容してその薬液又は純水中
   に基板がそれぞれ浸漬されることにより複数種の洗浄処
   理及び最終リンス処理が行なわれる洗浄槽を配設し、 その洗浄槽内へ前記給液口を通して洗浄用薬液及び純水
   を択一的に供給する給液手段を設けるとともに、 前記密閉洗浄チャンバの内部に、前記洗浄槽の上方位置
   と洗浄槽内部位置との間で基板を昇降移動させる基板昇
   降手段を設け、 前記密閉洗浄チャンバに、その内部へ有機溶剤の蒸気を
   供給するための蒸気供給口を形設し、 前記密閉洗浄チャンバ内を排気して減圧する排気手段、
   及び、前記密閉洗浄チャンバ内へ前記蒸気供給口を通し
   て有機溶剤の蒸気を供給する蒸気供給手段を設け、 さらに、前記密閉洗浄チャンバに、洗浄前の基板を収容
   したカセットが搬入され、熱処理後の基板を収容したカ
   セットの搬出が行なわれるローダ・アンローダを連設
   し、 そのローダ・アンローダから前記密閉洗浄チャンバ内へ
   洗浄前の基板を移送し、密閉洗浄チャンバ内からローダ
   ・アンローダへ熱処理後の基板を移送する第１の基板移
   送手段、及び、洗浄及び乾燥処理後の基板を前記密閉洗
   浄チャンバ内から前記連絡開口を通って前記密閉チャン
   バ内へ移送し、熱処理後の基板を密閉チャンバ内から連
   絡開口を通って密閉洗浄チャンバ内へ移送する第２の基
   板移送手段を設けたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 密閉チャンバ内に搬入された洗浄及び乾
   燥処理済みの複数枚の基板を熱処理用ボートに収容した
   状態で、前記密閉チャンバの内部空間とシャッターを備
   えた基板搬出入口を介して連通した炉体の内部へ搬入
   し、基板に対して所要の熱処理を施すようにした基板処
   理装置において、 前記密閉チャンバに、その密閉チャンバの内部空間とシ
   ャッターを備えた連絡開口を介して連通した密閉洗浄チ
   ャンバを連設し、 その密閉洗浄チャンバによって少なくとも上方空間が閉
   鎖的に包囲されるように、洗浄用薬液及び純水を供給す
   るための給液口を底部に有するとともに洗浄用薬液及び
   純水を択一的に置換可能に収容してその薬液又は純水中
   に基板がそれぞれ浸漬されることにより複数種の洗浄処
   理及び最終リンス処理が行なわれる洗浄槽を配設し、 その洗浄槽内へ前記給液口を通して洗浄用薬液及び純水
   を択一的に供給する給液手段を設けるとともに、 前記密閉洗浄チャンバの内部に、前記洗浄槽の上方位置
   と洗浄槽内部位置との間で基板を昇降移動させる基板昇
   降手段を設け、 前記密閉洗浄チャンバに、過熱蒸気を均一に分散させて
   前記洗浄槽の上方空間へ水平方向に吹き出す過熱蒸気吹
   出し部、及び、過熱蒸気吹出し部から吹き出された過熱
   蒸気を吸引する過熱蒸気吸引部を設け、 さらに、前記密閉洗浄チャンバに、洗浄前の基板を収容
   したカセットが搬入され、熱処理後の基板を収容したカ
   セットの搬出が行なわれるローダ・アンローダを連設
   し、 そのローダ・アンローダから前記密閉洗浄チャンバ内へ
   洗浄前の基板を移送し、密閉洗浄チャンバ内からローダ
   ・アンローダへ熱処理後の基板を移送する第１の基板移
   送手段、及び、洗浄及び乾燥処理後の基板を前記密閉洗
   浄チャンバ内から前記連絡開口を通って前記密閉チャン
   バ内へ移送し、熱処理後の基板を密閉チャンバ内から連
   絡開口を通って密閉洗浄チャンバ内へ移送する第２の基
   板移送手段を設けたことを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 熱処理用ボートが、 基板より大きい一対の円形板を互いに平行に間隔をあけ
   て対向させ、それら両円形板を、その円形板に沿った一
   方側から基板を挿入可能にかつ挿入された複数枚の基板
   をそれぞれ互いに平行に僅かな間隔をあけて支持可能
   に、複数本の基板支持棒で連結して構成され、 その熱処理用ボートが、洗浄及び乾燥処理にも使用する
   共用ボートとされた請求項１ないし請求項２のいずれか
   に記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 第１の基板移送手段が、 板状体の板面に、溝底面が基板の周縁形状に沿った円弧
   状をなす基板整列保持溝を複数本、それぞれ互いに平行
   に熱処理用ボートにおける基板支持間隔に対応する間隔
   をあけ長手方向に並列させて形成するとともに、それら
   複数本の基板整列保持溝の列の両側に、溝底面が熱処理
   用ボートの円形板の周縁形状に沿った円弧状をなすボー
   ト保持溝を、それぞれ互いに平行に熱処理用ボートにお
   ける一対の円形板同士の間隔に対応する間隔をあけ基板
   整列保持溝に並列させてそれぞれ形成し、その板状体
   を、その長手方向に沿った回転水平支軸を介して片持ち
   式に支持してなり、前記回転水平支軸を回転させること
   により揺動される保持具を一対、水平面内において互い
   に平行に配設したチャックを備えて構成された請求項３
   記載の基板処理装置。