JPH11204470A - 傾斜式ワーク浸漬方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深さの浅い浸漬槽に収容した少量の処理液を
使用して、板状のワークを効率良く且つ確実に浸漬処理
できるようにする。 【解決手段】 チャック手段７でチャックした板状のワ
ークＷを、傾斜させた状態で浸漬槽５内に下降させるこ
とにより下半部を処理液６中に部分浸漬させ、その状態
で該ワークＷを水平に向けることにより全浸漬状態にす
る。一定の浸漬時間が経過したあと上記ワークＷを、チ
ャック手段７により傾斜状態にして処理液６から引き上
げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハのよ
うな実質的に板状をしたワークを処理液中に浸漬させる
ための方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウエハのポリッシング加工
においては、該ウエハの表面を保護するなどの目的で加
工前にその表面に酸化膜を形成することがある。この酸
化膜の形成は、浸漬槽内に収容されたオゾン水等の処理
液中にウエハを浸漬させることにより行われるが、その
浸漬方法として従来では、処理液中にウエハを垂直に出
し入れするか、又は水平に出し入れする方法がとられて
いた。

【０００３】しかしながら、ウエハを垂直に出し入れす
る方法は、浸漬槽が深くなるため、高価な処理液を大量
に必要としてコストが高くなるばかりでなく、浸漬槽の
設置スペースが大きくなって装置が大形化するという欠
点があった。

【０００４】また、ウエハを水平に出し入れする方法
は、該ウエハを処理液中に入れるときその下面にエアが
付着したまま残留し易いため、保護膜が全面に均等に形
成されにくく、また、処理液からウエハを引き出すと
き、処理液による抵抗が大きいためにウエハの位置ずれ
等が生じて作業を行いにくいばかりでなく、ウエハの上
面に処理液が乗って槽外に持ち出され、高価な処理液が
無駄に消費され易いという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、処理液に対するワークの浸漬処理を、深さの浅い浸
漬槽と少量の処理液とを使用して、ワーク表面にエア溜
りを生じたり処理液を無駄に消費したりすることなく、
効率良く且つ確実に行うことができるようにすることに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の浸漬方法は、板状のワークをチャック手段で水
平にチャックする工程、ワークをチャックした上記チャ
ック手段を傾斜させた状態で下降させ、傾斜するワーク
の下半部を浸漬槽内の処理液中に部分浸漬させる工程、
下半部が処理液に部分浸漬した上記ワークをチャック手
段で水平に向けることにより、該ワークを処理液中に全
浸漬させる工程、一定の浸漬時間が経過したあと上記チ
ャック手段を傾斜させて上昇させることにより、ワーク
を処理液から傾斜状態で引き上げる工程を有することを
特徴とするものである。

【０００７】また、上記方法を実施するための本発明の
浸漬装置は、板状のワークを水平にチャックするチャッ
ク手段、上記チャック手段を昇降自在且つ傾動自在に支
持する支持手段、上記チャック手段にチャックされたワ
ークを浸漬させるための処理液が充填された浸漬槽、ワ
ークが処理液に浸漬される下降行程及び処理液から取り
出される上昇工程中は上記チャック手段を傾斜状態に保
ち、ワークが処理液に全浸漬する下降端及びワークのチ
ャック位置である上昇端では該チャック手段を水平に向
ける姿勢変更手段を有することを特徴とするものであ
る。

【０００８】本発明の一つの具体的な実施態様において
は、上記姿勢変更手段が、上記チャック手段を取り付け
た基板と、該基板を荷重的に偏心した位置において偏荷
重の作用により傾斜自在なるように支持する支軸と、チ
ャック手段が上昇端にあるとき上記基板に当接して該基
板を水平に向ける１つ以上の上昇端ストッパと、チャッ
ク手段が下降端にあるとき上記基板に当接して該基板を
水平に向ける１つ以上の下降端ストッパとを含んでい
る。

【０００９】本発明の他の具体的な実施態様において
は、上記姿勢変更手段が、チャック手段側に固定されて
該チャック手段を支持手段に傾動自在に支持させる支軸
と、該支軸を一定角度回転させるロータリアクチュエー
タとを含んでいる。

【００１０】上記構成を有する本発明によれば、ワーク
を処理液に浸漬させるときは、該ワークを傾斜させた状
態で下半部を部分浸漬させたあと、水平に向けて全浸漬
させるようにしているため、浸漬槽の深さが浅い場合
（従って処理液の液深が浅い場合）でも、該ワークを確
実にしかも下面にエア溜りを生じることなく全浸漬させ
ることができる。また、ワークを処理液から取り出す場
合にも、該ワークを再び傾斜させた状態で引き上げるよ
うにしているため、取り出す際の処理液の抵抗が小さく
取り出し作業を行い易いばかりでなく、ワークで処理液
が槽外に持ち出されることがないため処理液が無駄に消
費されることもない。従って、深さの浅い小形の浸漬槽
と少量の処理液とを使用して、省スペース的且つ経済的
にワークの浸漬処理を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係る浸漬
装置の一実施例の側面図を示すもので、この浸漬装置１
Ａは、ベース２と、該ベース２の一端から立ち上がった
支柱３と、該支柱３の上端から水平に延びる支持アーム
４とを備えている。上記ベース２上には浸漬槽５が設置
され、該浸漬槽５内には、ワークＷを浸漬処理するため
のオゾン水のような処理液６が収容されている。また、
上記支持アーム４の先端には、半導体ウエハのような実
質的に円板形をした上記ワークＷをチャックするための
チャック手段７が、該チャック手段７を傾斜状態と水平
状態とに変移させる姿勢変更手段８を介して、支持手段
を構成する昇降シリンダ９により昇降自在且つ傾動自在
に支持されている。この昇降シリンダ９は、ロッド９ａ
の回り止め機構を兼ねた伸縮ガイド機構を有するもので
ある。

【００１２】上記浸漬槽５は、円形状又は矩形状をして
いて、ワークを水平に浸漬させることができる平面的広
さを持っているが、その深さはワークの直径の１／３〜
１／５程度と浅く、従ってここに収容されている処理液
６の量は少量である。

【００１３】上記チャック手段７は、ワークＷの外周を
挟持するための挟持部片１１ａを先端に備えた複数（例
えば２つ又は３つ）のチャックアーム１１と、これらの
チャックアーム１１を開閉するチャックシリンダ１２と
からなっていて、該チャックシリンダ１２が、矩形状を
した基板１４の下面の一端寄りの位置に取り付けられて
いる。上記挟持部片１１ａは、例えば合成樹脂のよう
な、ワークを傷付ける心配のない素材で構成されてい
る。

【００１４】上記基板１４は、以下に述べる支軸１５と
上昇端ストッパ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ及び下降端スト
ッパ１７と共に上記姿勢変更手段８を構成するもので、
該基板１４の上面には、上記チャックシリンダ１２を取
り付けた側とは反対の側に偏寄した位置に矩形枠状の軸
受部材１８が固定され、この軸受部材１８内に昇降シリ
ンダ９のロッド９ａの下端の連結部材１９が嵌合し、こ
れらの軸受部材１８と連結部材１９とが上記支軸１５に
よって傾動自在に連結されている。このように上記基板
１４は、荷重的に偏心した位置で上記連結部材１９に吊
支されているため、偏荷重の作用によって自動的に傾斜
し、チャック手段７がチャックしたワークＷを傾斜させ
る。

【００１５】上記チャック手段７の最大傾斜角を規定す
るため、上記軸受部材１８には、該軸受部材１８が傾斜
したとき連結部材１９の側面に当接する傾斜ストッパ２
０が取り付けられている。この傾斜ストッパ２０は螺子
からなっていて、螺回することにより位置を調節自在で
あり、その位置を調節することによってチャック手段７
の最大傾斜角を変更できるようになっている。上記軸受
部材１８にはまた、上記傾斜ストッパ２０の反対側の位
置に、連結部材１９の側面に当接する復帰ストッ２１パ
が設けられている。この復帰ストッ２１は、上記チャッ
ク手段７が傾斜状態から水平状態に姿勢を変更すると
き、水平状態を越えて過度に姿勢変更されないように規
制するものである。

【００１６】上記支持アーム４の先端には、上記基板１
４のほぼ真上に位置するようにプレート２４が取り付け
られ、図３及び図４からも分かるように、このプレート
２４の先端側の中央部と基端側の両側端部との３箇所
に、該プレート２４から下方に延出する３つの上昇端ス
トッパ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが、互いに同じ高さに位
置するように取り付けられ、プレート２４の先端側の一
側端部寄りの位置には、上記上昇端ストッパ１６Ａ，１
６Ｂ，１６Ｃよりも更に下方に突出する１つの下降端ス
トッパ１７が取り付けられている。

【００１７】上記上昇端ストッパ１６Ａ，１６Ｂ，１６
Ｃは、上記プレート２４に長さ調節自在にねじ着けられ
た螺子棒１６ａの下端に取り付けられ、図１に実線で示
すようにチャック手段７が上昇端にあるとき、基板１４
の上面に当接して該基板１４及びチャック手段７を水平
に保つものである。即ち、上記基板１４が、同図に鎖線
で示すように、チャック手段７が取り付けられている先
端部１４ａ側が低くなるように傾斜した状態で昇降シリ
ンダ９により上昇すると、先ず、プレート２４の基端部
側に取り付けられた２つのストッパ１６Ａ，１６Ｂが該
基板１４の基端部１４ｂの上面に当接して、該基端部１
４ｂのそれ以上の上昇を規制するため、該基板１４は次
第に水平方向に向きを変えながら先端部１４ａ側が上昇
し、ほぼ水平を向く上昇端の位置で、該先端部１４ａの
上面が先端側のストッパ１６Ｃに当接して停止する。

【００１８】一方、下降端ストッパ１７は、上記プレー
ト２４に長さ調節自在にねじ着けられた螺子棒１７ａの
下端に取り付けられ、基板１４に設けた切欠き２５内に
螺子棒１７ａが嵌合した状態に配設され、図２に鎖線で
示すようにチャック手段７が下降端にあるとき基板１４
の下面に当接し、該基板１４及びチャック手段７を水平
に保つものである。即ち、上記基板１４が同図に実線で
示す方向に傾斜した状態で下降して、その先端部１４ａ
が上記下降端ストッパ１７に当接すると、該先端部１４
ａのそれ以上の下降が規制されるため、該基板１４は次
第に水平方向に向きを変えながら基端部１４ｂ側が下降
し、ほぼ水平を向く上記下降端の位置で停止する。この
場合、昇降シリンダ９のロッド９ａの下降ストローク
を、基板１４がほぼ水平を向く下降端の位置でストロー
クエンドを迎えるように調整しておくことにより、下降
端ストッパ１７が１つだけであっても、上記基板１４を
下降端の位置で水平に停止させることができる。しか
し、上記復帰ストッ２１で水平位置を規定しても良く、
あるいは上昇端ストッパ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃのよう
に複数の下降端ストッパ１７を設けても良い。

【００１９】上記構成を有する浸漬装置１Ａにおいて、
ワークＷを浸漬処理する前の待機状態では、図１に実線
で示すように、チャック手段７が昇降シリンダ９のロッ
ド９ａの短縮により上昇端に停止している。このとき該
チャック手段７は、基板１４が３つの上昇端ストッパ１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに当接することによってその姿勢
が水平に保たれている。

【００２０】いま、図示しないローディング手段により
未処理ワークＷがチャック手段７に供給されると、該ワ
ークＷはチャックアーム１１により外周チャックされ、
水平に保持される。

【００２１】次に、昇降シリンダ９のロッド９ａが伸長
して上記チャック手段７が下降を始めると、上記基板１
４が上昇端ストッパ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃから離れて
偏荷重の作用により図１に鎖線で示すように傾斜し、こ
れに連動してチャック手段７及びワークＷも同じ方向に
傾斜する。このときの基板１４の最大傾斜角は、傾斜ス
トッパ２０が連結部材１９の側面に当接することにより
規定される（図２を参照）。

【００２２】上記チャック手段７が傾斜した状態で一定
距離下降すると、ワークＷは傾斜した姿勢のまま下端部
から浸漬槽５内の処理液６中に浸漬される。そして、図
２に実線で示すように該ワークＷの下半部が部分的に浸
漬したところで、上記基板１４の低くなった先端部１４
ａが下降端ストッパ１７に当接して、該先端部１４ａの
それ以上の下降が規制される。この状態から更にロッド
９ａが伸長すると、上記基板１４の基端部１４ｂ側が次
第に水平方向に向きを変えながら下降し、図２に鎖線で
示すようにほぼ水平を向く下降端の位置で停止し、これ
に連動してチャック手段７及びワークＷも水平に向きを
変えるため、該ワークＷは処理液６中に全浸漬されるこ
とになる。

【００２３】一定の浸漬時間が経過したあと、昇降シリ
ンダ９のロッド９ａが短縮して上記チャック手段７が上
昇を始めると、上記基板１４及びチャック手段７は再び
図２に実線で示すように傾斜し、ワークＷは傾斜した状
態で処理液６から引き上げられる。

【００２４】上記チャック手段７が上昇端に達すると、
図１に実線で示すように基板１４が３つの上昇端ストッ
パ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに当接して、水平に姿勢変更
するため、これに連動してチャック手段７及びワークＷ
も水平を保つ。

【００２５】かくして上記実施例においては、ワークＷ
を傾斜させた状態で処理液６に半浸漬させたあと、水平
に向けることによって全浸漬させるようにしているた
め、浸漬槽５の深さが浅い場合（従って処理液６の液深
が浅い場合）でも、該ワークＷを確実にしかも下面にエ
ア溜りを生じることなく全浸漬させることができる。ま
た、ワークＷを処理液６から取り出す場合にも、該ワー
クＷを傾斜させた状態で引き上げるようにしているた
め、取り出す際の処理液６の抵抗が小さく取り出し作業
を行い易くいばかりでなく、ワークＷで処理液６が槽外
に持ち出されることがないため処理液６が無駄に消費さ
れることもない。従って、深さの浅い小形の浸漬槽５と
少量の処理液６とを使用して、省スペース的且つ経済的
にワークＷの浸漬処理を行うことができる。また、チャ
ック手段７を偏荷重の作用によって自動的に傾斜するよ
うに吊支させ、上昇端及び下降端の位置においてそれぞ
れストッパに当接させることによって水平に姿勢変更さ
せるようにしているので、姿勢変更のための構成が非常
に簡単である。

【００２６】図５は本発明の浸漬装置の第２実施例の要
部を示すもので、この浸漬装置１Ｂは、上記第１実施例
の浸漬装置１Ａに設けられている偏荷重式の姿勢変更手
段８に代えて、ロータリアクチュエータ３０からなる姿
勢変更手段８Ｂを用いたものである。即ち、この浸漬装
置１Ｂは、昇降シリンダ９のロッド９ａの下端に設けた
連結部材１９に、チャック手段７のチャックシリンダ１
２から立ち上がった取付部材３１を、左右バランスした
状態で支軸１５により傾動自在なるように取り付け、上
記取付部材３１に固定された支軸１５を、上記連結部材
１９に取り付けたロータリアクチュエータ３０によって
必要角度だけ回転させるように構成したものである。こ
の場合、上記第１実施例のように、チャック手段７の最
大傾斜位置と水平位置とを規定するストッパを必要に応
じて設けることができる。

【００２７】

【発明の効果】このように本発明によれば、処理液に対
するワークの浸漬処理を、深さの浅い浸漬槽と少量の処
理液とを使用して、ワーク表面にエア溜りを生じたり処
理液を無駄に消費したりすることなく、効率良く且つ確
実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワーク浸漬装置の第１実施例を示
す部分破断側面図である。

【図２】図１の浸漬装置の異なる動作状態を示す部分破
断側面図である。

【図３】図１の要部正面図である。

【図４】図１の要部平面図である。

【図５】本発明に係るワーク浸漬装置の第２実施例を示
す要部正面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワークＷ ５ 浸漬槽 ６ 処理液 ７ チャック手
段 ８，８Ａ 姿勢変更手段 ９ 昇降シリン
ダ（支持手段） １４ 基板 １５ 支軸 １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 上昇端ストッパ １７ 下降端ストッパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状のワークをチャック手段で水平にチャ
   ックする工程、 ワークをチャックした上記チャック手段を傾斜させた状
   態で下降させ、傾斜するワークの下半部を浸漬槽内の処
   理液中に部分浸漬させる工程、 下半部が処理液に部分浸漬した上記ワークをチャック手
   段で水平に向けることにより、該ワークを処理液中に全
   浸漬させる工程、 一定の浸漬時間が経過したあと上記チャック手段を傾斜
   させて上昇させることにより、ワークを処理液から傾斜
   状態で引き上げる工程、を有することを特徴とする傾斜
   式ワーク浸漬方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の浸漬方法において、上記
   チャック手段を荷重的に偏心した位置で傾斜自在なるよ
   うに吊支させ、ワークを処理液に浸漬させる下降行程及
   びワークを処理液から取り出す上昇工程中は偏荷重の作
   用により自動的に傾斜させ、ワークの全浸漬位置である
   下降端及びチャック位置である上昇端においてはストッ
   パへの当接によって水平に姿勢変更させることを特徴と
   するもの。
3. 【請求項３】板状のワークを水平にチャックするチャッ
   ク手段、 上記チャック手段を昇降自在且つ傾動自在に支持する支
   持手段、 上記チャック手段にチャックされたワークを浸漬させる
   ための処理液が収容された浸漬槽、 ワークが処理液に浸漬される下降行程及び処理液から取
   り出される上昇行程中は上記チャック手段を傾斜状態に
   保ち、ワークが処理液に全浸漬する下降端及びワークの
   チャック位置である上昇端では該チャック手段を水平に
   向ける姿勢変更手段、を有することを特徴とする傾斜式
   ワーク浸漬装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の浸漬装置において、上記
   姿勢変更手段が、上記チャック手段を取り付けた基板
   と、該基板を荷重的に偏心した位置において偏荷重の作
   用により傾斜自在なるように支持する支軸と、チャック
   手段が上昇端にあるとき上記基板に当接して該基板を水
   平に向ける１つ以上の上昇端ストッパと、チャック手段
   が下降端にあるとき上記基板に当接して該基板を水平に
   向ける１つ以上の下降端ストッパとを含むことを特徴と
   するもの。
5. 【請求項５】請求項３に記載の浸漬装置において、上記
   姿勢変更手段が、チャック手段側に固定されて該チャッ
   ク手段を支持手段に傾動自在に支持させる支軸と、該支
   軸を一定角度回転させるロータリアクチュエータとを含
   むことを特徴とするもの。