JP2002016041A

JP2002016041A - 液処理装置

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Publication number: JP2002016041A
Application number: JP2000198645A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamikawa; 裕二上川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP4505563B2; CN100411129C; CN1755911A

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の洗浄等の液処理を効率的に行うことが
可能であり、また、複数枚の基板の処理にも容易に対処
可能であり、さらに、特に大口径の基板の液処理を行う
にあたって生ずる処理装置の大型化を抑制したコンパク
トな液処理装置を提供する。【解決手段】基板に所定の処理液を供給して液処理を
行う液処理装置１は、基板（ウエハＷ）を保持する治具
３３が配設されたテーブル３１に、ウエハＷが面内回転
するようにテーブル３１を回転させるモータ３２が取り
付けられてなるテーブル回転機構８と、治具３３に保持
されたウエハＷを垂直状態または水平状態で保持可能な
ようにテーブル回転機構８の姿勢変換を行う姿勢変換機
構９と、テーブル３１を収容し、治具３３に保持された
ウエハＷに所定の液処理を施す処理チャンバ５１と、テ
ーブル３１が処理チャンバ５１に収容されるようにテー
ブル回転機構８と姿勢変換機構９をともにスライドさせ
る移動機構（Ｘ軸駆動機構）１０と、ウエハＷを収納可
能なキャリアＣとテーブル３１との間でウエハＷを水平
状態で搬送するウエハ搬送機構７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやＬ
ＣＤ基板等の各種基板に対して所定の液処理や乾燥処理
を施すために用いられる液処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体デバイスの製造工程にお
いては、基板としての半導体ウエハ（ウエハ）を所定の
薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハからパー
ティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーシ
ョンを除去するウエハ洗浄装置や、Ｎ_２ガス等の不活性
ガスや揮発性および親水性の高いＩＰＡ蒸気等によって
ウエハから液滴を取り除いてウエハを乾燥させるウエハ
乾燥装置が使用されている。このような洗浄装置や乾燥
装置としては、複数枚のウエハをウエハ洗浄室やウエハ
乾燥室内に収納してバッチ式に処理するものや、１枚ず
つウエハを処理する枚葉式が知られている。

【０００３】このうち枚葉式の洗浄装置としては、例え
ば、ウエハをその周縁部で保持して水平面内で回転させ
つつウエハの表裏面にそれぞれ処理液を吐出し、また、
ブラシ等でウエハの表面を走査するスクラバーと呼ばれ
るものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなウエハを水
平保持して洗浄処理を行った場合には、洗浄処理後にウ
エハを回転させてウエハに付着した処理液を振り切る
際、液切れの状態が必ずしもよいものではないという問
題があった。また、雰囲気制御のために密閉構造とした
場合には、蓋体の開閉機構とウエハの搬送機構の制御等
の制御系が複雑となり、また、一般的に排気量が多くな
ることから、使用する薬液の温度が下がりやすく、高温
の薬液を用いることが困難であった。

【０００５】また、近年、半導体デバイスの微細高集積
化や量産化に伴って、ウエハの大きさについては、２０
０ｍｍφから３００ｍｍφへの大口径化が進んでいる。
従って、従来の洗浄装置の構造をそのまま３００ｍｍφ
の大口径ウエハの洗浄装置に適合させると、装置の大型
化は免れないため、ウエハの搬送形態や処理形態を改善
することによって処理装置の大型化を回避し、または大
型化の程度を最小限に抑制することに対する要望は大き
いものと考えられる。

【０００６】また、洗浄処理と乾燥処理とを同じ処理装
置で行うことが可能であれば、より好ましいと考えられ
る。加えて、ウエハを水平に載置する場合には、数枚、
例えば、２枚〜５枚といった複数枚のウエハを複数段に
重ねて処理を行うことは困難であるが、ウエハを立設状
態、例えば垂直状態に保持できれば、このような複数枚
の処理も容易となり、処理スピードを上げることが可能
となる。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、基板の洗浄等の液処理を効
率的に行うことが可能であり、また、複数枚の基板の処
理にも容易に対処可能であり、さらに、特に大口径の基
板の液処理を行うために生ずる処理装置の大型化を抑制
したコンパクトな液処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、基板に所定の処理液を供給して液
処理を行う液処理装置であって、前記基板を１枚または
数枚保持可能な治具が配設されたテーブルに、前記基板
が面内回転するように前記テーブルを回転させる駆動機
構が取り付けられてなるテーブル回転機構と、前記基板
を姿勢変換する機構と、前記治具に保持された立設状態
の基板に所定の液処理を施す処理チャンバと、前記テー
ブルが前記処理チャンバに収容されるように、相対的に
前記処理チャンバと前記テーブルの位置を調節可能な移
動機構と、前記基板を収納するキャリアと前記テーブル
との間で前記基板の搬送を行う基板搬送機構と、を具備
することを特徴とする液処理装置、が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、基板に所定の処理
液を供給して液処理を行う液処理装置であって、前記基
板を１枚または数枚保持可能な治具が配設されたテーブ
ルに、前記基板が面内回転するように前記テーブルを回
転させる駆動機構が取り付けられてなるテーブル回転機
構と、前記治具に保持された基板を立設状態または水平
状態で保持可能なように前記テーブル回転機構の姿勢変
換を行う姿勢変換機構と、前記テーブルを収容し、前記
治具に保持された基板に所定の液処理を施す処理チャン
バと、前記テーブルが前記処理チャンバに収容されるよ
うに前記テーブル回転機構と前記姿勢変換機構をともに
スライドさせる移動機構と、前記基板を収納可能なキャ
リアと前記テーブルとの間で前記基板を水平状態で搬送
する基板搬送機構と、を具備することを特徴とする液処
理装置、が提供される。

【００１０】これら本発明の液処理装置は、基板が収容
されたキャリアと基板に液処理を施す処理チャンバの間
の搬送距離が短く、装置がコンパクト化されている。ま
た、基板の移し替えの回数が少なく、従って、パーティ
クル等の発生が抑制される構造となっている。さらに、
基板を立設状態、例えば垂直状態に保持して液処理が行
われることから、基板に付着した処理液の液切りが容易
となり、しかも、基板の表裏面のいずれについても均一
な液処理が可能であるという特徴を有する。なお、本発
明の液処理装置は、処理チャンバ内の雰囲気制御が容易
であるから、乾燥処理も容易に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について具体的に説明する。本発明の液
処理装置は、各種基板を被処理体とする洗浄処理装置、
乾燥処理装置等に適用できるが、本実施形態では、半導
体ウエハ（ウエハ）の搬入、洗浄、乾燥、搬出を一貫し
て行うように構成された洗浄処理装置として用いた場合
について説明する。

【００１２】図１は本実施形態に係る枚葉式の洗浄処理
装置１の斜視図であり、図２はその側面図、図３はその
平面図である。これら図１から図３に示されるように、
洗浄処理装置１は、ウエハＷを複数枚、例えば２５枚ほ
ど水平状態で収納可能なキャリア（収納容器）Ｃを載置
するためのキャリアステージ２ａ・２ｂと、ウエハＷに
洗浄処理を施す洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃと、キャリ
アステージ２ａ・２ｂと洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃと
の間に設けられ、ウエハＷの搬送を行うウエハ搬送ユニ
ット４、液処理のための薬液を貯蔵等する薬液貯蔵ユニ
ット５ａ〜５ｃと、洗浄処理装置１内に配設された各種
の電動駆動機構のための電源ユニット６と、から主に構
成されている。

【００１３】キャリアステージ２ａ・２ｂはキャリアＣ
を載置する場所であり、キャリアＣは、そのウエハＷを
搬入出するための搬入出口がウエハ搬送ユニット４の壁
部１１に設けられた窓部１２ａ（キャリアステージ２ａ
側）・１２ｂ（キャリアステージ２ｂ側）に対面するよ
うにして、キャリアステージ２ａ・２ｂ上に載置され
る。

【００１４】壁部１１の内側（ウエハ搬送ユニット４
側）には、窓部１２ａ・１２ｂを開閉するシャッターと
キャリアＣの搬入出口を開閉する蓋体の開閉を行う蓋体
開閉機構とを有する開閉装置１４ａ（キャリアステージ
２ａ側）・１４ｂ（キャリアステージ２ｂ側）が配設さ
れており、キャリアＣをキャリアステージ２ａ・２ｂに
載置していない状態では、シャッターを閉じた状態とす
る。一方、ウエハＷをキャリアＣから搬出する際または
キャリアＣへ搬入する際にはシャッターおよびキャリア
Ｃの蓋体が蓋体開閉機構により開かれた状態とされる。

【００１５】ウエハ搬送ユニット４内には、開閉装置１
４ａ・１４ｂに隣接して、キャリアＣ内のウエハＷの枚
数を計測するための検出センサ機構１３ａ（キャリアス
テージ２ａ側）・１３ｂ（キャリアステージ２ｂ側）が
配設されている。検出センサ機構１３ａ・１３ｂは、例
えば、赤外線センサヘッドをＺ方向にスキャンさせなが
ら、ウエハＷのＹ方向端の２箇所でウエハＷの枚数を検
査する。

【００１６】検出センサ機構１３ａ・１３ｂとしてはま
た、ウエハＷの枚数の検査と並行して、ウエハＷの収納
状態、例えば、キャリアＣ内にウエハＷが所定のピッチ
で平行に１枚ずつ収納されているかどうか、ウエハＷが
段差ずれして斜めに収納されていないかどうか、ウエハ
ＷがキャリアＣ内の所定位置から飛び出していないか等
を検出するセンサを具備したものを用いることが、より
好ましい。さらに、ウエハＷの収納状態を確認した後
に、同センサを用いてウエハＷの枚数を検出するように
してもよい。なお、後述するウエハ搬送機構７に検出セ
ンサ機構を取り付けて、ウエハ搬送機構７とともに移動
可能な構造とすれば、検出センサ機構は１箇所のみの配
設で済ませることが可能である。

【００１７】ウエハ搬送ユニット４には、キャリアステ
ージ２ａ・２ｂに載置されたキャリアＣと後述するテー
ブル３１に配設された保持治具３３との間でウエハＷを
水平状態で搬送するウエハ搬送機構７が配設されてい
る。ウエハ搬送機構７は、未処理のウエハＷを搬送する
ための搬送アーム２１ａと、液処理済みのウエハＷを搬
送するための搬送アーム２１ｂを有しており、各搬送ア
ーム２１ａ・２１ｂは、それぞれ１枚のウエハＷを搬送
することが可能となっている。

【００１８】搬送アーム２１ａ・２１ｂを保持する搬送
アーム保持部２２は図示しないＸ軸駆動機構を内在し、
テーブル２３に設けられた溝部またはガイドレール等の
案内機構２４に沿って、Ｘ方向にスライド可能となって
いる。また、搬送アーム保持部２２は、Ｘ−Ｙ面内のθ
方向に回転可能に構成されている。このθ方向回転を行
う図示しないθ回転駆動機構は、搬送アーム保持部２２
に内在させることが可能であるが、後述するＺ軸駆動機
構９９やテーブル２３もともに回転する構造として設け
ることも可能である。

【００１９】このようなＸ軸駆動機構やθ回転駆動機構
を用いれば、例えば、Ｘ軸駆動機構を用いて搬送アーム
２１ａをキャリアＣ内へ挿入し、キャリアＣ内のウエハ
Ｗを搬出した後、θ回転駆動機構を用いて搬送アーム２
１ａの向きを１８０°回転させてウエハＷを洗浄処理ユ
ニット３ａ側へ向け、洗浄処理ユニット３ａに配設され
たテーブル３１上の保持治具３３にウエハＷが保持され
るように再びＸ軸駆動機構を用いて搬送アーム２１ａを
挿入し、その後に搬送アーム２１ａを元の位置に戻すこ
とによって、ウエハＷをテーブル３１上に搬送すること
や、その逆の動作が可能となる。なお、Ｘ軸駆動機構に
代えて、またはＸ軸駆動機構とともに、搬送アーム２１
ａ・２１ｂが、多関節アーム等の伸縮自在な形態を有し
ていることにより、ウエハＷをキャリアＣとテーブル３
１との間で搬送することが可能な形態とすることも好ま
しい。

【００２０】搬送アーム２１ａ・２１ｂおよび搬送アー
ム保持部２２ならびにテーブル２３は、Ｚ軸駆動機構９
９によりＺ方向（垂直方向）に移動可能となっている。
キャリアＣ内では、ウエハＷは異なる高さ位置に収納さ
れていることから、このＺ軸駆動機構９９を用いて搬送
アーム２１ａの高さを所定のウエハＷの高さ位置に合わ
せる。例えば、キャリアＣから所定位置のウエハＷを搬
出する際には、所定のウエハＷの下側に搬送アーム２１
ａを挿入することができるように搬送アーム２１ａの高
さをＺ軸駆動機構９９を用いて合わせた後、Ｘ軸駆動機
構を動作させて搬送アーム２１ａをキャリアＣ内に挿入
し、その後にＺ軸駆動機構９９により搬送アーム２１ａ
を所定高さほど上昇させて搬送アーム２１ａ上にウエハ
Ｗを保持し、その状態でＸ軸駆動機構により搬送アーム
２１ａを元の位置まで退却させることにより、キャリア
Ｃから所定のウエハＷを搬出することができる。

【００２１】搬送アーム２１ａ・２１ｂおよび搬送アー
ム保持部２２ならびにテーブル２３はまた、Ｙ軸駆動機
構９８によりガイドレール９７に沿ってＹ方向に移動可
能となっており、ウエハ搬送機構７は、キャリアステー
ジ２ａ・２ｂに載置されたキャリアＣにいずれにもアク
セス可能となっている。また、ウエハ搬送機構７は、洗
浄処理ユニット３ａ〜３ｃに配設されているテーブル３
１のいずれにもアクセス可能となっている。

【００２２】ウエハ搬送ユニット４の天井部分には、フ
ィルタファンユニット２８ａが配設されており、ウエハ
搬送ユニット４内にパーティクルを除去した空気等が送
風されるようになっている。また、ウエハ搬送ユニット
４と洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃとの境界を形成する壁
部２５には、ウエハＷをウエハ搬送機構７と洗浄処理ユ
ニット３ａ〜３ｃの各テーブル３１との間でのウエハＷ
の搬送を可能とするために、開閉可能な窓部２６ａ〜２
６ｃが形成されている。なお、窓部２６ａ〜２６ｃに
は、窓部２６ａ〜２６ｃの開閉を行うシャッター２７ａ
〜２７ｃがウエハ搬送ユニット４側に配設されており、
ウエハ搬送ユニット４と洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃの
雰囲気が分離できるようになっている。シャッター２７
ａ〜２７ｃは洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃ側に設けるこ
ともできる。

【００２３】洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃは、それぞれ
が隔壁で隔てられた構造となっており、洗浄処理ユニッ
ト３ａ〜３ｃ間の雰囲気が互いに拡散することのない構
造となっている。これにより、各洗浄処理ユニット３ａ
〜３ｃ毎に異なる処理液を用いて、所定の液処理を行う
ことが可能である。以下、洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃ
は全て同じ構成を有することから、洗浄処理ユニット３
ａを例にその構成について説明する。

【００２４】洗浄処理ユニット３ａの天井部分にも、フ
ィルタファンユニット２８ｂが配設されており、洗浄処
理ユニット３ａ内にパーティクルを除去した空気等が送
風されるようになっている。洗浄処理ユニット３ａは、
テーブル３１にテーブル３１を回転させるモータ（駆動
機構）３２が軸部材３７を介して取り付けられてなるテ
ーブル回転機構８を有する。テーブル３１の表面にはウ
エハＷを保持するための保持治具３３が配設されてお
り、ウエハＷはその表裏面がテーブル３１の表面と平行
となるようにテーブル３１上空に、つまりテーブル３１
の表面から浮いた状態で保持治具３３に保持される。

【００２５】保持治具３３は、ウエハＷを周縁部で保持
できる構造のものであればよく、例えば、ウエハＷを保
持するための溝が形成されたピンを挙げることができ
る。図３ではピン状の保持治具３３を４箇所に配設した
場合を示しており、この場合には、ウエハＷの搬入出を
可能とすべく、保持治具３３の窓部２６ａ側の１箇所に
ついては、例えば、ウエハＷの搬入出の際にはウエハＷ
の移動に支障が生じないように転倒させる機構を有し、
かつ、ウエハＷを保持している間はロックが掛かってウ
エハＷが保持治具３３から飛び出すことを防止する構造
のもの等を用いることができる。

【００２６】テーブル３１とモータ３２を連結する軸部
材３７は、テーブル３１の下側に配置された円盤３８の
中心部を貫通している。円盤３８は、後述するように、
テーブル３１を処理チャンバ５１へ挿入したときに、処
理チャンバ５１のテーブル挿入口５４を閉塞するための
部材であり、回転することはない。従って、軸部材３７
が円盤３８を貫通する部分は、軸部材３７が回転可能で
はあるが、処理チャンバ５１からの処理液の漏出が起こ
らないようにシール構造が採られる。

【００２７】円盤３８には、円盤３８とテーブル回転機
構８をＹ−Ｚ面内で所定角度ほど回転させるために、脚
部３４と回転軸３５ならびに円盤保持部材３６を有する
姿勢変換機構９が取り付けられており、この姿勢変換機
構９により、ウエハＷを水平状態と、立設状態例えば垂
直状態（ウエハＷの表面と水平方向とのなす角が９０°
の場合）との間の任意の状態で保持することができるよ
うになっている。

【００２８】姿勢変換機構９の駆動は、モータやアクチ
ュエータ等の駆動装置を用いて行うことができる。円盤
保持部材３６は、軸部材３７のカバーとしての役割も果
たしており、例えば軸部材３７とモータ３２全体を取り
囲むような形態とすると、モータ３２で発生するパーテ
ィクル等が洗浄処理ユニット３ａ内の雰囲気を悪化させ
ることを抑制することができる。

【００２９】姿勢変換機構９の脚部３４は、ガイドレー
ル３９上をＸ方向に移動可能なＸ軸駆動機構１０上に配
設されており、これによりテーブル回転機構８と姿勢変
換機構９は、洗浄処理ユニット３ａ内をＸ方向に移動可
能となっている。このＸ軸駆動機構１０を用いて、ウエ
ハＷが立設状態で保持されるように姿勢変換されたテー
ブル回転機構８のテーブル３１の部分を処理チャンバ５
１に挿入することができる。

【００３０】なお、ガイドレール３９の下部箱体２０ａ
には、例えば、テーブル回転機構８、姿勢変換機構９、
Ｘ軸駆動機構１０等の制御装置を収納することができ
る。また、図１から図３には示していないが、ガイドレ
ール３９が配設されたスペースと処理チャンバ５１が配
設されたスペースとの間に開閉可能なシャッターを設け
て、処理チャンバ５１内の雰囲気が洗浄処理ユニット３
全体に拡散しないような構造とすることができる。

【００３１】洗浄処理ユニット３ａには、テーブル３１
上に保持されたウエハＷの洗浄処理を行うための処理チ
ャンバ５１が配設されている。図４および図５は、テー
ブル３１を処理チャンバ５１に挿入した状態の一形態を
示す断面図である。ここで、図４および図５において
は、姿勢変換機構９やＸ軸駆動機構１０の記載を省略し
ており、処理チャンバ５１については、断面略台形の筒
形の形態を有している外側チャンバ５２ａと、Ｘ方向に
スライド可能な内側チャンバ５２ｂとからなる二重構造
を有するものを示している。

【００３２】図４は内側チャンバ５２ｂを図中右側へ待
避させ、外側チャンバ５２ａを用いて液処理を行う際の
状態を示しており、図５は内側チャンバ５２ｂを外側チ
ャンバ５２ａ内に収納して、内側チャンバ５２ｂによる
液処理を行う状態を示している。なお、外側チャンバ５
２ａはメンテナンス等の際に、図４に示される内側チャ
ンバ５２ｂの位置へ待避させることができるようになっ
ている。

【００３３】図４に示すように、外側チャンバ５２ａに
おける洗浄処理は、垂直壁５３ａと、テーブル挿入口５
４が形成された垂直壁５３ｂと、テーブル挿入口５４を
閉塞するテーブル回転機構８の円盤３８とにより形成さ
れる処理空間９５において行われる。垂直壁５３ｂの上
部には、排気バルブ６５と排気管６７からなる排気経路
が設けられており、処理空間９５の雰囲気の調整が可能
となっている。また、垂直壁５３ｂの下部には、ドレイ
ンバルブ６１とドレイン管６３からなるドレイン（排液
経路）が形成されており、処理空間９５から使用された
洗浄液が排出されるようになっている。

【００３４】ここで、外側チャンバ５２ａは、垂直壁５
３ｂ側が長径側に設定され、また、外側チャンバ５２ａ
の胴部下側面に、垂直壁５３ｂ側が下方となるような勾
配が形成されるように固定されているので、使用された
洗浄液は容易にドレインバルブ６１からドレイン管６３
を通して排出される。

【００３５】外側チャンバ５２ａ内の上端近傍部分に
は、複数の吐出口５５を有する吐出ノズル５６が、吐出
口５５が水平方向に並ぶようにして垂直壁５３ｂに取り
付けられている。吐出ノズル５６からは、薬液貯蔵ユニ
ット５ａ内の供給源から供給された純水、ＩＰＡ等の各
種薬液や、Ｎ_２ガス等の乾燥ガスが吐出可能となってい
る。また、垂直壁５３ｂには、テーブル３１の裏面を洗
浄するための吐出ノズル７４ａが配設されている。この
ような吐出ノズル７４ａは主に種々の薬液処理後に純水
でテーブル３１の裏面の洗浄を行う際に使用される。な
お、吐出ノズル５６は、図４および図５中には１本しか
示されていないが、複数本設けることが可能である。

【００３６】内側チャンバ５２ｂは、外側チャンバ５２
ａよりも径が小さい断面略台形の筒状の形態を有し、図
４に示す位置と図５に示す位置との間でＸ方向に平行移
動（スライド）可能に構成されている。内側チャンバ５
２ｂは、その短径側の端面にリング部材５９ｂを、長径
側の端面にリング部材５９ａを有しており、内側チャン
バ５２ｂが外側チャンバ５２ａ内に配置されたときに
は、リング部材５９ａが垂直壁５３ａに密着し、また、
リング部材５９ｂが垂直壁５３ｂに密着することで処理
空間９６が形成される。なお、リング部材５９ａと垂直
壁５３ａの接離部分およびリング部材５９ｂと垂直壁５
３ｂの接離部分に、図示しないシール部材等を配設する
と、密着性がより向上する。

【００３７】なお、内側チャンバ５２ｂを外側チャンバ
５２ａから待避させたときには、リング部材５９ｂが垂
直壁５３ａに密着するとともにリング部材５９ａが垂直
壁５３ｃに密着することによって、外側チャンバ５２ａ
によって形成される処理空間９５の雰囲気は、内側チャ
ンバ５２ｂ内の雰囲気と隔離される。

【００３８】内側チャンバ５２ｂ内の上部には、複数の
吐出口５７を有する吐出ノズル５８が、吐出口５７が水
平方向に並ぶようにして取り付けられている。吐出ノズ
ル５８からは、薬液貯蔵ユニット５ａ内の供給源から供
給された各種薬液、純水、ＩＰＡ等が吐出される。ま
た、内側チャンバ５２ｂの上部内壁には、テーブル３１
の表面を洗浄するための処理液の吐出ノズル７４ｂが配
設されており、純水等の洗浄液を吐出可能となってい
る。なお、これら各種の吐出ノズル５６・５８・７４ａ
・７４ｂからは、超音波が印加された処理液を供給して
もよい。

【００３９】リング部材５９ａの上端部には排気口６６
が形成されており、排気管６８を通じて、処理空間９６
内の雰囲気調整または退避位置での内側チャンバ５２ｂ
内の雰囲気調整を行うことが可能となっている。また、
リング部材５９ａの下端部には処理液排出口４６が形成
されており、この処理液排出口４６と連通するようにド
レイン誘導部材４７が配設されている。

【００４０】内側チャンバ５２ｂは、モータ３２側を短
径側とし、また下側面に勾配が形成されるようにして配
設されている。つまり、処理液排出口４６は内側チャン
バ５２ｂの下側面に形成された勾配の下方側に形成され
ていることから、内側チャンバ５２ｂで使用された処理
液は、容易に処理液排出口４６からドレイン誘導部材４
７へ流れ込む。

【００４１】ドレイン誘導部材４７は下方に伸び、その
先端部４８は水平方向を向くように構成されている。一
方、垂直壁５３ａの下方には別体としてドレイン管４９
が配置されており、ドレイン管４９の先端には先端部と
してのキャップ部５０が形成されている。

【００４２】内側チャンバ５２ｂが退避位置にあるとき
は、ドレイン誘導部材４７の先端部４８とキャップ部５
０とは隔離された状態にあるが、内側チャンバ５２ｂを
ウエハＷの洗浄処理等のために外側チャンバ５２ａ内に
収容されるようにスライドさせると、先端部４８がキャ
ップ部５０に嵌合されて気密にシールされ、これによ
り、ドレイン誘導部材４７とドレイン管４９とが連通
し、処理液の排液が可能となる構造となっている。他
方、ウエハＷの液処理が終了して、内側チャンバ５２ｂ
を外側チャンバ５２ａから退避させる際には、先端部４
８とキャップ部５０とは離隔される。

【００４３】このような外側チャンバ５２ａと内側チャ
ンバ５２ｂのＸ方向の長さ、つまり胴体の長さは、テー
ブル３１とウエハＷとの距離に応じた長さに設定するこ
とができることから、洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃでは
小型化が容易である。この場合には、処理雰囲気の制御
も容易となり、排気量を低減できるので、高温の薬液を
用いた場合でもその温度低下が小さく、従って使用する
ことができる薬液の種類の範囲が広がる利点がある。ま
た、処理液は吐出ノズル５５・５７から直接にウエハＷ
の表面に向けて吐出され、ブラシ等を用いないことから
チャンバ内の構造が簡単である。

【００４４】次に、キャリアＣに収納されたウエハＷの
洗浄工程について、キャリアステージ２ａに載置された
キャリアＣ内のウエハＷを、洗浄処理ユニット３ａ〜３
ｃで処理する場合を例として説明する。先ず、複数枚の
ウエハＷが所定の間隔で平行に収納されたキャリアＣ
を、キャリアＣにおいてウエハＷの出し入れを行う搬入
出口が窓部１２と対面するようにキャリアステージ２ａ
に載置する。

【００４５】キャリアＣ内の所定のウエハＷを搬送する
ために、開閉装置１４ａを用いて窓部１２ａを閉じてい
るシャッターを開き、また、キャリアＣの搬入出口を閉
塞している蓋体を開いて、キャリアＣの内部とウエハ搬
送ユニット４の内部が連通する状態とする。その後に、
検出センサ機構１３ａをＺ方向にスキャンさせて、キャ
リアＣ内のウエハＷの枚数および収納状態を確認する。
ここで、異常が検出された場合には処理を中断し、例え
ば、キャリアステージ２ｂに別のキャリアＣが載置され
ていた場合には、その別のキャリアＣから同様の処理を
開始する。

【００４６】キャリアＣ内のウエハＷに異常が検出され
なかった場合には、搬送アーム２１ａが搬出する所定の
ウエハＷの下側に位置するようにＺ軸駆動機構９９を動
作させて搬送アーム２１ａの高さを合わせた後、ウエハ
搬送機構７の有するＸ軸駆動機構を動作させて、搬送ア
ーム２１ａをキャリアＣ内に挿入し、Ｚ軸駆動機構９９
を所定高さほど上昇させて搬送アーム２１ａに所定の１
枚のウエハＷを保持させ、再びＸ軸駆動機構を動作させ
て搬送アーム２１ａを元の位置へ戻す。その後、次にウ
エハＷの搬入出まで、開閉装置１４ａを動作させて窓部
１２ａおよびキャリアＣの蓋体を閉めておく。

【００４７】続いて、搬送アーム２１ａに保持されたウ
エハＷが、ウエハ搬送ユニット４と洗浄処理ユニット３
ａとの境界をなす壁部２５に形成された窓部２６ａに対
面するように、ウエハ搬送機構７の有するθ回転駆動機
構を１８０°回転させる。そして、窓部２６ａを閉じて
いたシャッター２７ａを開き、ウエハ搬送機構７のＸ軸
駆動機構を動作させて、洗浄処理ユニット３ａにおいて
窓部２６ａに対面する位置に待機させていたテーブル３
１上の保持治具３３にウエハＷが保持されるように搬送
アーム２１ａを挿入する。

【００４８】このとき、ウエハＷの搬入出が可能なよう
に、テーブル３１上に配設されたウエハＷを保持するた
めの保持治具３３のうち窓部２６ａ側のものは待避させ
た状態にある。また、搬送アーム２１ａの高さはウエハ
搬送ユニット４のＺ軸駆動機構９９によりウエハＷが保
持治具３３に収納されるように調節されている。

【００４９】ウエハＷが保持治具３３に保持されたら、
ウエハ搬送機構７が有するＺ軸駆動機構９９を動作させ
て搬送アーム２１ａの位置を下げ、さらにＸ軸駆動機構
を動作させて搬送アーム２１ａを元の位置に戻し、シャ
ッター２７ａを閉じる。テーブル３１においては、保持
治具３３を所定の状態として、ウエハＷをその周縁部で
確実に保持した状態とする。

【００５０】こうして洗浄処理ユニット３ａでのウエハ
Ｗの洗浄処理を開始することができるが、引き続き、ウ
エハ搬送ユニット４においては、キャリアＣ内の別のウ
エハＷを先にキャリアＣから洗浄処理ユニット３ａに搬
送した方法と同様の方法を用いて洗浄処理ユニット３ｂ
に搬送し、その後にさらにキャリアＣ内の所定のウエハ
Ｗを洗浄処理ユニット３ｃに搬送し、逐次、洗浄処理ユ
ニット３ｂ・３ｃでの洗浄処理を、後述する洗浄処理ユ
ニット３ａにおける洗浄方法と同様にして開始する。な
お、ウエハＷの洗浄処理ユニット３ｂ・３ｃへの搬送に
は、ウエハ搬送機構７が有するＹ軸駆動機構９８を用い
る。

【００５１】次に、姿勢変換機構９を用いて、テーブル
３１が処理チャンバ５１側を向くように、例えば、テー
ブル回転機構８を、例えば９０°ほど倒し、テーブル回
転機構８を水平状態に保持する。こうしてウエハＷは略
垂直状態に保持されることとなる。そして、Ｘ軸駆動機
構１０を用いて、テーブル３１が外側チャンバ５２ａに
収容され、また、円盤３８により外側チャンバ５２ａの
テーブル挿入口５４が閉塞されるように、テーブル回転
機構８および姿勢変換機構９をスライドさせる。

【００５２】処理チャンバ５１において、例えば、内側
チャンバ５２ｂでは薬液を用いたポリマー除去等の処理
を、外側チャンバ５２ａでは純水を用いた処理とその後
の乾燥処理を行うとすると、最初は内側チャンバ５２ｂ
を外側チャンバ５２ａ内に配置した状態として、モータ
３２によりテーブル３１を所定の回転数で回転させなが
ら、吐出ノズル５８を用いて所定の薬液をウエハＷの表
裏面に向かって吐出する。そして、薬液を用いた処理が
終了した後に吐出ノズル７４ｂから純水を吐出させて、
テーブル３１の表面を洗浄する。

【００５３】次に、内側チャンバ５２ｂを外側チャンバ
５２ａから待避させた状態として、テーブル３１を所定
の回転数で回転させながら、吐出ノズル５６を用いて純
水を吐出してウエハＷの洗浄を行い、しかる後に吐出ノ
ズル７４ａから純水を吐出して、テーブル３１の裏面の
洗浄を行う。その後、処理液の吐出を行わずに、所定の
回転数でテーブル３１を回転させて、テーブル３１やウ
エハＷに付着した純水を振り切り、必要に応じて、ＩＰ
ＡやＮ_２ガス等をウエハＷに噴射して乾燥処理を行う。

【００５４】液処理および乾燥処理が終了した後には、
Ｘ軸駆動機構１０を用いて、テーブル３１を処理チャン
バ５１から搬出するために、テーブル回転機構８を処理
チャンバ５１から離れるようにスライドさせ、続いて姿
勢変換機構９を動作させてテーブル回転機構８を垂直状
態に立て直し、テーブル３１を窓部２６ａと対面する位
置へ戻す。ウエハＷを保持している保持治具３３の位置
をウエハＷの搬出が行うことができる適切な位置に合わ
せ、保持治具３３の中の可動なもののロックを解除して
待避させる。

【００５５】保持治具３３からのウエハＷの搬出には搬
送アーム２１ｂを用いる。搬送アーム２１ｂが洗浄処理
済みのウエハＷを搬出することができるように、ウエハ
搬送機構７のＺ軸駆動機構９９を動作させて搬送アーム
２１ｂの高さ位置を調節し、シャッター２７ａを開いて
Ｘ軸駆動機構により搬送アーム２１ｂをテーブル３１と
ウエハＷとの間に挿入し、Ｚ軸駆動機構９９を動作させ
て搬送アーム２１ｂによりウエハＷを軽く持ち上げ、さ
らにＸ軸駆動機構により搬送アーム２１ｂを元の位置に
戻すことで、ウエハＷをテーブル３１上の保持治具３３
から搬出することができる。

【００５６】シャッター２７ａを閉じた後に、搬送アー
ム２１ｂがキャリアステージ２ａ側を向くようにウエハ
搬送機構７のθ回転駆動機構を駆動させ、開閉装置１４
ａを用いて窓部１２ａを開くとともにキャリアＣの蓋体
を開いて、キャリアＣの内部とウエハ搬送ユニット４が
連通した状態とし、ウエハＷを戻すべき所定の高さにＺ
軸駆動機構９９を用いて搬送アーム２１ｂの高さを調節
した後、Ｘ軸駆動機構を用いて搬送アーム２１ｂをキャ
リアＣ内に挿入し、ウエハＷを搬入して搬送アーム２１
ｂを元の位置に戻す。このように、洗浄処理前のウエハ
Ｗを搬送アーム２１ａで、洗浄処理後のウエハＷを搬送
アーム２１ｂで、それぞれ搬送することにより、搬送ア
ーム２１ｂは洗浄処理前のウエハＷを保持しないことか
ら、洗浄処理後のウエハＷを汚すことがない。

【００５７】続いて、キャリアＣ内に未処理のウエハＷ
があり、その洗浄処理を行う場合には、ウエハ搬送機構
７のθ回転駆動機構を動作させて搬送アーム２１ａを窓
部２６ａに対面させた後、前述した方法により所定のウ
エハＷの搬出、テーブル３１への搬送、洗浄処理、キャ
リアＣへの搬送、といった一連の作業を繰り返す。この
ような作業は、洗浄処理ユニット３ｂ・３ｃでの処理に
ついても同様に行うことができる。また、キャリアステ
ージ２ｂにキャリアＣを載置しておけば、キャリアステ
ージ２ａに載置したキャリアＣ内のウエハＷの処理に引
き続いて、キャリアステージ２ｂに載置されたキャリア
Ｃ内のウエハＷの処理を開始することができる。

【００５８】上述した洗浄処理方法は、３箇所に配設さ
れた洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃで全て同じ洗浄処理を
行った場合であるが、洗浄処理装置１を用いた洗浄処理
方法は、このような方法に限定されるものではない。例
えば、キャリアステージ２ａに載置されたキャリアＣ内
のウエハＷについては、所定の薬液を使用して洗浄処理
ユニット３ａのみを用いて行い、一方、キャリアステー
ジ２ｂに載置されたキャリアＣ内のウエハＷについて
は、別の薬液を使用して洗浄処理ユニット３ｂ・３ｃを
用いて行うというように、洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃ
を使用する薬液別に使い分け、または処理内容の違いに
よって使い分けることも可能である。

【００５９】ところで、洗浄処理装置１では、ウエハＷ
を保持するためにテーブル３１上に配設された保持治具
３３には、１枚のウエハＷのみが保持可能であったが、
保持治具３３の形態を数枚、例えば、２枚〜５枚程度を
保持可能とすることにより、処理時間の短縮を図ること
ができる。図６は２枚のウエハＷを保持する保持治具３
３ａをテーブル３１上に配設した例を示す断面図および
平面図である。

【００６０】ウエハ搬送機構７の搬送アーム２１ａは１
枚のウエハＷを搬送することが可能であるから、搬送ア
ーム２１ａをテーブル３１とキャリアＣとの間で２往復
させることにより、２枚のウエハＷを保持治具３３ａに
収納することができ、逆に、搬送アーム２１ｂを２往復
させて保持治具３３ａからキャリアＣに戻すことができ
る。このような複数枚のウエハＷの搬送時間よりも通
常、処理チャンバ５１内での１回の洗浄処理時間の方が
長いことから、１度に複数枚の洗浄処理を行うことによ
り、処理時間の短縮が図られる。なお、搬送アーム２１
ａ・２１ｂを、それぞれテーブル３１に保持されるウエ
ハＷの枚数に合わせて複数配設すると、１往復の搬送で
済ませることができ、処理時間の短縮が図られる。

【００６１】図７の断面図は、保持治具３３ａを用いた
場合の外側チャンバ５２ａと内側チャンバ５２ｂの形態
を図４と同様にして示したものである。図４と比較し
て、図７では、保持治具３３ａが保持するウエハＷの枚
数に応じて吐出ノズル５６・５８に形成される吐出口５
５・５７の数を増やして吐出ノズル５６・５８のＸ方向
長さを長くし、また、外側チャンバ５２ａと内側チャン
バ５２ｂは、吐出ノズル５６・５８を内部に配設できる
ようにＸ方向に胴長な形状とされている。但し、ウエハ
Ｗの保持間隔が狭い場合には、吐出口５５・５７の数を
増やすことは必要であるが、吐出ノズル５６・５８のＸ
方向長さを長くすることは必ずしも必要ではなく、ま
た、外側チャンバ５２ａと内側チャンバ５２ｂのＸ方向
長さについても、必ずしも長くする必要はない。

【００６２】保持治具３３ａのように保持するウエハＷ
の枚数が増えると、モータ３２にはより大きな負荷が掛
かるようになることから、モータ３２の大型化が必要と
なる場合が考えられる。このようなモータ３２の大型化
や処理チャンバ５１（外側チャンバ５２ａと内側チャン
バ５２ｂ）の大型化等は、実際の処理にあたって要求さ
れるウエハＷの処理効率と対比させながら、好適な条件
に設定すればよい。

【００６３】上述した本発明の洗浄処理装置１は、洗浄
処理装置単体として用いる場合以外に、例えば、図８の
平面図に示すように、真空処理部９０と組み合わせて１
つのウエハ処理装置１００として用いることも可能であ
る。真空処理部９０は、例えば、第１ロードロック室９
１、第２ロードロック室９２、エッチング処理室９３、
アッシング処理室９４を有しており、ウエハ搬送機構７
が第１ロードロック室９１にアクセス可能な構造となっ
ている。

【００６４】第１ロードロック室９１と第２ロードロッ
ク室９２との間、第２ロードロック室９２とエッチング
処理室９３との間、第２ロードロック室９２とアッシン
グ処理室９４との間には、それぞれこれらの間を気密に
シールしかつ開閉可能に構成された図示しないゲートバ
ルブが介装され、エッチング処理室９３とアッシング処
理室９４では、それぞれ所定のエッチング処理やアッシ
ング処理が行われる。

【００６５】こうして、例えば、キャリアＣ内のウエハ
Ｗを、先ず、ウエハ搬送機構７を用いて真空処理部９０
へ搬送し、エッチング処理室９３において所定のエッチ
ング処理を行った後、ウエハＷを洗浄処理ユニット３ａ
〜３ｃのいずれかへ搬送して所定の洗浄処理を行い、そ
の後にキャリアＣへ戻すといった処理が可能となり、逆
に、ウエハＷについて洗浄処理ユニット３ａ〜３ｃのい
ずれかで、洗浄、乾燥処理を行った後に、ウエハＷを真
空処理部９０へ搬送して、所定のエッチング処理やアッ
シング処理を行うこともできる。

【００６６】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明が上記実施の形態に限定されるもので
ないことはいうまでもなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、処理チャンバ５１として
外側チャンバ５２ａおよび内側チャンバ５２ｂからなる
二重構造のものを用いて処理を行う場合について説明し
たが、チャンバは３つ以上であってもよいし、１つであ
ってもよい。また、外側チャンバ５２ａおよび内側チャ
ンバ５２ｂは、例えば、一方を洗浄に他方を乾燥のみに
用いても構わず、洗浄と乾燥の両方を連続して行う用途
にも用いることができる。

【００６７】さらに、上記実施の形態では、テーブル３
１およびウエハＷを処理チャンバ５１内に収容するため
に、テーブル回転機構８と姿勢変換機構９をＸ方向にス
ライドさせたが、処理チャンバ５１をＸ方向にスライド
させることによって、テーブル３１とウエハＷが処理チ
ャンバ５１に収容されるように構成してもよい。

【００６８】さらにまた、上記実施の形態では、ウエハ
Ｗを立設状態に保持する形態としてウエハＷを垂直状態
に保持する形態を示したが、ウエハＷを立設状態に保持
することには、ウエハＷの表面と水平方向とのなす角
が、例えば４５°〜９０°の範囲の任意の角度となるよ
うに、ウエハＷを傾斜させた状態として保持することが
含まれる。つまり、姿勢変換機構の傾き角度を任意に設
定して、ウエハＷを処理チャンバ５１内に収容し、液処
理を行うことが可能である。この場合には、例えば、処
理チャンバ５１の配設状態やテーブル挿入口５４の形状
をウエハＷの傾斜角度に合わせて傾斜させたり、テーブ
ル３１と軸部材３７との結合部分に傾斜化機能を持たせ
たり、または、上記実施の形態では軸部材３７は円盤３
８を垂直に貫通しているが、軸部材３７が円盤３８を貫
通する角度を変化させる等、適宜、装置部材の形状や配
設の形態を変更すればよい。

【００６９】さらに、上記実施の形態では本発明を洗浄
処理に適用した場合について示したが、これに限らず、
所定の塗布液を塗布する塗布処理やエッチング処理等に
適用することも可能である。さらにまた、半導体ウエハ
に適用した場合について示したが、これに限らず、液晶
表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板の処理にも適用
することができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明の液処理装置は、基板が収容され
るキャリアと液処理を行うために基板を保持するテーブ
ルとの間の搬送経路が短く、装置が小型化されるという
効果を奏する。また、テーブルを方向転換させてテーブ
ルとその上の保持治具に保持された基板を直接に処理チ
ャンバに収容して液処理する構造を採用することによっ
ても装置がコンパクト化されている。さらに基板の移し
替えの回数が少ないことから、基板の移し替えによるパ
ーティクルの発生が抑制されて基板の汚れ発生が防止さ
れるという利点を有する。さらにまた、複数の液処理ユ
ニットが配設されていることから、液処理ユニット毎に
異なる薬液を用いることが可能であり、多目的な液処理
装置として用いることも可能である。なお、本発明の液
処理装置では、液処理チャンバの小型化が容易であるこ
とから、液処理チャンバ内の雰囲気調整が容易であり、
高温の薬液を用いてもその温度の低下が起こり難く、所
定の薬液特性を得ることが容易となる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液処理装置の一実施形態に係る洗浄処
理装置を示す斜視図。

【図２】図１記載の洗浄処理装置の側面図。

【図３】図１記載の洗浄処理装置の平面図。

【図４】図１記載の洗浄処理装置に配設される洗浄処理
ユニットの一実施形態を示す断面図。

【図５】図４に示した洗浄処理ユニットを構成する内側
チャンバを外側チャンバ内に配置した状態を示す断面
図。

【図６】本発明の液処理装置における基板保持形態の一
例を示す断面図および平面図。

【図７】図６記載の基板保持形態を用いた場合におい
て、基板を処理チャンバに収容した状態を示す断面図。

【図８】図１記載の洗浄処理装置と真空処理装置と連結
させた処理装置の一実施形態を示す平面図。

【符号の説明】

１；洗浄処理装置２ａ・２ｂ；キャリアステージ３ａ〜３ｃ；洗浄処理ユニット４；ウエハ搬送ユニット５ａ〜５ｃ；薬液貯蔵ユニット６；電源ユニット７；ウエハ搬送機構８；テーブル回転機構９；姿勢変換機構１０；Ｘ軸駆動機構２１ａ・２１ｂ；搬送アーム２２；搬送アーム保持部２３；テーブル２６ａ〜２６ｃ；窓部３１；テーブル３２；モータ（回転機構）３３；保持治具５１；処理チャンバ５２ａ；外側チャンバ５２ｂ；内側チャンバ９０；真空処理部９８；Ｙ軸駆動機構９９；Ｚ軸駆動機構１００；ウエハ処理装置Ｗ；半導体ウエハ（基板）

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に所定の処理液を供給して液処理を
行う液処理装置であって、前記基板を１枚または数枚保持可能な治具が配設された
テーブルに、前記基板が面内回転するように前記テーブ
ルを回転させる駆動機構が取り付けられてなるテーブル
回転機構と、前記基板を姿勢変換する機構と、前記治具に保持された立設状態の基板に所定の液処理を
施す処理チャンバと、前記テーブルが前記処理チャンバに収容されるように、
相対的に前記処理チャンバと前記テーブルの位置を調節
可能な移動機構と、前記基板を収納するキャリアと前記テーブルとの間で前
記基板の搬送を行う基板搬送機構と、を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】基板に所定の処理液を供給して液処理を
行う液処理装置であって、前記基板を１枚または数枚保持可能な治具が配設された
テーブルに、前記基板が面内回転するように前記テーブ
ルを回転させる駆動機構が取り付けられてなるテーブル
回転機構と、前記治具に保持された基板を立設状態または水平状態で
保持可能なように前記テーブル回転機構の姿勢変換を行
う姿勢変換機構と、前記テーブルを収容し、前記治具に保持された基板に所
定の液処理を施す処理チャンバと、前記テーブルが前記処理チャンバに収容されるように前
記テーブル回転機構と前記姿勢変換機構をともにスライ
ドさせる移動機構と、前記基板を収納可能なキャリアと前記テーブルとの間で
前記基板を水平状態で搬送する基板搬送機構と、を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項３】前記基板搬送機構は、未処理の基板を搬
送するための１個の搬送アームと、液処理済みの基板を
搬送するための別の１個の搬送アームを有することを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
【請求項４】前記搬送アームおよび前記別の搬送アー
ムが、それぞれ１枚の基板を搬送することが可能である
ことを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
【請求項５】前記処理チャンバが、外側チャンバと内
側チャンバとからなる二重構造を有することを特徴とす
る請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液処理
装置。
【請求項６】前記処理チャンバが複数配設され、前記
複数の処理チャンバのそれぞれに前記テーブル回転機構
が配設されており、かつ、前記基板搬送機構が前記複数
のテーブル回転機構にアクセスできるように移動機構を
具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいず
れか１項に記載の液処理装置。
【請求項７】前記キャリアを載置するステージが複数
箇所設けられており、前記基板搬送機構が前記各ステー
ジに載置されたキャリアとアクセスできるように移動機
構を具備することを特徴とする請求項１から請求項６の
いずれか１項に記載の液処理装置。