JPH09321005A - スピン洗浄処理ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は回転テ−ブル上で半導体ウエハを
反転させてその両面を洗浄することができるスピン洗浄
処理ユニットを提供することにある。 【解決手段】 半導体ウエハ１３を回転させながら洗浄
処理するスピン洗浄処理ユニットにおいて、上面側に上
記半導体ウエハを保持して回転駆動される回転テ−ブル
１１と、この回転テ−ブルに保持された半導体ウエハの
上面を洗浄する洗浄手段と、上記回転テ−ブルの近傍に
配置され上面が洗浄された上記半導体ウエハを上下面が
逆になるよう反転させる反転機構３１とを具備したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウエハなど
のワ−クを洗浄処理するためのスピン洗浄処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置や液晶表示装置の
製造過程においては、ワ−クとしての半導体ウエハや矩
形状のガラス製の基板に回路パタ−ンを形成するための
成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセ
スでは、上記ワ−クの処理と洗浄とが繰り返し行われ
る。

【０００３】上記ワ−クを洗浄するためには、このワ−
クを回転テ−ブルに保持し、この回転テ−ブルを高速回
転させながら、上記ワ−クに洗浄液を噴射して洗浄する
という、いわゆるスピン洗浄処理装置が用いられてい
る。

【０００４】上記ワ−クは上面だけでなく、裏面も汚染
される。ワ−クの裏面が汚染された状態にあると、洗浄
されたワ−クをストッカなどに積層収容した際、その裏
面に付着した塵埃などの汚れが他のワ−クに転移すると
いうことがある。そのため、回転テ−ブルに保持された
ワ−クは上面だけでなく、下面の洗浄が要求されること
がある。

【０００５】通常、上記スピン洗浄装置は回転テ−ブル
を有し、この回転テ−ブルにワ−クを保持して高速回転
させるとともに、回転テ−ブルの上面側に配置された洗
浄ノズルから上記ワ−クに向けて洗浄液を噴射すること
で、上記ワ−クの上面を洗浄するようにしている。

【０００６】上記回転テ−ブルの下面側にも洗浄ノズル
を配置し、洗浄液を上記ワ−クの上面側だけでなく、下
面側にも同時に噴射すれば、ワ−クの上下両面を同時に
洗浄することができる。

【０００７】しかしながら、洗浄ノズルを回転テ−ブル
の下面側に配置してワ−クの下面に洗浄液を噴射するよ
うにすると、その洗浄ノズルから噴射された洗浄液の大
半は高速回転する回転テ−ブルによって遮られ、ワ−ク
の下面にはほとんど到達しないから、その下面を確実か
つ効率よく洗浄できないということがある。

【０００８】とくに、上記ワ−クの洗浄を洗浄ブラシや
超音波洗浄するような場合、それら洗浄ブラシや超音波
洗浄ノズルなどを上記ワ−クの下面側に配置することは
スペ−ス的な制限を受けて難しいため、そのことによっ
てもワ−クの上下両面を同時に洗浄するということがで
きなかった。

【０００９】そこで、上記ワ−クの上下両面を洗浄する
場合、従来は２つの洗浄装置を用いて行われていた。つ
まり、最初に一方の洗浄装置の回転テ−ブルに第１のロ
ボットによってワ−クを供給し、このワ−クの上面側の
一方の面を洗浄する。ついで、そのワ−クを上記第１の
ロボットによって上記回転テ−ブルから取り出して反転
機構に受け渡し、この反転機構で上記ワ−クの上下面を
反転させる。

【００１０】ワ−クの上下面を反転させたなら、第２の
ロボットによって反転されたワ−クを受けとり、この第
２のロボットによってそのワ−クを他方の洗浄装置の回
転テ−ブルに供給し、その未洗浄の他方の面を洗浄する
ということが行われていた。

【００１１】しかしながら、このようにしてワ−クの上
下両面を洗浄する構成であると、２つの洗浄装置が必要
となるから、装置全体が大型化するということがあった
り、ワ−クを一方の洗浄装置から他方の洗浄装置へ搬送
しなければならないから、その搬送に時間が掛かるとい
うことがあった。しかも、搬送に時間が掛かると、一方
の面を洗浄した洗浄液が乾燥処理される前に乾くことが
あり、その場合、乾燥した部分が染みとなってしまうと
いうことがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
ワ−クの上下両面を洗浄する場合、洗浄装置を２つ用
い、一方の洗浄装置で上面が洗浄されたワ−クを反転さ
せて他方の洗浄装置に供給するということが行われてい
たので、全体構成の大型化を招いたり、ワ−クを一方の
装置から他方の装置へ搬送するのに時間が掛かるなどの
ことがあった。

【００１３】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、ワ−クを搬送することな
くその上下両面を洗浄できるようにしたスピン洗浄処理
ユニットを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ワ−
クを回転させながら洗浄処理するスピン洗浄処理ユニッ
トにおいて、上面側に上記ワ−クを保持して回転駆動さ
れる回転テ−ブルと、この回転テ−ブルに保持されたワ
−クの上面を洗浄する洗浄手段と、上記回転テ−ブルの
近傍に配置され上面が洗浄された上記ワ−クを上下面が
逆になるよう反転させる反転機構とを具備したことを特
徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記反転機構は、一対のハンドを開閉駆動する第１
の駆動部と、この第１の駆動部を回転駆動する第２の駆
動部と、この第２の駆動部を上下駆動する第３の駆動部
とからなることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記回転テ−ブル、洗浄手段および反転機構は洗浄
チャンバ内に配置されていることを特徴とする。請求項
１の発明によれば、ワ−クを保持して回転させる回転テ
−ブルの近傍に、上記回転テ−ブルに保持されたワ−ク
の上下面を反転させる反転機構を配置したので、同一の
回転テ−ブル上でワ−クの上下両面を順次洗浄すること
ができる。

【００１７】請求項２の発明によれば、ワ−クの上下面
を反転させる反転機構が簡単な構成とし、しかも動きを
単純化できる。請求項３の発明によれば、回転テ−ブ
ル、洗浄手段および反転機構を洗浄チャンバ内に配置す
ることでこれらをユニット化できるから、全体構成の小
型化や取扱いの容易化が計れる。

【００１８】

【発明の実施形態】以下、この発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１に示すこの発明のスピン洗浄
処理ユニットは洗浄チャンバ１を有する。この洗浄チャ
ンバ１の一側面にはシャッタ２によって開閉される開口
部３が形成されている。

【００１９】上記洗浄チャンバ１内には洗浄装置４が設
けられている。この洗浄装置４は上記洗浄チャンバ１内
にほぼ水平に架設されたベ−ス板５を有する。このベ−
ス板５には軸線をほぼ垂直にした軸受６が設けられ、こ
の軸受６には回転軸７が回転自在に支持されている。こ
の回転軸７の上部は処理容器を形成する下カップ８と上
カップ９の内部空間に突出し、その上端には回転テ−ブ
ル１１が取り付けられている。

【００２０】なお、上記回転軸７の下端部は上記軸受６
の下面側から突出し、その端部には図示しない従動プ−
リが設けられ、この従動プ−リを介して上記回転軸７は
同じく図示しない駆動モ−タによって高速回転されるよ
うになっている。

【００２１】上記回転テ−ブル１１の上面の周辺部に
は、たとえば周方向に９０度間隔で６本の保持部材１２
が立設されている。各保持部材１２の上端にはワ−クと
してのたとえば半導体ウエハ１３の周辺部が着脱自在の
保持されている。

【００２２】上記上カップ９は上面が開口しているとと
もに、下カップ８に対して上下動自在に設けられてい
る。上記半導体ウエハ１３を洗浄するときには上昇位置
に保持されて上記半導体ウエハ１３の周囲を覆ってお
り、洗浄後に上記半導体ウエハ１３を後述するごとく反
転させたり、搬出するときには上記半導体ウエハ１３よ
りも低い位置まで下降されるようになっている。

【００２３】上記洗浄チャンバ１内の一側部には第１の
洗浄ア−ム１５が水平に配置され、他側には第２の洗浄
ア−ム１６が同じく水平に配置されている。各ア−ム１
５、１６の一端部はそれぞれ軸線を垂直にして配置され
た回転軸１７ａ、１７ｂの上端に連結されている。各回
転軸１７ａ、１７ｂの下端部は軸受１８ａ、１８ｂに回
転自在に支持されている。各軸受１８ａ、１８ｂはそれ
ぞれ支持板１９の上面に取り付けられ、その支持板１９
の下面側に突出した下端には従動プ−リ２１が嵌着され
ている。

【００２４】各支持板１９にはモ−タ２２が配置され、
各モ−タ２２の駆動軸２３は支持板１９の下面側に突出
し、その突出端には駆動プ−リ２４が嵌着されている。
駆動プ−リ２４と従動プ−リ２１とにはベルト２５が張
設され、それによって、上記各回転軸１７ａ、１７ｂは
回動駆動されるようになっている。

【００２５】第１の洗浄ア−ム１５の先端（自由端）に
はモ−タ２６によって回転駆動される洗浄ブラシ２７が
回転軸線を垂直にして設けられ、第２の洗浄ア−ム１６
の先端には図示しない超音波振動子を内蔵した超音波ノ
ズル２８が設けられている。この超音波ノズル２８には
洗浄液が供給されて超音波振動が付与される。超音波振
動が付与された洗浄液は上記超音波ノズル２８から上記
回転テ−ブル１１に保持された半導体ウエハ１３に向か
って噴射される。

【００２６】したがって、上記第１の洗浄ア−ム１５を
図１に矢印Ａで示す方向に回動させれば、回転駆動され
る洗浄ブラシ２７によって回転テ−ブル１１に保持され
た半導体ウエハ１３の上面全体をブラシ洗浄することが
でき、第２の洗浄ア−ム１６を矢印Ｂで示す方向に回動
させれば、上記半導体ウエハ１３の上面全体を超音波洗
浄できるようになっている。

【００２７】さらに、上記洗浄チャンバ１内には、この
チャンバ１内で回転テ−ブル１１に保持された半導体ウ
エハ１３の上下面を１８０度反転させる反転機構３１が
配置されている。この反転機構３１は図３に示すように
第１の駆動部３２によって開閉駆動される一対のハンド
３３を有する。

【００２８】上記ハンド３３はＬ字状に形成されてい
て、その先端部の内面にはそれぞれ半導体ウエハ１３の
外周部に係合する係合溝３４ａが形成された保持部材３
４が設けられている。したがって、一対のハンド３３が
上記第１の駆動部３２によって回転テ−ブル１１に保持
された半導体ウエハ１３と同じ高さで開閉させること
で、上記一対の保持部材３４の係合溝３４ａを半導体ウ
エハ１３の周辺部に係脱させることができるようになっ
ている。

【００２９】上記第１の駆動部３２は軸線を水平にした
反転軸３５を介して第２の駆動部３６に取り付けられて
いる。この第２の駆動部３６は上記反転軸３５を介して
上記第１の駆動部３２を１８０度反転させることができ
るようになっている。したがって、上記一対のハンド３
３が半導体ウエハ１３を保持した状態で上記第１の駆動
部３２を１８０度回動させれば、上記ハンド３３に保持
された半導体ウエハ１３の上下面を反転させることがで
きる。

【００３０】上記第２の駆動部３６は支柱４１の上端に
設けられている。この支柱４１は図示しないリニアガイ
ドによって上下方向にスライド自在に保持され、第３の
駆動部４２で上下方向に駆動されるようになっている。

【００３１】つまり、上記一対のハンド３３は第１の駆
動部３２により開閉され、第２の駆動部３６によって回
動されるとともに第３の駆動部４２によって上下動され
るようになっている。

【００３２】それによって、上記一対のハンド３３は、
回転テ−ブル１１に保持された半導体ウエハ１３と同じ
高さで開状態から閉状態へ駆動されることで上記半導体
ウエハ１３を保持する。半導体ウエハ１３を保持した一
対のハンド３３は所定高さまで上昇して１８０度回転さ
れることで上記半導体ウエハ１３の上下面を反転させ
る。ついで下降して開状態となることで、上記半導体ウ
エハ１３を回転テ−ブル１１へ戻す。つまり、半導体ウ
エハ１３は、反転機構３１によって洗浄チャンバ１内で
上下面を反転させられるようになっている。

【００３３】上記洗浄チャンバ１の開口部３が形成され
た一側と対向する外部には、上記洗浄チャンバ１の回転
テ−ブル１１に対して半導体ウエハ１３を供給排出する
給排機構としてのスカラロボット４５が設けられてい
る。このスカラロボット４５はハンド４６を有する。こ
のハンド４６は駆動源４７によって回動駆動される複数
のア−ム４８を有し、これらア−ム４８によって水平方
向に駆動されるようになっている。

【００３４】上記スカラロボット４５の側方には第１の
カセットステ−ジ５１が設けられ、この第１のカセット
ステ−ジ５１から周方向に９０度ずれた側方には第２の
カセットステ−ジ５２が設けられている。第１のカセッ
トステ−ジ５１には未洗浄の半導体ウエハ１３が積層収
容された第１のカセット５３ａが供給され、第２のカセ
ットステ−ジ５２には上記洗浄チャンバ１で洗浄された
半導体ウエハ１３が回収される第２のカセット５３ｂが
供給される。

【００３５】したがって、上記スカラロボット４５はそ
のハンド４６により、未洗浄の半導体ウエハ１３を上記
第１のカセット５３ａから取り出し、洗浄チャンバ１内
の回転テ−ブル１１に供給するとともに、この洗浄チャ
ンバ１内で洗浄された半導体ウエハ１３を取り出して第
２のカセット５３ｂに収納できるようになっている。

【００３６】つぎに、上記構成の洗浄処理ユニットを用
いて半導体ウエハ１３を洗浄する動作について説明す
る。まず、スカラロボット４５が作動して第１のカセッ
ト５３ａから未洗浄の半導体ウエハ１３を取り出し、そ
の半導体ウエハ１３が洗浄チャンバ１の開口部３から回
転テ−ブル１１に供給される。このとき、反転機構３１
のハンド３３は上記スカラロボット４５のハンド４６に
干渉することがないよう、回転テ−ブル１１の上方に待
機している。

【００３７】未洗浄の半導体ウエハ１３が回転テ−ブル
１１に供給されると、この回転テ−ブル１１が高速度で
回転されるとともに、まず第１の洗浄ア−ム１５が矢印
Ａ方向に回動されてその先端に設けられた洗浄ブラシ２
７によって半導体ウエハ１３の上面がブラシ洗浄され
る。

【００３８】ついで、第２の洗浄ア−ムウ１６が矢印Ｂ
方向に回動させられる。それによって、超音波ノズル２
８から噴射される超音波が付与された洗浄液によって上
記半導体ウエハ１３の上面全体が超音波洗浄される。

【００３９】なお、半導体ウエハ１３は要求される洗浄
度合になどに応じてブラシ洗浄あるいは超音波洗浄のい
ずれか一方だけを行うようにしてもよい。上記半導体ウ
エハ１３の上面側の一方の面の洗浄が終了すると、反転
機構３１の一対のハンド３３が開状態で半導体ウエハ１
３と同じ高さまで下降し、その第１の駆動部３２によっ
て上記ハンド３３が閉方向に駆動される。それによっ
て、上記ハンド３３が半導体ウエハ１３を挟持する。つ
いで、第３の駆動部４２が作動してハンド３３が所定高
さまで上昇させられると、第２の駆動部３６が作動して
上記ハンド３３を１８０度回転させる。それによって、
半導体ウエハ１３は洗浄された上面が下面となり、未洗
浄の下面が上面となるよう反転される。

【００４０】半導体ウエハ１３を反転させると、上記ハ
ンド３３が第３駆動部４２によって下降され、ついで第
１の駆動部３２が作動して開方向に駆動されることで、
反転された半導体ウエハ１３が回転テ−ブル１１に戻さ
れる。この状態で、半導体ウエハ１３の未洗浄の上面側
の他方の面（もとの下面）がブラシ洗浄あるいは超音波
洗浄の少なくともいずれか一方によって洗浄される。つ
まり、半導体ウエハ１３は上下両面が洗浄されることに
なる。

【００４１】このように、半導体ウエハ１３の上下両面
の洗浄が終了すると、スカラロボット４５のハンド４６
が洗浄チャンバ１内に進入して上記半導体ウエハ１３を
受け、ついで後退してその半導体ウエハ１３を第２のカ
セット５３ｂに収納する。

【００４２】このように、上記構成によれば、洗浄チャ
ンバ１内で上面（一方の面）が洗浄された半導体ウエハ
１３を、その洗浄チャンバ１内に設けられた反転機構３
１で上下面を反転させ、最初に下面であった他方の面を
洗浄することができる。

【００４３】そのため、半導体ウエハ１３の上下両面の
洗浄を１つの洗浄チャンバ１内で行えるから、一方の面
を洗浄したならば、その面が乾燥しないうちに他方の面
を洗浄することができる。

【００４４】つまり、従来のように半導体ウエハ１３を
１つの洗浄装置から他の洗浄装置へ搬送するということ
をせずにその両面を洗浄できるから、その洗浄を能率よ
く、しかも最初に洗浄した一方の面に乾き染みを生じさ
せることなく行える。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ば、ワ−クを保持して回転させる回転テ−ブルの近傍
に、上記回転テ−ブルに保持されたワ−クの上下面を反
転させる反転機構を配置したので、同一の回転テ−ブル
上でワ−クの上下両面を順次洗浄することができる。

【００４６】つまり、１つの洗浄装置でワ−クの上下両
面を洗浄できるから、従来のように２つの洗浄装置を用
意し、一方の洗浄装置でワ−クの一方の面を洗浄したな
らば、そのワ−クを外部に搬出して反転させ、他方の洗
浄装置へ搬送して他方の面を洗浄するということをせず
にすむ。それによって、構成の簡略化や洗浄作業の能率
向上さらには搬送途中でワ−クに乾き染みができるのが
防止されるなどの利点がある。

【００４７】請求項２の発明によれば、ワ−クを反転さ
せるための反転機構を、一対のハンドを開閉駆動する第
１の駆動部と、この第１の駆動部を回転駆動する第２の
駆動部と、この第２の駆動部を上下駆動する第３の駆動
部とから構成したから、その構成や動きを簡略化するこ
とができる。

【００４８】請求項３の発明によれば、回転テ−ブル、
洗浄手段および反転機構を洗浄チャンバ内に配置してこ
れらをユニット化したから、全体構成の小型化や取扱い
の容易化が計れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示す平面
図。

【図２】同じく洗浄チャンバに収容された洗浄装置の側
面図。

【図３】同じく反転機構の斜視図。

【符号の説明】

１１…回転テ−ブル １３…半導体ウエハ（ワ−ク） １５…第１の洗浄ア−ム（洗浄手段） １６…第２の洗浄ア−ム（洗浄手段） ２７…洗浄ブラシ（洗浄手段） ２８…超音波ノズル（洗浄手段） ３１…反転機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワ−クを回転させながら洗浄処理するス
   ピン洗浄処理ユニットにおいて、 上面側に上記ワ−クを保持して回転駆動される回転テ−
   ブルと、 この回転テ−ブルに保持されたワ−クの上面を洗浄する
   洗浄手段と、 上記回転テ−ブルの近傍に配置され上面が洗浄された上
   記ワ−クを上下面が逆になるよう反転させる反転機構と
   を具備したことを特徴とするスピン洗浄処理ユニット。
2. 【請求項２】 上記反転機構は、一対のハンドを開閉駆
   動する第１の駆動部と、この第１の駆動部を回転駆動す
   る第２の駆動部と、この第２の駆動部を上下駆動する第
   ３の駆動部とからなることを特徴とする請求項１記載の
   スピン洗浄処理装置。
3. 【請求項３】 上記回転テ−ブル、洗浄手段および反転
   機構は洗浄チャンバ内に配置されていることを特徴とす
   る請求項１記載のスピン洗浄処理ユニット。