JPH1064860A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の反転動作が可能であり、かつ小型化さ
れた基板処理装置を提供する。 【解決手段】 基板反転機構部２０は円弧状の一対のチ
ャック２１，２１を備え、このチャック２１を開閉して
基板Ｗを保持し、または解放する。この一対のチャック
２１，２１は反転モータにより反転する。さらに、基板
反転機構部２０は昇降シリンダ２９によって上下方向に
移動可能に構成されている。基板Ｗの裏面洗浄と表面洗
浄の切り替え時には、基板反転機構部２０が下降し、チ
ャック２１を閉じて基板Ｗを保持した後、上昇して基板
Ｗを反転する。そして再び下降して基板保持台２上に基
板Ｗを載置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の反転機構部
を備えた基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス等の製造工程において
は、半導体ウエハあるいは液晶表示装置用ガラス基板等
（以下、基板と称する）の洗浄処理が行われている。基
板の洗浄処理では、基板洗浄装置を用い、基板の表面に
洗浄液を供給し、さらに洗浄ブラシで基板表面の汚染を
洗い流すことが行われている。

【０００３】最近では、半導体デバイス等が形成される
基板表面の汚染を洗浄する表面洗浄のみならず、基板の
裏面に付着した汚染物を洗浄するために基板の裏面洗浄
も行われている。

【０００４】基板の両面洗浄を行うためには、基板洗浄
装置に基板の表面と裏面のそれぞれを洗浄するための洗
浄ブラシ等を設ける必要がある。しかし、このような基
板洗浄装置は構造が複雑であり、コストも高くなる。

【０００５】このために、基板を反転させて両面洗浄を
可能とした基板洗浄装置が提案されている。例えば、特
開平６−１６３４９３号公報には、一対の基板洗浄ユニ
ットと、一対の基板洗浄ユニット間で基板を搬送する搬
送手段と、基板を反転させる反転ユニットとを備えた基
板洗浄装置が開示されている。この従来の第１の例によ
る基板洗浄装置では、第１の基板洗浄ユニットで基板の
表面を洗浄した後、搬送手段により基板を反転ユニット
へ搬送し、反転ユニットにおいて未洗浄の裏面が上面と
なるように基板を反転させた後、再び搬送手段により第
２の基板洗浄ユニットへ搬送し、基板の裏面を洗浄す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
基板洗浄装置では、基板洗浄ユニット以外に反転ユニッ
トを別個に設ける必要があるため、基板洗浄装置全体が
大型化するという問題がある。さらに、種々の基板処理
ユニットを含む基板処理装置に当該基板洗浄装置をユニ
ットとして組み込んだ場合には、大きなスペースが必要
となり、基板処理装置全体が大型化するという問題があ
る。

【０００７】一方、基板洗浄装置の内部に基板を反転さ
せる機構部を有する基板洗浄装置も提案されている。こ
の従来の第２の例による基板洗浄装置は、例えば特開平
３−５２２２６号公報に開示されている。この基板洗浄
装置の反転機構部は、スピンチャック上に水平姿勢で保
持された基板の周縁部を保持し、基板をスピンチャック
の外方に持ち上げて基板の表面が鉛直方向に向くように
保持し、基板の中心を通る鉛直軸を中心に１８０°回転
させた後、再び基板をスピンチャック上に載置させるこ
とによって基板を反転させるように構成されている。そ
して、この基板反転機構部は、スピンチャックに隣接し
て配置されているため、反転ユニットが基板洗浄ユニッ
トと別個に設けられた従来の第１の例による基板洗浄装
置に比べて基板洗浄装置を小型化することができる。

【０００８】しかしながら、この基板洗浄装置の反転機
構部はスピンチャック以外の場所では基板を水平に保持
することができないため、基板洗浄装置の外部に設けら
れる基板搬送装置と反転機構部との間で直接基板の受渡
しを行うことができない。したがって、基板洗浄装置の
内部に基板受渡し台を別途設け、この基板受渡し台を介
して反転機構部と基板搬送装置との間で基板の受渡しを
行う。このために、基板洗浄装置の内部に基板受渡し台
を設けるスペースが必要となり、小型化を阻害する要因
となっている。

【０００９】本発明の目的は、基板の反転動作が可能で
ありかつ小型化された基板処理装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る基板処理装置は、基板を水平姿勢に保持して
基板に対して所定の処理を行う基板処理部と、基板の端
縁を保持して水平軸の周りに反転させる反転手段とを備
えたものである。

【００１１】第２の発明に係る基板処理装置は、第１の
発明に係る基板処理装置の構成において、反転手段が、
基板の端縁を保持する基板保持部材と、基板保持部材を
水平軸の周りに反転させる反転駆動部と、基板保持部材
を昇降させる昇降駆動部とを備えたものである。

【００１２】第３の発明に係る基板処理装置は、第１ま
たは第２の発明に係る基板処理装置の構成において、基
板処理部が、基板を保持して回転する基板回転保持部材
を含むものである。

【００１３】第１〜第３の発明に係る基板処理装置にお
いては、基板処理部の上方において反転手段が基板を反
転させるように構成されている。このために、基板を反
転させるための平面スペースを新たに設ける必要がなく
なり、基板処理装置の省スペース化を図ることができ
る。

【００１４】特に、第２の発明に係る基板処理装置にお
いては、基板保持部材が基板の端縁を保持し、昇降駆動
部が基板保持部材を昇降させるとともに、反転駆動部が
基板保持部材を水平軸の周りに反転させるように動作す
ることにより、基板を基板処理部の上方において反転さ
せることができる。これにより、基板を反転させるため
の余分なスペースを確保する必要がなくなり、基板処理
装置の省スペース化を図ることができる。

【００１５】特に、第３の発明に係る基板処理装置にお
いては、基板処理部が基板を保持して回転する基板回転
保持部材を有している。これにより、例えば基板洗浄装
置や基板の裏面のコーティング処理を行う塗布装置等に
おいて、基板の反転動作が可能になるとともに、省スペ
ース化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例による基
板洗浄装置の平面図である。図２は、図１に示す基板洗
浄装置の正面図である。なお、図２では、基板洗浄装置
の主要部の構成について示している。図１および図２に
おいて、基板洗浄装置は、その機能から大別して、基板
Ｗを保持して回転するスピンチャック１、基板Ｗに洗浄
液を供給して洗浄を行うノズル部４、ブラシ機構部７、
および基板Ｗをスピンチャック１に載置し、さらに反転
させる基板反転ユニット８を備えている。

【００１７】スピンチャック１は、モータ５の回転軸６
の先端に固定される基板支持台２を有している。基板支
持台２の上面には、基板Ｗの端縁に当接して水平方向の
位置を規制する複数の基板保持ピン３が形成されてい
る。基板保持ピン３は基板Ｗの端縁に当接する位置と端
縁から離間した位置との間を移動可能に構成されてお
り、例えば磁力などにより駆動される。

【００１８】このスピンチャック１は、モータ５の回転
により基板Ｗを保持して回転する。また、スピンチャッ
ク１の周囲には、基板保持台２の周囲を取り囲むように
カップ１７が配置されている。カップ１７は昇降手段
（図示省略）により上下方向に移動可能に形成されてい
る。

【００１９】ブラシ機構部７は、基板Ｗの表面に純水を
供給する純水ノズル１５、基板Ｗの乾燥を補助するため
のＮ₂ ガスノズル１６、および洗浄ブラシ１１を備えた
洗浄アーム部１０を備えている。洗浄アーム部１０は、
鉛直方向に昇降可能に構成されており、さらに先端部に
取り付けられた洗浄ブラシ１１がスピンチャック１の外
方に設けられた待機ポット１２と基板Ｗの表面との間を
揺動可能に構成されている。また、洗浄ブラシ１１は鉛
直方向の周りで回転自在に構成されており、基板Ｗの表
面に接して回転することによって基板Ｗの汚染物を除去
する。

【００２０】基板反転ユニット８は、基板Ｗを保持しか
つ反転させる基板反転機構部２０と、基板反転機構部２
０を昇降させる昇降機構部２７とを有している。図３
は、基板反転機構部２０の側面図であり、図４は図３に
示す基板反転機構部２０の平面図である。ここで、
（ａ）は基板を保持した状態を示しており、（ｂ）は基
板を解放した状態を示している。さらに、図５は図３中
のＸ−Ｘ線断面図である。

【００２１】まず、図３および図４に示すように、基板
反転機構部２０は、基板Ｗの端縁を保持する一対のチャ
ック２１，２１を有している。チャック２１は円弧状に
形成され、基板Ｗの端縁に当接する側に複数（図示の例
では２個）のピン２２が形成されている。ピン２２は基
板Ｗの端縁が当接する部分に溝が形成されたテフロン等
の樹脂の成形体から構成されている。チャック２１の基
部はチャック支持体２３に固定されている。チャック支
持体２３は回転プレート２５に取り付けられたガイド２
４に沿って水平方向に摺動可能に取り付けられている。
また、図５に示すように、一対のチャック２１，２１の
それぞれに接続されるチャック支持体２３，２３はバネ
３５によって常時互いに接近する方向に付勢されてい
る。

【００２２】ここで、図４を参照して一対のチャック２
１，２１の開閉機構および開閉動作について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、チャック２１，２１の
開閉機構として３本のリンクからなるリンク機構部３０
ｂが用いられている。第１リンク３１ｂは、その中心が
固定プレート３４ｂに回動自在に支持されており、その
両端には、それぞれ第２リンク３２ｂおよび第３リンク
３３ｂが回動自在に取り付けられている。第２リンク３
２ｂの他端は、一方のチャック支持体２３に回動自在に
接続されている。また、第３リンク３３ｂの他端は、他
方のチャック支持体２３に回動可能に接続されている。
なお、リンク機構部３０ａの第１〜第３リンク３１ａ〜
３３ａおよび固定プレート３４ａも上記と同様に構成さ
れている。

【００２３】また、上述したように、チャック支持体２
３，２３はそれぞれガイド２４に沿ってスライド移動可
能に取り付けられている。一対のチャック２１，２１が
閉じた状態（基板を保持した状態）では第１〜第３リン
ク３１ｂ〜３３ｂはそれぞれ折り曲げられた状態にあ
る。そして、第１リンク３１ｂと第３リンク３３ｂとの
連結部に対向してリンク駆動シリンダ３６が配置されて
いる。

【００２４】図４（ｂ）に示すように、基板Ｗを解放す
る場合には、リンク駆動シリンダ３６のロッドを伸張
し、第１リンク３１ｂと第３リンク３３ｂとの接続部を
前方に押し出す。すると、第１リンク３１ｂが時計方向
に回動し、ガイド２４に案内され、第２リンク３２ｂお
よび第３リンク３３ｂがそれぞれチャック保持体２３，
２３を互いに遠ざかる方向へ押し出す。これにより、一
対のチャック２１，２１が開かれた状態となる。

【００２５】また、リンク駆動シリンダ３６のロッドを
元の位置に後退させると、一対のチャック支持体２３，
２３間に接続されたバネ３５（図５参照）の復元力によ
りチャック支持体２３，２３が図４（ａ）に示す位置に
引き戻され、これに伴って一対のチャック２１，２１が
基板Ｗを保持する位置に復帰する。

【００２６】なお、図３および図５に示すように、一対
のチャック２１，２１の開閉機構を構成するリンク機構
部３０ａ，３０ｂの構成は、一対のチャック支持体２
３，２３を挟んで上下方向に回転対称の形状に形成され
ている。これにより、後述する動作により一対のチャッ
ク２１，２１およびチャック支持体２３，２３が反転さ
れた場合でも、１つのリンク駆動シリンダ３６によって
チャック２１，２１の開閉動作を行わせることができ
る。

【００２７】次に、基板の反転を行う機構の構成につい
て説明する。上述したチャック支持体２３、ガイド２４
およびリンク機構部３０ａ，３０ｂは回転プレート２５
に固定あるいは移動可能に接続されている。そして、こ
の回転プレート２５は反転モータ２６の回転軸に固定さ
れている。したがって、図５に示すように、反転モータ
２６（図３参照）を１８０°回転させることにより回転
プレート２５が同様に１８０°回転する。これにより、
一対のチャック２１およびこれに保持された基板Ｗが反
転する。

【００２８】さらに、基板反転機構部２０を昇降させる
昇降機構部２７の構成および動作について説明する。図
２に示すように、基板反転機構部２０は、昇降部材２８
により支持されている。昇降部材２８の下端は昇降用シ
リンダ２９の可動部に接続されている。そして、昇降用
シリンダ２８の昇降動作に応じて、基板反転機構部２０
がスピンチャック１に近接する位置とスピンチャック１
の上方に退避した位置との間を移動する。

【００２９】上記の構成において、主にスピンチャック
１が本発明の基板処理部を構成する。さらに、一対のチ
ャック２１，２１およびリンク機構部３０ａ，３０ｂが
本発明の反転手段の基板保持部材を構成し、回転プレー
ト２５および反転モータ２６が本発明の反転手段の反転
駆動部を構成し、昇降用シリンダ２９が本発明の反転手
段の昇降駆動部を構成する。

【００３０】次に、上記の構成を有する基板洗浄装置の
動作について説明する。図６は、基板洗浄装置の動作を
示すフローチャートである。以下、図６および図１〜図
５を参照して説明する。

【００３１】まず、基板洗浄装置の外部に設けられた基
板搬送装置により基板Ｗが基板洗浄装置の内部に搬送さ
れる。そして、基板洗浄装置の基板支持台２の上面の基
板保持ピン３の上に基板Ｗを載置して基板洗浄装置の外
部に退避する（ステップＳ１）。この状態では、基板Ｗ
は表面が上方に向けられている。

【００３２】次に、基板反転機構部２０が一対のチャッ
ク２１，２１を開放した状態で下降し、基板保持ピン３
上に載置された基板Ｗの端縁を保持し、上昇する。そし
て、反転モータ２６を駆動し、回転プレート２５を回転
させて基板Ｗの裏面が上面となるように反転する（ステ
ップＳ２）。

【００３３】さらに、基板反転機構部２０が下降し、基
板Ｗを基板保持ピン３上に載置し、チャック２１を開放
して上方に退避する（ステップＳ３）。そして、所定の
シーケンスに従って基板Ｗの裏面洗浄処理が行われる
（ステップＳ４）。

【００３４】裏面洗浄処理が終了すると、再び基板反転
機構部２０がチャック２１を開放した状態で下降し、ス
ピンチャック１上の基板Ｗの端縁を保持し、さらに上方
へ移動する（ステップＳ５）。そして、再度回転プレー
ト２５を回転し、基板Ｗの表面が上面となるように基板
Ｗを反転する（ステップＳ６）。

【００３５】ここで、この基板洗浄装置が裏面洗浄のみ
を行う場合には（ステップＳ７）、基板搬送装置により
基板Ｗを基板洗浄装置の外方へ搬出する（ステップＳ１
０）。

【００３６】また、この基板洗浄装置により両面洗浄を
行う場合には（ステップＳ７）、未洗浄の表面を上方に
向けた基板Ｗを保持したまま、基板反転機構部２０が下
降し、基板保持ピン３に基板Ｗを引き渡す（ステップＳ
８）。そして、所定のシーケンスに従って基板の表面洗
浄処理を行う（ステップＳ９）。

【００３７】基板Ｗの裏面および表面の洗浄処理が終了
すると、基板Ｗは外部に設けられた基板搬送装置により
搬出される（ステップＳ１０）。このように、本実施例
による基板洗浄装置は、基板Ｗの両面の洗浄処理を行う
ことができるのみならず、裏面洗浄処理のみに使用する
ことができる。

【００３８】なお、基板の裏面洗浄のみを行う場合に
は、上記のように基板Ｗの裏面を洗浄した後、再び基板
の表面が上面となる状態で基板Ｗを搬出するだけでな
く、裏面洗浄が終了した状態、すなわち、裏面が上面に
向けられた状態で基板Ｗを搬出するように使用してもよ
い。

【００３９】また、上記の基板洗浄装置では、スピンチ
ャック１の上方で基板Ｗの反転動作を行うように構成し
ているので、スピンチャック１の外方で基板Ｗの反転の
ためのスペースを確保する必要がなくなり、これにより
基板洗浄装置の構造を小型化することができる。

【００４０】図７は、本実施例による基板洗浄装置を組
み込んだ基板処理装置の平面図である。この基板処理装
置では、基板の表面に対する洗浄処理と基板の裏面に対
する洗浄処理とを異なる方法によって行うことが可能な
装置の例を示している。この場合には、裏面洗浄に用い
られる基板洗浄装置４０について上記実施例による基板
反転機構部２０を備えた基板洗浄装置を配置し、表面洗
浄処理を行う基板洗浄装置５０については従来より知ら
れる片面洗浄用の洗浄装置を用いることができる。この
場合においても、基板反転機構部２０を有する基板洗浄
装置４０が小型化されることにより、基板処理装置全体
を小型化することができる。

【００４１】なお、本発明による基板反転機構部２０を
備えた基板処理装置としては、基板洗浄装置のみなら
ず、基板の裏面に所定のコーティング処理を行ういわゆ
る裏面コータなどにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による基板洗浄装置の平面図で
ある。

【図２】図１に示す基板洗浄装置の正面図である。

【図３】基板反転機構部の側面図である。

【図４】（ａ）は基板保持状態における基板反転機構部
の平面図であり、（ｂ）は基板を解放した状態の基板反
転機構部の平面図である。

【図５】図３中の切断線Ｘ−Ｘ線断面図である。

【図６】本発明の実施例による基板洗浄装置の動作を示
すフローチャートである。

【図７】本実施例による基板洗浄装置を有する基板処理
装置の平面図である。

【符号の説明】

１ スピンチャック ２ 基板支持台 ８ 基板反転ユニット ２０ 基板反転機構部 ２１ チャック ２２ ピン ２３ チャック支持体 ２４ ガイド ２５ 回転プレート ２６ 反転モータ ２７ 昇降機構部 ２９ 昇降用シリンダ ３０ａ，３０ｂ リンク機構部 ３５ バネ ３６ リンク駆動シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 勝 京都市伏見区羽束師古川町322番地 大日 本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者 平岡 伸康 京都市伏見区羽束師古川町322番地 大日 本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を水平姿勢に保持して前記基板に対
   して所定の処理を行う基板処理部と、 前記基板の端縁を保持して水平軸の周りに反転させる反
   転手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記反転手段は、 前記基板の端縁を保持する基板保持部材と、 前記基板保持部材を前記水平軸の周りに反転させる反転
   駆動部と、 前記基板保持部材を昇降させる昇降駆動部とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記基板処理部は、前記基板を保持して
   回転する基板回転保持部材を含むことを特徴とする請求
   項１または２記載の基板処理装置。