JP3794808B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板に対する複数の基板処理を好適に行うための基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ポリシング処理工程の次の洗浄工程では、アンモニアなどのアルカリ系の薬液を供給しながら行うブラシ洗浄処理と、フッ酸などの酸系の薬液による薬液処理と、リンス処理と、乾燥処理とからなる一連の基板処理を行う。この一連の基板処理を行う基板処理装置においては、アルカリ雰囲気と酸雰囲気とを分離するために、アルカリ系の薬液によるブラシ洗浄処理を行う第1の基板処理部と、酸系の薬液による薬液処理とリンス処理と乾燥処理とを行う第2の基板処理部とに分けられている。各基板処理部には、基板を保持するための基板保持機構や、基板保持機構に保持された基板を鉛直方向の軸芯周りで回転させる基板回転機構、基板保持機構に保持された基板の周囲に配置されるカップやチャンバなどの囲いを備えている。
【0003】
そして、従来のこの種の基板処理装置は、これら基板処理部が水平方向に配設され、各基板処理部間で基板の受渡しを行う基板受渡しロボットが各基板処理部の間に設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来装置においては、複数の基板処理部を水平方向に配設しているので、装置の設置面積が大きくならざるを得ない。この種の基板処理装置はランニングコストが高いクリーンルーム内に設置されるので、従来装置のように装置の設置面積が大きいと、クリーンルームの有効利用が図れないという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置の設置面積を小さくし得る基板処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板の周囲に配置される囲いとを個々に有する基板処理部をn個(nは2以上の自然数)備え、これら基板処理部を鉛直方向に積層し、下からi段目(iは、1〜(n−1)の自然数)の基板処理部の囲いの上方と、下から(i+1)段目の基板処理部の囲いの下方とには、前記下からi段目の基板処理部と前記下から(i+1)段目の基板処理部との間で基板を受け渡すための基板受渡し開口が形成され、かつ、前記各基板受渡し開口に位置して、その上下の基板処理部の雰囲気を遮断する(n−1)個の雰囲気遮断部材と、前記各雰囲気遮断部材を、対応する前記基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で個別に変位させる(n−1)個の変位手段と、前記各雰囲気遮断部材を回転させる(n−1)個の雰囲気遮断部材回転手段と、前記各基板受渡し開口を介して、その上下の基板処理部の間で基板を受け渡す(n−1)個の基板受渡し手段と、最下段の基板処理部に対する基板の搬入または搬出の際には、基板を搬入出するための下方搬入出口を最下段の基板処理部の囲いに形成し、最下段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記下方搬入出口を遮断する下方搬入出口形成/遮断手段と、最上段の基板処理部に対する基板の搬出または搬入の際には、基板を搬入出するための上方搬入出口を最上段の基板処理部の囲いに形成し、最上段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記上方搬入出口を遮断する上方搬入出口形成/遮断手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の基板処理装置において、前記各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を前記各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を前記最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部ごとに設けたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2に記載の基板処理装置において、前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、上下に開口した中空部を有する回転子と、前記回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、前記中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を3箇所以上で保持する3個以上の基板保持部材を、前記中空回転モーターの回転子に連結して構成したことを特徴とするものである。
【0009】
請求項4に記載の発明は、上記請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置において、各基板処理部で行われる一連の基板処理は、最下段の基板処理部に基板を搬入し、最下段の基板処理部における基板処理から始めて、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていき、最上段の基板処理部における基板処理が終了すると、最上段の基板処理部から基板を搬出するように構成したことを特徴とするものである。
【0010】
請求項5に記載の発明は、上記請求項4に記載の基板処理装置において、基板処理部は2個備えており、下段の基板処理部で行う第1の基板処理は、第1の薬液と洗浄具とを用いた基板処理であり、上段の基板処理部で行う第2の基板処理は、第2の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および/または乾燥処理であることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
各基板処理部では、基板保持手段が基板を保持し、基板回転手段がその基板を回転させ、囲い内においてその基板の回転状態で個々の基板処理が行われる。
【0012】
これらn個の基板処理は鉛直方向に積層されている。
以下の作用の説明では、特に断らない限り、各基板処理部は、下から順に1段目の基板処理部(最下段の基板処理部)、2段目の基板処理部、3段目の基板処理部、…、(n─1)段目の基板処理部、n段目の基板処理部(最上段の基板処理部)として説明する。
【0013】
また、例えば、1段目の基板処理部の囲いの上方と、2段目の基板処理部の囲いの下方とに形成された基板受渡し開口を〔1−2〕番目の基板受渡し開口というように、i段目(iは1〜(n−1)の自然数)の基板処理部の囲いの上方と、(i+1)段目の基板処理部の囲いの下方とに形成された基板受渡し開口を〔i−(i+1)〕番目の基板受渡し開口と表記して説明する。
【0014】
また、例えば、〔1−2〕番目の基板受渡し開口に位置して、1段目の基板処理部の雰囲気と2段目の基板処理部の雰囲気とを遮断する雰囲気遮断部材を〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材というように、i段目の基板処理部と(i+1)段目の基板処理部との間の雰囲気遮断部材を〔i−(i+1)〕番目の雰囲気遮断部材と表記して説明する。
【0015】
また、例えば、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材を、〔1−2〕番目の基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で変位させる変位手段を〔1−2〕番目の変位手段というように、〔i−(i+1)〕番目の雰囲気遮断部材を、〔i−(i+1)〕番目の基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で変位させる変位手段を〔i−(i+1)〕番目の変位手段と表記して説明する。
【0016】
また、例えば、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材を回転させる雰囲気遮断部材回転手段を〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材回転手段というように、〔i−(i+1)〕番目の雰囲気遮断部材を回転させる雰囲気遮断部材回転手段を〔i−(i+1)〕番目の雰囲気遮断部材回転手段と表記して説明する。
【0017】
また、例えば、〔1−2〕番目の基板受渡し開口を介して、1段目の基板処理部と2段目の基板処理部との間で基板を受け渡す基板受渡し手段を〔1−2〕番目の基板受渡し手段というように、〔i−(i+1)〕番目の基板受渡し開口を介して、i段目の基板処理部と(i+1)段目の基板処理部との間で基板を受け渡す基板受渡し手段を〔i−(i+1)〕番目の基板受渡し手段と表記して説明する。
【0018】
さて、各基板処理部で行われる一連の基板処理は、請求項4に限定したように下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていってもよいし、その逆に、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていってもよい。
【0019】
前者の場合の一連の基板処理は以下のように行われる。
まず、下方搬入出口形成/遮断手段が、最下段、すなわち、1段目の基板処理部の囲いに下方搬入出口を形成して、そこから、未処理の基板が搬入されて1段目の基板処理部の基板保持手段に引き渡される。この基板の搬入が完了すると、下方搬入出口形成/遮断手段は下方搬入出口を遮断する。また、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材は〔1−2〕番目の基板受渡し開口に位置していて、1段目の基板処理部の雰囲気と2段目の基板処理部の雰囲気とが遮断されている。そして、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材が回転され、この状態で、1段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【0020】
このとき、1段目の基板処理部の囲いによって、外部の雰囲気が1段目の基板処理部内に流れ込むことや、1段目の基板処理部内の雰囲気が外部に漏れ出すことが防止される。また、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材によって、2段目の基板処理部内の雰囲気が1段目の基板処理部に流れ込むことや、1段目の基板処理部内の雰囲気が2段目の基板処理部内に漏れ出すことが防止される。しかも、この雰囲気遮断部材の回転によって形成される気流により、1段目の基板処理部と2段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断をより一層効果的に行える。また、例えば、2段目の基板処理部で行う基板処理が処理液を用いるものである場合、その処理液が、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材の上に落下しても、この雰囲気遮断部材の回転によって処理液はこの雰囲気遮断部材の側方に吹き飛ばされ、2段目の基板処理部で用いる処理液が1段目の基板処理部に入ってくることを防止できる。従って、周囲(特に2段目の基板処理部)の雰囲気の影響を受けずに、1段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、1段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲(特に2段目の基板処理部)に与えることを防止できる。
【0021】
1段目の基板処理部における基板処理が終了すると、〔1−2〕番目の変位手段が〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材を〔1−2〕番目の基板受渡し開口から退避位置に変位させて、〔1−2〕番目の基板受渡し開口を開き、この開口を介して、〔1−2〕番目の基板受渡し手段が、1段目の基板処理部における基板処理を終えた基板を、1段目の基板処理部から2段目の基板処理部へ引き渡す。
【0022】
この基板の受渡しが完了すると、〔1−2〕番目の変位手段は〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材を退避位置から〔1−2〕番目の基板受渡し開口に変位させてその基板受渡し開口に位置させ、1段目の基板処理部の雰囲気と2段目の基板処理部の雰囲気とを遮断する。また、〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材は〔2−3〕番目の基板受渡し開口に位置され、2段目の基板処理部の雰囲気と3段目の基板処理部の雰囲気とが遮断されている。そして、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材が回転されるとともに、〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材が回転され、この状態で、2段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【0023】
このとき、2段目の基板処理部の囲いによって、外部の雰囲気が2段目の基板処理部内に流れ込むことや、2段目の基板処理部内の雰囲気が外部に漏れ出すことが防止される。また、2段目の基板処理部の上下の〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材と〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材によって、1段目の基板処理部内の雰囲気や3段目の基板処理部内の雰囲気が2段目の基板処理部に流れ込むことや、2段目の基板処理部内の雰囲気が1段目の基板処理部や3段目の基板処理部に漏れ出すことが防止される。しかも、2段目の基板処理部の上下の〔1−2〕番目の雰囲気遮断部材と〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材とを回転させることによって、1段目の基板処理部と2段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断、および、3段目の基板処理部と2段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断をより一層効果的に行える。また、例えば、3段目の基板処理部で行う基板処理が処理液を用いるものである場合、その処理液が、〔2−3〕番目の雰囲気遮断部材の上に落下しても、この雰囲気遮断部材の回転によって処理液はこの雰囲気遮断部材の側方に吹き飛ばされ、3段目の基板処理部で用いる処理液が2段目の基板処理部に入ってくることを防止できる。従って、周囲(特に1段目の基板処理部や3段目の基板処理部)の雰囲気の影響を受けずに、2段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、2段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲(特に1段目の基板処理部や3段目の基板処理部)に与えることを防止できる。
【0024】
以後同様にして、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理が、上記2段目の基板処理部における基板処理と同様の動作で実行される。そして、最後に最上段、すなわち、n段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【0025】
このn段目の基板処理部における基板処理は、上方搬入出口形成/遮断手段によりn段目の基板処理部の囲いの上方搬入出口が遮断されているとともに、〔(n−1)−n〕番目の雰囲気遮断部材は〔(n−1)−n〕番目の基板受渡し開口に位置され、(n−1)段目の基板処理部の雰囲気とn段目の基板処理部の雰囲気とが遮断され、かつ、〔(n−1)−n〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、この〔(n−1)−n〕番目の雰囲気遮断部材が回転された状態で行われる。これにより、周囲(特に(n−1)段目の基板処理部)の雰囲気の影響を受けずに、n段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、n段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲(特に(n−1)段目の基板処理部)に与えることを防止できる。
【0026】
n段目の基板処理部における基板処理が終了すると、上方搬入出口形成/遮断手段はn段目の基板処理部の囲いに上方搬入出口を形成する。この上方搬入出口を介して、n段目の基板処理部の基板保持手段から処理済の基板が取り出され、n段目の基板処理部の囲いの外に搬出される。
【0027】
なお、1段目の基板処理部における基板処理を終えた基板を、1段目の基板処理部から2段目の基板処理部へ受渡して、1番目の基板処理部が処理可能になると、新たな未処理基板が1段目の基板処理部へと搬入され、2段目の基板処理部における基板処理と並行して、1段目の基板処理部における基板処理が行われる。2段目より上の基板処理部においても同様に、下の基板処理部や上の基板処理部との間での基板の受渡しを行う場合以外は、各基板処理部における基板処理は並行して行われる。
【0028】
上記では、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合の動作を説明したが、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合は、n番目の基板処理部に未処理基板を搬入し、n段目の基板処理部における基板処理、(n−1)段目の基板処理部における基板処理、…、2段目の基板処理部における基板処理、1段目の基板処理部における基板処理の順に一連の基板処理を行っていき、処理済基板を1段目の基板処理部から搬出する。基板の搬入/搬出や各基板処理部における基板処理などの詳細は、上述した下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合と略同様である。
【0029】
請求項2に記載の発明によれば、1段目〜(n−1)段目の基板処理部において基板処理を行う際、回転されている雰囲気遮断部材から下方に向けて気体が供給され、雰囲気遮断部材の下方の基板処理部内に新たな気体が供給されるとともに、各基板処理部に設けられた排気手段によって各基板処理部内の雰囲気は排気される。これにより、1段目〜(n−1)段目の基板処理部では、各基板処理部内の雰囲気を新たな気体の雰囲気に置換でき、各基板処理部内の雰囲気を清浄に維持することができる。また、最上段の基板処理部は、気体導入手段から最上段の基板処理部内に新たな気体が導入されるとともに、最上段の基板処理部に設けられた排気手段によって最上段の基板処理部内の雰囲気は排気され、最上段の基板処理部内の雰囲気も清浄に維持することができる。
【0030】
請求項3に記載の発明は、複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、上下に開口した中空部を有する回転子と、回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を3箇所以上で保持する3個以上の基板保持部材を、中空回転モーターの回転子に連結して構成した。
【0031】
上記中空回転モーターを備えた基板処理部では、基板は回転子に連結された3個以上の基板保持部材に外周部の3箇所以上が保持され、この基板の保持状態で、ステータに対して、回転子、基板保持部材とともに基板が回転され、保持した基板を回転させて所定の基板処理が行われる。
【0032】
この構成の中空回転モーターによれば、回転子、ステータはともに上下に開口した中空部を有するので、中空回転モーターも上下に開口した中空部が形成され、保持された基板の周方向に上記中空回転モーターを配置できる。また、この中空部が形成された中空回転モーターを構成する回転子に基板保持部材を連結して基板を保持するので、保持された基板の鉛直下方に基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を配置するのを回避できる。従って、保持された基板の上面の上方空間および下面の下方空間から基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を無くすことができ、中空回転モーターの中空部からも基板に基板処理を行えるので、基板を回転して所定の基板処理を行う場合、基板の上下両面に対して同時に処理を行うことができる。また、保持された基板の周方向に中空回転モーターを配置できるので、この中空回転モーターを備えた基板処理部の鉛直方向の寸法を低くでき、基板処理装置全体の鉛直方向の寸法を低くすることができる。
【0033】
なお、n個の基板処理部のうち、一部の基板処理部にだけ中空回転モーターを備えるように構成してもよいし、全ての基板処理部に上記中空回転モーターを備えるようにしてもよい。
【0034】
請求項4に記載の発明は、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていくもので、その詳細な作用については、上記請求項1に記載の発明の作用で説明したとおりである。
【0035】
例えば、ブラシ洗浄処理、薬液処理、リンス処理、乾燥処理からなる一連の基板処理を行う場合、後の基板処理に進むに従って高い処理精度が要求される。特に、最後の乾燥処理が終了したとき、ブラシ洗浄時に発生するパーティクルなどが、乾燥処理後の基板に付着するなど前の基板処理の雰囲気で基板が再汚染されることがないように考慮する必要がある。一方で、鉛直方向に積層した基板処理部で一連の基板処理を行う場合、仮に各基板処理部間の雰囲気遮断に漏れがあると、上の基板処理部内の雰囲気が下の基板処理部内に流下し易い。従って、例えば、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行っていくと、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け易くなる。これに対して、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行っていくと、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け難くなり、最終的な基板の処理精度を高くすることができる。
【0036】
請求項5に記載の発明によれば、基板処理部を2個(n=2)備え、これら2個の基板処理部を鉛直方向に積層し、まず、下段(1段目)の基板処理部に未処理基板を搬入して、そこで第1の薬液と洗浄具とを用いた基板処理を行い、次に、上段(2段目)の基板処理部で第2の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および/または乾燥処理を行って、処理済基板を上段の基板処理部から搬出する。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。なお、図1及び図8〜図11の縦断面図では、下カップ、中間カップ、上カップの縦断面形状のみを示している。
【0038】
この装置は、2個の基板処理部1、2が鉛直方向に積層して配設され、下段の基板処理部1と上段の基板処理部2との間に配設された中間カップ3bに各基板処理部1、2間で基板Wを受け渡すための平面視で円形の基板受渡し開口4が形成されている。また、この基板受渡し開口4に位置して下段の基板処理部1の雰囲気と上段の基板処理部2の雰囲気とを遮断する雰囲気遮断部材5を備えている。後述するように、この雰囲気遮断部材5は、鉛直方向の軸芯J1周りで回転可能に構成されているとともに、基板受渡し開口4とその基板受渡し開口4から外れた退避位置との間で変位可能に構成されている。さらに、基板受渡し開口4を介して、下段の基板処理部1と上段の基板処理部2との間で基板Wを受け渡す基板受渡し機構6も備えている。
【0039】
下段の基板処理部1は、アンモニアなどの第1の薬液と、洗浄具としての洗浄ブラシ15a、15bを用いた、第1の基板処理である基板Wの洗浄処理を行う基板処理部である。この基板処理部1は、基板Wの外周部を3箇所以上で保持する3個以上の基板保持部材20と、基板保持部材20に保持された基板Wを鉛直方向の軸芯J2周りで回転させる中空回転モーター30と、基板保持部材20に保持された基板Wの周囲に配置される下カップ3a及び中間カップ3bからなる囲い3dとを備えている。
【0040】
中空回転モーター30は、図1ないし図3に示すように、上下に開口している中空部31を有するリング状の回転子32と、この回転子32と同芯状に設けられるリング状のステータ33とを備えて構成されている。回転子32には、外周面に沿って複数個の永久磁石34が埋設され、一方、ステータ33には、これら永久磁石34に対向するように多数のコイル35が埋設されている。ステータ33はリング状の支持部材36と、懸垂支持部材37とを介して中間カップ3bに固定的に懸垂支持されており、コイル35に交流電流を流して発生する磁場の極性を切換え制御することで、固定されたステータ33に対して回転子32が一定方向に回転駆動されるようになっている。なお、懸垂支持部材36は、後述する基板Wの搬入動作や、ノズル11a、11b及び洗浄ブラシ15a、15bの水平移動の妨げとならない位置で支持部材36を懸垂支持している。また、回転子32とステータ33との嵌合部分には加圧エアーが供給可能に構成されていて回転子32が浮動状態に保持されて回転されるようになっている。
【0041】
この構成の中空回転モーターに関しては、本願出願人が特願平8−266436号として提案しており、このように構成された中空回転モーター30は、回転子32及びステータ33の中央部に任意の大きさの中空部を形成することができる。この実施例の中空回転モーター30の中空部は、基板Wの直径よりも大きく形成されている。
【0042】
各基板保持部材20は、中空回転モーター30の回転子32に連結されている。図2、図3に示すように、各基板保持部材20は、上下に揺動する単一の上爪21とその左右両側に位置する一対の下爪22とで構成されている。上爪21は、その後端が回転子32の上面に立設された支持軸23に支点s1を中心に上下に揺動可能に連結されている。一方、下爪22は、その前後中間部が回転子32の上面に立設された支持軸24に支点s2を中心に上下揺動可能に連結されている。
【0043】
また、上爪21の前後中間部と下爪22の後端部とが、回転子32に上下スライド可能に貫通装着した操作軸25の上端部25aに、連結軸26を介して枢支連結されている。各基板保持部材20における操作軸25の下端にはリング状の連結部材27が取り付けられ、各操作軸25が同時に上下にスライド変位可能に構成されている。なお、図3中の符号28は、回転子32に取り付け固定されたリング状のカバーであり、各支持軸23、24及び操作軸25がこのカバー28からシール状態で貫通されている。
【0044】
図3(b)に示すように、連結部材27を図示しないエアーシリンダなどのアクチュエータで押し上げ操作することによって、各操作軸25が上方にスライド変位される。これに伴って上爪21が支点s1を中心に上方に揺動されるとともに、下爪22が支点s2を中心に下方に揺動され、上爪21及び下爪22が開かれて基板Wの外周端縁から離れ、基板Wの保持が解除される。
【0045】
また、図3(a)に示すように、連結部材27の押し上げを解除して自重下降状態にすることによって、各操作軸25が下方にスライド変位される。これに伴って上爪21が支点s1を中心に下方に揺動されるとともに、下爪22が支点s2を中心に上方に揺動される。その結果、左右の下爪22の先端が基板Wの外周端縁を下方から係止するとともに、上爪21の先端が基板Wの外周端縁を上方から係止し、基板Wが保持される状態となる。
【0046】
なお、基板保持部材20は図2、図3の構成に限定されず、各種の構成のものを採用することができる。
【0047】
下カップ3aは、下カップ昇降機構40によって昇降可能に構成されており、一方、中間カップ3bは、装置フレームに取り付けられて固定されている。従って、図8に示すように、下カップ3aが下降されると、下カップ3aと中間カップ3bとが開かれ、基板保持部材20の側方に開口41が形成される。この開口41を下方搬入出口として、下段の基板処理部1に対する基板Wの搬入・搬出が行えるようになっている。なお、下段の基板処理部1に対する基板Wの搬入・搬出は、図示しない基板搬送機構の基板保持アームが、下段の基板処理部1の囲い3dの内部に進入することで行われる。また、下段の基板処理部1で基板処理を行う際には、図1に示すように、下カップ3aが上昇され、下カップ3aと中間カップ3bとを閉じて、下方搬入出口41を遮断する。なお、下カップ昇降機構40や、以下に説明する各昇降機構は、エアシリンダやボールネジなどの周知の1軸方向駆動機構で構成されている。
【0048】
下カップ3aの下部には、排気・排液口45が設けられている。この排気・排液口45は、気液分離装置46を介して、気体を吸引する排気部47と排液ドレイン48に接続されている。これにより、下段の基板処理部1の囲い3d内の気体(雰囲気)が吸引されて排出(排気)できるとともに、下段の基板処理部1の囲い3d内に生じた排液を排液ドレイン48に排出できるようになっている。
【0049】
下段の基板処理部1の囲い3d内には、基板保持部材20に保持された基板Wの上下両面に第1の薬液と純水とを選択的に供給するノズル11a、11bと、基板保持部材20に保持された基板Wの上下両面を洗浄する洗浄ブラシ15a、15bとが設けられ、また、各ノズル11a、11b及び各洗浄ブラシ15a、15bの退避空間10も形成されている。
【0050】
各ノズル11a、11bは、それぞれ図示しない支持アームに支持されている。これら支持アームを各々水平方向に移動させることで、図1の実線に示す、基板保持部材20に保持された基板Wの上面、下面の各々の回転中心に第1の薬液と純水を供給する供給位置と、図1の二点鎖線に示す、基板保持部材20に保持された基板Wの上面、下面から外れた退避空間10内の所定の退避位置との間で各ノズル11a、11bが移動可能に構成されている。なお、各ノズル11a、11b(支持アーム)を水平移動させる図示しない移動機構は、下カップ3aの内壁面または中間カップ3bの下壁面に取り付けられている。また、各ノズル11a、11bへの第1の薬液と純水の供給は、処理液供給管12a、12bを介して処理液供給部13から行われる。処理液供給部13は、切換え弁の切り換えなどにより、処理液供給管12a、12bを介して各ノズル11a、11bに第1の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。
【0051】
各洗浄ブラシ15a、15bも、それぞれ支持アーム16a、16bに支持されている。これら支持アーム16a、16bは、下カップ3aの内壁面または中間カップ3bの下壁面に取り付けられた図示を省略した昇降・移動機構によって、各々昇降可能で、かつ水平移動可能に構成されている。アーム16aの昇降と水平移動とによって、洗浄ブラシ15aは、基板保持部材20に保持された基板Wの上面の上方位置と、基板保持部材20に保持された基板Wの上面から外れた退避空間10内の所定の退避位置との間で移動できるとともに、基板保持部材20に保持された基板Wの上面の上方位置と、基板Wの上面に接触、または、若干浮くように作用する所定高さ位置との間で昇降でき、かつ、基板Wの上面に作用した状態で、基板Wの上面に沿って基板Wの回転中心と外周部との間で往復移動できるように構成されている。洗浄ブラシ15bも同様に、アーム16bの昇降と水平移動とによって、基板保持部材20に保持された基板Wの下面の下方位置と、基板保持部材20に保持された基板Wの下面から外れた退避空間10内の所定の退避位置との間で移動できるとともに、基板保持部材20に保持された基板Wの下面の下方位置と、基板Wの下面に作用する所定高さ位置との間で昇降でき、かつ、基板Wの下面に作用した状態で、基板Wの下面に沿って基板Wの回転中心と外周部との間で往復移動できるように構成されている。
【0052】
なお、支持アーム16a、16bに内設された図示しないモーターによって、各洗浄ブラシ15a、15bはそれぞれ図1の軸芯R1、R2周りで回転可能に構成されている。
【0053】
上段の基板処理部2は、フッ酸などの第2の薬液を用いた薬液処理と、リンス処理及び乾燥処理とからなる第2の基板処理を行う基板処理部である。この基板処理部2は、基板Wを保持する基板保持機構50と、基板保持機構50に保持された基板Wを鉛直方向の軸芯J3周りで回転させる基板回転機構70と、基板保持機構50に保持された基板Wの周囲に配置される中間カップ3b及び上カップ3cからなる囲い3uとを備えている。
【0054】
基板保持機構50は、基板Wの外周部を3箇所以上で保持する3個以上の保持部材51がベースブロック52の下面から懸垂されて構成されている。各保持部材51は、先端部が鉤型形状を有していて、基板Wの外周部を下方から抱えるように支持するとともに、基板Wの外周端縁を押圧して基板Wを保持するように構成されている。
【0055】
図4、図5に示すように、各保持部材51はベースブロック52内の揺動支点53を中心に揺動可能に支持され、その先端部がベースブロック52の下面に形成された長孔54から下方に突出され、基端部は円柱状部材55に回動自在に連結されている。各円柱状部材55はリング状の載置台56に載置されている。載置台56はコイルバネ57で上方に付勢され、各円柱状部材55が上方に付勢される結果、図4(a)に示すように、各保持部材51は閉状態になり、基板Wを保持することができる。なお、図中の符号58は、閉状態の保持部材51の位置を規制するストッパーである。各円柱状部材55の上方にはリング状の押下部材59が配置されている。エアシリンダ60のロッド60aを伸長することで、揺動部材61を介して、押下部材59が下降させられ、この押下部材59の下降により、図4(b)に示すように、各円柱状部材55及び載置台56が下方に押し下げられ、各保持部材51が揺動支点53を中心に揺動される結果、各保持部材51は開状態になり、基板Wの保持を解除することができる。以上の構成により、エアーシリンダ60のロッド60aの伸縮により、基板Wの保持とその解除とが切り換えられる。なお、図中の符号62は揺動部材61の揺動支点を示す。
【0056】
基板保持機構50は、基板Wを保持した状態で、基板Wの上面とベースブロック52の下面とが近接されるように構成されている。また、ベースブロック52の下面は下方から見て円形であり、その径は基板Wの直径よりも大きくなるように構成されている。これにより、基板保持機構50に基板Wが保持された状態で、基板Wの上面の上方は、ベースブロック52の下面に覆われ、基板Wの上面とベースブロック52の下面とが近接される結果、基板Wの上面とベースブロック52の下面との間に局所空間65が形成されることになる。
【0057】
基板回転機構70は、ベースブロック52を懸垂支持する回転軸71と、回転軸71を回転させる中空回転モーター72とを備えて構成されている。回転軸71は、基端部が支持アーム73に回転可能に支持され、先端部にベースブロック52が一体回転可能に固設されている。中空回転モーター72は、上述した下段の基板処理部1に備えている中空回転モーター30と同様に、上下に開口した中空部を有するリング状の回転子72aと、この回転子72aと同芯状に設けられたリング状のステータ72bとを備えて、ステータ72bに対して回転子72aが回転駆動されるように構成されている。この中空回転モーター72の回転子72aの中空部に回転軸71が貫通された状態で、回転子72aと回転軸71とが連結されている。一方、ステータ72bは連結部材74によって支持アーム73に固定的に連結されている。この構成により、ステータ72bに対して回転子72aを回転駆動することにより、回転軸71とともにベースブロック52が鉛直方向の軸芯J3周りで回転され、基板保持機構50に保持された基板Wを鉛直方向の軸芯J3周りで回転させることができる。
【0058】
支持アーム73は、支持アーム昇降機構75によって昇降可能に構成されている。この支持アーム73の昇降により、基板保持機構50に保持された基板Wの下面を、雰囲気遮断部材5の上部雰囲気遮断部材5aの上面に対して接離できるようになっており、図10に示すように、基板保持機構50に保持された基板Wの下面が雰囲気遮断部材5の上部雰囲気遮断部材5aに近接されたとき、基板Wの下面と上部雰囲気遮断部材5aの上面との間に局所空間76が形成されるようになっている。
【0059】
図1、図4、図5に示すように、ベースブロック52及び回転軸71の内部には、処理液供給管80が貫通されている。ベースブロック52の下面に位置するこの処理液供給管80の先端部が処理液供給口80aとなっている。処理液供給管80の基端部は処理液供給部81に接続されている。処理液供給部81は、切換え弁の切り換えなどによって処理液供給管80に第2の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。これにより、基板保持機構50に保持された基板Wの上面に、処理液供給口80aから第2の薬液と純水とを選択的に供給できるようになっている。また、処理液供給管80の周囲には外管83が配設され、処理液供給管80の外壁と外管83の内壁との間の空間が気体供給路84とされ、ベースブロック52の下面に位置するこの気体供給路84の先端部が気体供給口84aとなっている。気体供給路84には、気体供給管85を介して、気体供給部86から、基板Wを乾燥するための窒素ガスなどの不活性ガスやドライエアなどの清浄な気体が供給されるようになっている。これにより、基板保持機構50に保持された基板Wの上面とベースブロック52の下面との間の局所空間65に基板Wを乾燥させるための気体が供給できるようになっている。
【0060】
上段の基板処理部4の囲い3u内には、基板保持機構50に保持された基板Wの下面に第2の薬液と純水とを選択的に供給するノズル87が設けられている。このノズル87は図示しない支持アームに支持されていて、この支持アームを水平方向に移動させることで、図1の実線に示す、基板保持機構50に保持された基板Wの下面の回転中心に第2の薬液と純水を供給する供給位置と、図1の二点鎖線に示す、基板保持機構50に保持された基板Wの下面から外れた退避空間100内の所定の退避位置との間でノズル87が移動可能に構成されている。なお、ノズル87(支持アーム)を水平移動させる図示しない移動機構は、中間カップ3bの内壁面または上カップ3cの内壁面に取り付けられている。また、ノズル87への第2の薬液と純水の供給は、処理液供給管88を介して処理液供給部89から行われる。処理液供給部89は、切換え弁の切り換えなどによって処理液供給管88を介してノズル87に第2の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。
【0061】
なお、上段の基板処理部4の囲い3u内に形成された退避空間100には、ノズル87以外にも、後述するように雰囲気遮断部材5も退避されるようになっている。
【0062】
上カップ3cは、上カップ昇降機構91によって昇降可能に構成されている。図11に示すように、固定された中間カップ3bに対して上カップ3cを上昇させると、上カップ3cと中間カップ3bとが開かれ、基板保持機構50の側方に開口92が形成される。この開口92を上方搬入出口として、上段の基板処理部2に対する基板Wの搬出・搬入が、図示しない基板搬送機構の基板保持アームによって行われる。また、上段の基板処理部2で基板処理を行う際には、図1に示すように、上カップ3cが下降され、上カップ3cと中間カップ3bとを閉じて、上方搬入出口92を遮断する。
【0063】
中間カップ3bの下部には、排気・排液口95が設けられている。この排気・排液口95は、気液分離装置46を介して、気体を吸引する排気部47と排液ドレイン48に接続されている。これにより、上段の基板処理部2の囲い3u内の気体(雰囲気)が吸引されて排出(排気)できるとともに、上段の基板処理部2の囲い3u内に生じた排液を排液ドレイン48に排出できるようになっている。なお、図1では、下段の基板処理部1と上段の基板処理部2との排気、排液を共通の経路で行うように構成しているが、排気・排液口95に、気液分離装置46と別個の気液分離装置を介して、排液ドレイン48と別の排液ドレインに接続して、下段の基板処理部1で生じた排液と上段の基板処理部2で生じた排液とを別々に排出できるように構成してもよい。
【0064】
上カップ3cの上部には気体を導入するための開口98が形成されている。この開口98の上部には、ULPAフィルタ(ultra low penetration air-filter)やHEPAフィルタ(high efficiency particulate air-filter)などの粉塵除去用のフィルター99が配設され、清浄な気体が上段の基板処理部2の囲い3u内に導入できるように構成されている。この開口98からの気体の導入と、排気・排液口95からの排気とによって、上段の基板処理部2の囲い3u内の雰囲気を清浄な気体の雰囲気に置換できるように構成されている。
【0065】
雰囲気遮断部材5は、上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとに分けられていて、これら各雰囲気遮断部材5a、5bが支持ブロック101の上下に回転自在に連結されて構成されている。
【0066】
図6、図7に示すように、支持ブロック101は、支持アーム102の先端部に一体的に連結されている。支持アーム102の基端部は回動支軸103の上端部に一体的に連結されている。回動支軸103は、回動ブロック104に回動自在に支持されていて、回動ブロック104内に設けられたベルト伝動機構105を介してモーター106の回転軸に連動連結されている。モーター106を駆動することにより、回動支軸103が鉛直方向の軸芯Q周りで回転され、支持アーム102が回動支軸103を揺動支点として水平方向に揺動されて、支持ブロック101とともに、上部雰囲気遮断部材5a及び下部雰囲気遮断回転部材5bが水平方向に移動され、図1の一点鎖線に示す基板受渡し開口4の上方位置と、図1、図7の二点鎖線に示す、基板受渡し開口4から外れた退避空間100内の所定の退避位置との間で移動できるように構成されている。
【0067】
また、回動ブロック104は、中間カップ3bの内壁に取り付けられた雰囲気遮断部材昇降機構107によって昇降可能に構成され、雰囲気遮断部材5が昇降されるようになっている。
【0068】
上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとは、平面視で円形の形状に形成され、上部雰囲気遮断部材5aの径r1と基板受渡し開口4の径r2と下部雰囲気遮断部材5bの径r3との大小関係は、(r1>r2>r3)となるように構成されている。従って、雰囲気遮断部材昇降機構107を駆動することにより、支持ブロック101とともに、上部雰囲気遮断部材5a及び下部雰囲気遮断部材5bが、図1、図6、図7の実線で示す基板受渡し開口4と、図1の一点鎖線に示す基板受渡し開口4の上方位置との間で昇降できるようになっている。なお、上部雰囲気遮断部材5a及び下部雰囲気遮断部材5bが図1、図6、図7の実線で示す基板受渡し開口4に位置した状態で、下段の基板処理部1の囲い3d内の雰囲気と上段の基板処理部2の囲い3u内の雰囲気とが遮断されるようになっている。また、基板受渡し開口4の径r2は、基板Wの直径よりも大きくなるように構成している。
【0069】
上部雰囲気遮断部材5aの径r1を基板受渡し開口4の径r2よりも大きく(r1>r2)したことにより、図1、図6、図7の実線で示すように上部雰囲気遮断部材5a及び下部雰囲気遮断部材5bが基板受渡し開口4に位置したとき、中間カップ3bの基板受渡し開口4の周縁部4aが、上部雰囲気遮断部材5aの下方に入り込んだ状態となり、下段の基板処理部1の囲い3d内の雰囲気と上段の基板処理部2の囲い3u内の雰囲気との遮断効果を高めることができる。
【0070】
支持ブロック101内には、回転軸110が回転自在に支持されている。この回転軸110の上端部と下端部とにそれぞれに上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとが一体回転可能に連結されている。回転軸110は、ベルト伝動機構111を介してモーター112の回転軸に連動連結されていて、モーター112を駆動することによって、支持ブロック101に対して、上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとが鉛直方向に軸芯J1周りで回転されるように構成されている。
【0071】
上部雰囲気遮断部材5aの下面と下部雰囲気遮断部材5bの上面には、シリコンラバーやフッ素樹脂など形成されるリング状のリップシール部材120が一対ずつ取り付けられ、支持ブロック101の上面と上部雰囲気遮断部材5aの下面との間、及び支持ブロック101の下面と下部雰囲気遮断部材5bの上面との間には、それぞれ気体供給バッファ121、122が形成されている。支持ブロック101及び支持アーム102内には、気体供給バッファ121に気体を供給する気体供給管123と気体供給バッファ122に気体を供給する気体供給管124とが配設されている。一方、上部雰囲気遮断部材5a内には、気体供給バッファ121内の気体を、上部雰囲気遮断部材5aの上面の回転中心の気体供給口125に供給する気体供給路126が形成されている。気体供給口125の上方には傘状の部材127が設けられ、上方から落下する第2の薬液や純水が気体供給路126内に入り込むことを防止するようにしている。また、下部雰囲気遮断部材5b内には、気体供給バッファ122内の気体を、下部雰囲気遮断部材5bの下面に設けられた多数の小孔で構成される気体供給口128に供給する気体供給路129が形成されている。
【0072】
気体供給管123は気体供給部86に接続され、気体供給部86からの気体を気体供給管123、気体供給バッファ121、気体供給路126を介して、気体供給口125から噴出供給できるようになっている。
【0073】
また、気体供給管124は、粉塵が除去されたエアなどの清浄な気体を供給する気体供給部130に接続され、気体供給部130からの気体を気体供給管124、気体供給バッファ122、気体供給路129を介して、各気体供給口128から下段の基板処理部1の囲い3d内に噴出供給できるようになっている。この気体供給口128からの気体の供給と、排気・排液口45からの排気とによって、下段の基板処理部1の囲い3d内の雰囲気を清浄な気体の雰囲気に置換できるように構成されている。
【0074】
なお、図では、気体供給バッファ121、122をリップシール部材120で形成したが、気体供給バッファ121、122をラビリンスシール構造で形成してもよい。
【0075】
なお、中空回転モーター30の回転中心軸J2と、基板回転機構70の回転中心軸J3とは同軸となるように各部材が配設されている。また、基板受渡し開口4に位置した状態での上部雰囲気遮断部材5a及び下部雰囲気遮断部材5bの回転中心軸J1が、中空回転モーター30の回転中心軸J2及び基板回転機構70の回転中心軸J3と同軸となるように構成されている。
【0076】
基板受渡し機構6は、昇降機構140によって昇降自在に構成された支持部材141の上面に3本以上の基板支持ピン142が立設されて構成されている。各基板支持ピン142は、下カップ3aの底面に昇降自在に貫通されれている。昇降機構140は、支持部材141及び各基板支持ピン142を、図1に示す高さ、図9(a)に示す高さ、図9(b)に示す高さの3段階の高さで昇降させることができ、これにより、後述するように各基板支持ピン142に基板Wを支持して、基板受渡し開口4を介して下段の基板処理部1内の基板保持部材20と、上段の基板処理部2内の基板保持機構50との間で基板Wを受け渡すことができるようになっている。
【0077】
次に、上述した構成の実施例装置による基板処理の動作を説明する。
まず、図8に示すように、下カップ3aを下降させて下方搬入出口41を形成し、そこから未処理の基板Wを下段の基板処理部1に搬入し、基板保持部材20に保持させる。
【0078】
なお、この未処理の基板Wの搬入の際には、上段の基板処理部2において、第1の基板処理を先に終了した基板Wに対する第2の基板処理が行われている。また、このとき、雰囲気遮断部材5は基板受渡し開口4に位置し、上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとは軸芯J1周りで回転されていて、下上段の基板処理部1、2の雰囲気を遮断している。
【0079】
下段の基板処理部1に対する基板Wの搬入が完了すると、下カップ3aを上昇させて下方搬入出口41を遮断し、下部雰囲気遮断部材5bの気体供給口128からの気体の供給を開始する。その状態で、下段の基板処理部1で以下のように第1の基板処理が行われる。
【0080】
第1の基板処理は、まず、退避位置に退避されているノズル11a、11bを供給位置に移動させるとともに、退避位置に退避されている洗浄ブラシ15a、15bを、基板保持部材20に保持された基板Wの上下両面の回転中心に作用させるように移動及び昇降させる。そして、基板保持部材20の保持された基板Wを軸芯J2周りで回転させつつ、各ノズル11a、11bから基板Wの上下両面に第1の薬液を供給し、洗浄ブラシ15a、15bを基板Wの上下両面に沿わせてその回転中心と外周部との間を往復移動させて、第1の薬液を基板Wに供給しながら、基板Wの上下面全面を洗浄ブラシ15a、15bでブラシ洗浄する。なお、このとき、必要に応じて、洗浄ブラシ15a、15bを軸芯R1、R2周りで回転させながらブラシ洗浄してもよい。
【0081】
第1の薬液と洗浄ブラシ15a、15bを用いた基板Wの洗浄処理を終えると、洗浄ブラシ15a、15bを退避位置に退避させ、基板Wを軸芯J2周りで回転させつつ、各ノズル11a、11bから基板Wの上下両面に純水を供給して、基板Wに付着している第1の薬液を洗い流す処理が行われ、それを終えると、各ノズル11a、11bを退避位置に退避させ、下段の基板処理部1で行う第1の基板処理を終了する。
【0082】
なお、下段の基板処理部1で行う第1の基板処理に要する処理時間は、上段の基板処理部2で行う第2の基板処理に要する処理時間よりも長く設定している。従って、第1の基板処理が終了する前に、上段の基板処理部2において並行して行われている第2の基板処理は終了し、第2の基板処理を終了した基板Wは、後述するように上段の基板処理部2から搬出され、第1の基板処理が終了したときには、上段の基板処理部2は待機状態となっている。
【0083】
下段の基板処理部1で行う第1の基板処理が終了すると、以下のように下段の基板処理部1から上段の基板処理部2への、第1の基板処理を終えた基板Wの受渡しが行われる。
【0084】
この基板Wの受渡しは、まず、下部雰囲気遮断部材5bの気体供給口128からの気体の供給を停止するとともに、上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bの回転を停止し、雰囲気遮断部材5の上昇と水平移動とにより雰囲気遮断部材5を退避位置に退避させて基板受渡し開口4を開く。次に、基板受渡し機構6の昇降機構140を駆動して、図9(a)に示すように、下段の基板処理部1の基板保持部材20が保持する基板Wを載置支持する高さまで、各基板支持ピン142を上昇させる。この状態で、基板保持部材20による基板Wの保持を解除して、基板保持部材20から基板支持ピン142への基板Wの受渡しが行われる。そして、基板受渡し機構6の昇降機構140を駆動して、図9(b)に示すように、基板支持ピン142に支持する基板Wを、基板受渡し開口4を介して上昇させ、上段の基板処理部2の基板保持機構50の基板保持高さに位置させる。このとき、基板保持機構50の保持部材51は開かれている。この状態で、保持部材51を閉じて、基板保持機構50が基板Wを保持し、基板受渡し機構6の昇降機構140を駆動して、基板支持ピン142を図1に示している高さまで下降させることで、基板支持ピン142から基板保持機構50への基板Wの受渡しが行われる。
【0085】
基板Wの受渡しが完了すると、退避位置に退避されている雰囲気遮断部材5を水平移動させるとともに、下降させて基板受渡し開口4に位置させ、上部雰囲気遮断部材5aと下部雰囲気遮断部材5bとを軸芯J1周りで回転させて、下上段の基板処理部1、2の雰囲気を遮断する。
【0086】
基板Wの受渡しが完了すると、すぐに、新たな未処理基板Wが、上述したように下段の基板処理部1へ搬入され、その基板Wに対する第1の基板処理が行われる。
【0087】
一方で、第1の基板処理を終えた基板Wを受け取った上段の基板処理部2では、その基板Wに対して以下のように第2の基板処理を行う。
【0088】
第2の基板処理は、まず、退避位置に退避されているノズル87を供給位置に移動させる。そして、図1に示す状態で、基板保持機構50に保持された基板Wを軸芯J3周りで回転させつつ、ベースブロック52の処理液供給口80aとノズル87とから基板Wの上下両面に第2の薬液を供給し、第2の薬液を用いた薬液処理を行う。この薬液処理を所定時間行うと、次に、基板Wを軸芯J3周りで回転させた状態で、ベースブロック52の処理液供給口80aとノズル87とから基板Wの上下両面に純水を供給してリンス処理を行う。このリンス処理を所定時間行うと、次に、ベースブロック52を下降させて、図10に示すように、基板保持機構50に保持された基板Wの下面を、上部雰囲気遮断部材5aの上面に近接させる。この状態で、基板Wを軸芯J3周りで回転させて、基板Wに付着した純水を振り切り乾燥する。このとき、ベースブロック52の気体供給口84aと上部雰囲気遮断部材5aの気体供給口125とから気体を供給することで、基板Wの乾燥処理が促進される。なお、基板保持機構50に保持された基板Wの上面とベースブロック52の下面との間には局所空間65が形成され、基板保持機構50に保持された基板Wの下面と上部雰囲気遮断部材5aの上面との間には局所空間76が形成されているので、これら局所空間65、76内に気体が充満して、基板Wの上下面全面に均一に気体が拡げられ、基板Wの乾燥が均一に行える。
【0089】
乾燥処理を終えると、ベースブロック52を図1に示す元の高さ位置に上昇させて第2の基板処理を終了し、図11に示すように、上カップ3cを上昇させて上方搬入出口92を形成し、そこから処理済の基板Wを上段の基板処理部2の囲い3uの外部に搬出する。この基板Wの搬出を終えると、上カップ3cを下降させて上方搬入出口92を遮断して、下段の基板処理部1で行われている次の基板Wに対する第1の基板処理が終了するまで待機する。
【0090】
上述のようにして、次々と基板Wに第1の基板処理と第2の基板処理が行われていく。
【0091】
この実施例装置によれば、第1の基板処理を行う基板処理部1と第2の基板処理を行う基板処理部2とを上下に積層したので、これら基板処理部を水平方向に並設していた従来装置に比べて、基板処理装置の設置面積を小さくすることができ、クリーンルームの有効利用を図ることができる。
【0092】
また、各基板処理部1、2間の基板Wの受け渡しを、各基板処理部1、2の囲い3d、3uの上下に形成された基板受け渡し開口4を介して行うように構成したので、一連の基板処理中に基板Wを外部雰囲気にさらすことがなく、基板Wの汚染などの低減を図ることができる。さらに、例えば、基板受け渡し機構6を、鉛直方向に積層した基板処理部1、2の囲い3d、3uの外部に設置し、各基板処理部1、2間の基板Wの受け渡しを下段の基板処理部1の囲い3dから一端出して上段の基板処理部2の囲い3u内に入れて行うように構成した場合に比べて、基板受け渡し機構6を、各基板処理部1、2の側方に並設しないぶんだけ、装置の設置面積を小さくでき、また、基板Wの受け渡し時間の短縮化が図れて、一連の基板処理のスループットを向上させることができる。
【0093】
また、第1の基板処理中は、下カップ3aと中間カップ3bとは閉じられて下方搬入出口41が遮断されているので、下段の基板処理部1の囲い3d内に、囲い3d外の雰囲気が流れ込むのが防止され、囲い3d外の雰囲気の影響を受けずに第1の基板処理が行えるとともに、下段の基板処理部1の囲い3d内の雰囲気が囲い3d外に漏れ出すことも防止できる。同様に、第2の基板処理中は、上カップ3cと中間カップ3bとは閉じられて上方搬入出口92が遮断されているので、上段の基板処理部2の囲い3u外の雰囲気の影響を受けずに第2の基板処理が行えるとともに、上段の基板処理部2の囲い3u内の雰囲気が囲い3u外に漏れ出すことも防止できる。
【0094】
また、第1の基板処理及び第2の基板処理の処理中は、基板受渡し開口4は、雰囲気遮断部材5で閉じられているので、各基板処理部1、2の囲い3d、3u内の各雰囲気が遮断され、各基板処理部1、2は、互いに他方の基板処理部2、1の雰囲気の影響を受けずに各基板処理を行うことができる。このとき、上部及び下部雰囲気遮断部材5a、5bからなる雰囲気遮断部材5を回転させることにより、各基板処理部1、2の囲い3d、3u内の各雰囲気の遮断の上で、以下のような効果もある。
【0095】
すなわち、これら上部及び下部雰囲気遮断部材5a、5bの回転によって形成される気流により、上段の基板処理部2の囲い3u内の雰囲気が、中間カップ3bの基板受渡し開口4の周縁部4aと、上部雰囲気遮断部材5aとの間の隙間を通り抜けるのが阻止され、一方、下段の基板処理部1の囲い3d内の雰囲気が、中間カップ3bの基板受渡し開口4の周縁部4aと下部雰囲気遮断部材5bとの間の隙間を通り抜けるのも阻止されて、各基板処理部1、2の囲い3d、3u内の各雰囲気の遮断効果が高められる。
【0096】
なお、上部雰囲気遮断部材5aまたは/および下部雰囲気遮断部材5bの側面に気体供給口を設け、上部及び下部雰囲気遮断部材5a、5bを回転させている間、その気体供給口から気体を吹き出すように構成すれば、上部雰囲気遮断部材5aまたは/および下部雰囲気遮断部材5bの側面に気体のカーテンが形成でき、この気体のカーテンによって、各基板処理部1、2の囲い3d、3u内の各雰囲気の遮断効果を一層高めることもできる。
【0097】
また、上記実施例では、上段の基板処理部2で行う第2基板処理に第2の薬液や純水を用いているので、その処理液が下方の上部雰囲気遮断部材5aの上面に落下するが、この上部雰囲気遮断部材5aを回転させているので、この回転によって、上部雰囲気遮断部材5aの上面に落下した処理液は上部雰囲気遮断部材5aの側方に吹き飛ばされて、排気・排液口95から排出され、下段の基板処理部1に流れ込むような不都合を防止することもできる。
【0098】
さらに、下段の基板処理部1で行う第1の基板処理の間、下段の基板処理部1の囲い3d内に新たな気体が供給されつつ、下段の基板処理部1の囲い3d内の気体が排気されているので、下段の基板処理部1で行う第1の基板処理を終えた後に行われる、下段の基板処理部1から上段の基板処理部2への基板Wの受渡しを行うときには、下段の基板処理部1の囲い3d内は清浄な気体の雰囲気となっていて、基板受渡し開口4が開かれても、上段の基板処理部2の囲い3u内に第1の基板処理中の処理雰囲気が流れ込むような不都合も防止できる。また、基板Wの搬入のために下方搬入出口41を形成しても、第1の薬液の雰囲気などが外部に漏れ出すような不都合も防止できる。同様に、上段の基板処理部2で行う第2の基板処理の間、上段の基板処理部2の囲い3u内に新たな気体が導入されつつ、上段の基板処理部2の囲い3u内の気体が排気されているので、下段の基板処理部1から上段の基板処理部2への基板Wの受渡しを行うときには、上段の基板処理部2の囲い3u内は清浄な気体の雰囲気となっていて、基板受渡し開口4が開かれても、下段の基板処理部1の囲い3d内に第2の基板処理中の処理雰囲気が流れ込むような不都合が防止でき、また、基板Wの搬出のために上方搬入出口92を形成しても、第2の薬液の雰囲気などが外部に漏れ出すような不都合も防止できる。
【0099】
また、下段の基板処理部1は、中央部に中空部が形成された中空回転モーター30を構成する回転子32に基板保持部材20を連結して基板Wを保持するように構成しているので、保持された基板Wの鉛直下方に基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を配置するのを回避して、保持された基板Wの周方向に中空回転モーター30を配置でき、保持された基板Wの上面の上方空間および下面の下方空間から基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を無くすことができ、中空回転モーター30の中空部31からも基板Wに基板処理を行うことができ、基板Wを回転して第1の基板処理を行う場合、基板Wの上下両面に対して同時に処理を行うことができる。また、保持された基板Wの周方向に中空回転モーター30を配置しているので、下段の基板処理部1の高さを低くでき、基板処理装置全体の高さを低くすることができる。
【0100】
また、基板処理中の薬液の雰囲気やブラシ洗浄などで生じるパーティクルは上方から下方に流れ易いが、上記実施例のように、ブラシ洗浄を下段の基板処理部1で行い、リンス処理や乾燥処理を上段の基板処理部2で行い、処理済の基板Wを上段の基板処理部2から搬出するように構成したことにより、処理済の基板Wに、第1の薬液の雰囲気やブラシ洗浄などで生じるパーティクルなどが再付着するのを防止でき、洗浄処理の仕上がり精度が低下することを防止できる。また、上段の基板処理部2で行う第2の基板処理の間、上段の基板処理部2の囲い3u内に新たな気体が導入されつつ、上段の基板処理部2の囲い3u内の気体が排気されているので、第2の薬液の雰囲気は第2の薬液による洗浄処理後に速やかに排出され、処理済の基板Wに第2の薬液が再付着するような不都合も防止されている。
【0101】
上記実施例では、ポリシング処理工程の次の洗浄工程の洗浄処理を行う装置を例に採り説明したが、その他の洗浄工程の洗浄処理を行う装置にも本発明を適用することができ、さらに、洗浄処理に限らず、その他の基板処理を行う装置にも本発明を適用することができる。
【0102】
また、上記実施例では、下段の基板処理部1に基板Wを搬入し、下段の基板処理部1での基板処理から始めて、下の基板処理部1から上の基板処理部2へと順に各基板処理部1、2における基板処理を行っていき、上段の基板処理部2での基板処理が終了すると、上段の基板処理部2から基板Wを搬出するようにしているが、基板処理の内容によっては、その逆の動作、すなわち、上段の基板処理部2に基板Wを搬入し、上段の基板処理部2での基板処理から始めて、上の基板処理部2から下の基板処理部1へと順に各基板処理部2、1における基板処理を行っていき、下段の基板処理部1での基板処理が終了すると、下段の基板処理部1から基板Wを搬出するようにしてもよい。
【0103】
また、上記実施例では、基板処理部を2個備えた場合を例示しているが、3個以上の基板処理部を備えた場合にも本発明は同様に適用することができる。なお、この場合、中間段の各基板処理部の基板回転手段として、基板の径より大きい中空部を有する中空回転モーターを用いれば、その中空回転モーターの中空部を介して基板の受渡しを行うことができる。
【0104】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、一連の基板処理を複数に分けて行う複数個の基板処理部を鉛直方向に積層したので、基板処理装置の設置面積を小さくすることができ、クリーンルームの有効利用を図ることができる。
【0105】
また、各基板処理部間の基板の受け渡しを、各基板処理部の囲いの上下に形成された基板受け渡し開口を介して行うように構成したので、一連の基板処理中に基板を外部雰囲気にさらすことがなく、基板の汚染などの低減を図ることができる。さらに、例えば、基板受け渡し手段を、鉛直方向に積層した基板処理部の囲いの外部に設置し、各基板処理部間の基板の受け渡しを一旦基板処理部の囲いから出して次の基板処理部の囲い内に入れて行うように構成した場合に比べて、基板受け渡し手段を、基板処理部の側方に並設しないぶんだけ、装置の設置面積を小さくできるとともに、基板の受け渡し時間を短縮することができ、一連の基板処理のスループットが良くなる。
【0106】
また、各基板処理部の囲いの上下に形成された基板受け渡し開口を開閉する雰囲気遮断部材を備えるとともに、各雰囲気遮断部材を回転可能に構成したので、各基板処理部間の雰囲気を好適に遮断することができ、他の基板処理部内の雰囲気の影響を受けずに各基板処理部における基板処理を行え、基板処理精度を低下させることがない。
【0107】
さらに、基板の搬入搬出時にのみ下方搬入出口と上方搬入出口を形成するように構成し、基板の処理中は、基板の周囲に囲いが配設するので、外部雰囲気の影響を受けずに各基板処理を行えるとともに、各基板処理の雰囲気が外部に漏れ出すことも防止できる。
【0108】
請求項2に記載の発明によれば、各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部に設けたので、各基板処理部内の雰囲気を新たな気体に置換でき、各基板処理部内の雰囲気を清浄に維持することができる。
【0109】
請求項3に記載の発明によれば、前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を中空回転モーターで構成するとともに、中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を3箇所以上で保持する3個以上の基板保持部材を、中空回転モーターの回転子に連結して構成したので、その中空回転モーターを備えた基板処理部では基板の上下両面同時処理を行うことができる。また、その中空回転モーターを備えた基板処理部の高さを低くできるので、基板処理装置全体の高さを低くすることができる。
【0110】
請求項4に記載の発明によれば、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行うように構成したので、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け難くなり、最終的な基板の処理精度を高くすることができる。
【0111】
請求項5に記載の発明によれば、第1の薬液と洗浄具とを用いた基板処理、第2の薬液を用いた基板処理、リンス処理および/または乾燥処理からなる一連の基板処理を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図2】下段の基板処理部の中空回転モーターと基板保持部材の構成を示す平面図である。
【図3】下段の基板処理部の中空回転モーターと基板保持部材の構成を示す要部縦断面図である。
【図4】上段の基板処理部の基板保持機構の構成を示す縦断面図である。
【図5】上段の基板処理部の基板保持機構の構成を示す横断面図である。
【図6】雰囲気遮断部材の構成を示す縦断面図である。
【図7】中間カップと雰囲気遮断部材の構成を示す平面図である。
【図8】下方搬入出口が形成された状態を示す縦断面図である。
【図9】各基板処理部間の基板の受渡しを示す縦断面図である。
【図10】上段の基板処理部で乾燥処理を行う状態を示す縦断面図である。
【図11】上方搬入出口が形成された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1、2:基板処理部
3d、3u:囲い
4:基板受渡し開口
5:雰囲気遮断部材
6:基板受渡し機構
20:基板保持部材
30:中空回転モーター
40:下カップ昇降機構
50:基板保持機構
70:基板回転機構
92:上カップ昇降機構
102、112:モーター
107:雰囲気遮断部材昇降機構
W:基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for suitably performing a plurality of substrate processing on a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a photomask, and a substrate for an optical disk.
[0002]
[Prior art]
For example, in the cleaning process next to the polishing process, a brush cleaning process performed while supplying an alkaline chemical such as ammonia, a chemical process using an acid chemical such as hydrofluoric acid, a rinse process, and a drying process are included. A series of substrate processing is performed. In this substrate processing apparatus for performing a series of substrate processing, in order to separate the alkali atmosphere and the acid atmosphere, a first substrate processing unit that performs a brush cleaning process using an alkaline chemical solution, and a chemical solution process using an acid chemical solution And a second substrate processing unit that performs a rinsing process and a drying process. Each substrate processing unit includes a substrate holding mechanism for holding the substrate, a substrate rotating mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding mechanism around a vertical axis, and the periphery of the substrate held by the substrate holding mechanism. An enclosure such as a cup or a chamber is provided.
[0003]
In this type of conventional substrate processing apparatus, these substrate processing units are arranged in the horizontal direction, and a substrate transfer robot for transferring substrates between the substrate processing units is provided between the substrate processing units. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus having such a configuration, since a plurality of substrate processing units are arranged in the horizontal direction, the installation area of the apparatus must be increased. Since this type of substrate processing apparatus is installed in a clean room where the running cost is high, there is a problem that if the installation area of the apparatus is large as in the conventional apparatus, the clean room cannot be effectively used.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can reduce the installation area of the apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention described in
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus of the first aspect, gas supply means for supplying gas from the respective atmosphere blocking members into the substrate processing portion below the respective atmospheric blocking members is provided in the respective atmospheric blocking members. In addition, a gas introducing means for introducing gas into the uppermost substrate processing section is provided in the uppermost substrate processing section, and an exhaust means for discharging the gas in each substrate processing section is provided for each substrate processing section. It is characterized by this.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the substrate processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the substrate rotating means of at least one of the plurality of substrate processing units has a hollow opened up and down. A substrate of a substrate processing unit comprising the hollow rotary motor including a rotor having a hollow portion and a stator having a hollow portion provided concentrically with the rotor and opened vertically The holding means is constituted by connecting three or more substrate holding members that hold the outer peripheral portion of the substrate at three or more locations to the rotor of the hollow rotary motor.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects, the series of substrate processing performed in each of the substrate processing units is carried into the lowermost substrate processing unit. Starting from the substrate processing in the lowermost substrate processing unit, the substrate processing in each substrate processing unit is performed in order from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit, and the substrate processing in the uppermost substrate processing unit is completed. In this case, the substrate is unloaded from the uppermost substrate processing section.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the fourth aspect, the substrate processing unit includes two substrate processing units, and the first substrate processing performed in the lower substrate processing unit includes the first chemical solution and A substrate processing using a cleaning tool, wherein the second substrate processing performed in the upper substrate processing unit is a substrate processing using a second chemical solution, a rinsing process and / or a drying process. Is.
[0011]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
In each substrate processing unit, the substrate holding means holds the substrate, the substrate rotating means rotates the substrate, and individual substrate processing is performed in the enclosure while the substrate is rotated.
[0012]
These n substrate treatments are stacked in the vertical direction.
In the following description of the operation, unless otherwise specified, each substrate processing unit is arranged in order from the bottom, the first substrate processing unit (the lowest substrate processing unit), the second substrate processing unit, the third substrate. The processing unit,..., (N−1) -th substrate processing unit, and n-th substrate processing unit (uppermost substrate processing unit) will be described.
[0013]
Further, for example, a substrate delivery opening formed above the enclosure of the first stage substrate processing unit and below the enclosure of the second stage substrate processing unit is referred to as a [1-2] th substrate delivery opening. , Substrate transfer openings formed above the enclosure of the i-th stage (i is a natural number from 1 to (n-1)) and below the enclosure of the (i + 1) -th stage substrate treatment section [ In the following description, the i- (i + 1)] th substrate transfer opening is described.
[0014]
Further, for example, an atmosphere blocking member that is located at the [1-2] -th substrate transfer opening and blocks the atmosphere of the first-stage substrate processing unit and the atmosphere of the second-stage substrate processing unit [1-2] The atmosphere blocking member between the i-th substrate processing unit and the (i + 1) -th substrate processing unit is referred to as the [i- (i + 1)]-th atmosphere blocking member. I will explain.
[0015]
Further, for example, the displacement means for displacing the [1-2] th atmosphere blocking member between the [1-2] th substrate transfer opening and the retracted position deviated from the substrate transfer opening [1-2] The [i- (i + 1)]-th atmosphere blocking member is placed between the [i- (i + 1)]-th substrate transfer opening and the retracted position deviated from the substrate transfer opening. The displacement means to be displaced will be described as the [i- (i + 1)] th displacement means.
[0016]
Further, for example, the atmosphere blocking member rotating means for rotating the [1-2] th atmosphere blocking member is called the [1-2] th atmosphere blocking member rotating means, and the [i− (i + 1)] th atmosphere blocking is performed. The atmosphere blocking member rotating means for rotating the member will be described as [i- (i + 1)] th atmosphere blocking member rotating means.
[0017]
Further, for example, [1-2] substrate transfer means for transferring a substrate between the first-stage substrate processing section and the second-stage substrate processing section via the [1-2] -th substrate transfer opening. The substrate is transferred between the i-th substrate processing section and the (i + 1) -th substrate processing section through the [i- (i + 1)]-th substrate transfer opening as in the case of the th-th substrate transfer means. The substrate transfer means will be described as [i- (i + 1)] th substrate transfer means.
[0018]
Now, a series of substrate processing performed in each substrate processing unit is performed even if the substrate processing in each substrate processing unit is performed in order from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit as defined in
[0019]
A series of substrate processing in the former case is performed as follows.
First, the lower loading / unloading port forming / blocking means forms a lower loading / unloading port in the lowermost stage, that is, the enclosure of the first-stage substrate processing unit, from which an unprocessed substrate is loaded and the first-stage substrate is loaded. It is delivered to the substrate holding means of the processing unit. When the loading of the substrate is completed, the lower loading / unloading port forming / blocking means blocks the lower loading / unloading port. The [1-2] -th atmosphere blocking member is located at the [1-2] -th substrate transfer opening, and the atmosphere of the first-stage substrate processing unit and the atmosphere of the second-stage substrate processing unit are Blocked. Then, the [1-2] th atmosphere blocking member rotating means rotates the [1-2] th atmosphere blocking member, and in this state, the substrate processing in the first stage substrate processing section is performed.
[0020]
At this time, the enclosure of the first-stage substrate processing section prevents the external atmosphere from flowing into the first-stage substrate processing section and the atmosphere in the first-stage substrate processing section from leaking outside. Also, the [1-2] -th atmosphere blocking member causes the atmosphere in the second-stage substrate processing section to flow into the first-stage substrate processing section, and the atmosphere in the first-stage substrate processing section Leakage into the substrate processing unit is prevented. Moreover, the air flow formed by the rotation of the atmosphere blocking member can more effectively block the atmosphere between the first-stage substrate processing unit and the second-stage substrate processing unit. For example, when the substrate processing performed in the second-stage substrate processing unit uses a processing liquid, even if the processing liquid falls on the [1-2] -th atmosphere blocking member, this atmosphere By the rotation of the blocking member, the processing liquid is blown to the side of the atmosphere blocking member, and the processing liquid used in the second stage substrate processing unit can be prevented from entering the first stage substrate processing unit. Therefore, the substrate processing in the first-stage substrate processing unit can be performed without being influenced by the surrounding (particularly the second-stage substrate processing unit) atmosphere, and depending on the atmosphere in the first-stage substrate processing unit. It is possible to prevent the influence (especially the second stage substrate processing section) from being affected.
[0021]
When the substrate processing in the first-stage substrate processing section is completed, the [1-2] th displacement means displaces the [1-2] th atmosphere blocking member from the [1-2] th substrate transfer opening to the retracted position. Then, the [1-2] th substrate transfer opening is opened, and through this opening, the [1-2] th substrate transfer means passes the substrate after the substrate processing in the first-stage substrate processing unit, The first-stage substrate processing unit is handed over to the second-stage substrate processing unit.
[0022]
When the delivery of the substrate is completed, the [1-2] -th displacing means displaces the [1-2] -th atmosphere blocking member from the retracted position to the [1-2] -th substrate delivery opening, and the substrate delivery opening. And the atmosphere of the first-stage substrate processing unit and the atmosphere of the second-stage substrate processing unit are cut off. The [2-3] -th atmosphere blocking member is positioned at the [2-3] -th substrate transfer opening and blocks the atmosphere of the second-stage substrate processing unit from the atmosphere of the third-stage substrate processing unit. ing. Then, the [1-2] th atmosphere blocking member rotating means rotates the [1-2] th atmosphere blocking member and the [2-3] th atmosphere blocking member rotating means [2-3]. The second atmosphere blocking member is rotated, and in this state, the substrate processing in the second-stage substrate processing unit is performed.
[0023]
At this time, the enclosure of the second-stage substrate processing unit prevents the external atmosphere from flowing into the second-stage substrate processing unit and prevents the atmosphere in the second-stage substrate processing unit from leaking outside. In addition, the atmosphere in the first stage substrate processing section and the third stage substrate are provided by the [1-2] th atmosphere blocking member and the [2-3] th atmosphere blocking member above and below the second stage substrate processing section. It is possible to prevent the atmosphere in the processing section from flowing into the second stage substrate processing section and the atmosphere in the second stage substrate processing section from leaking to the first stage substrate processing section or the third stage substrate processing section. . Moreover, by rotating the [1-2] th atmosphere blocking member and the [2-3] th atmosphere blocking member above and below the second stage substrate processing section, the first stage substrate processing section and the second stage substrate processing section are rotated. It is possible to more effectively block the atmosphere between the second substrate processing section and the atmosphere between the third-stage substrate processing section and the second-stage substrate processing section. Further, for example, when the substrate processing performed in the third stage substrate processing unit uses a processing liquid, even if the processing liquid falls on the [2-3] -th atmosphere blocking member, this atmosphere By rotating the blocking member, the processing liquid is blown to the side of the atmosphere blocking member, and the processing liquid used in the third-stage substrate processing unit can be prevented from entering the second-stage substrate processing unit. Accordingly, the substrate processing in the second-stage substrate processing section can be performed without being affected by the surrounding atmosphere (particularly the first-stage substrate processing section or the third-stage substrate processing section). It is possible to prevent the influence (in particular, the first-stage substrate processing section or the third-stage substrate processing section) from being influenced by the atmosphere in the eye substrate processing section.
[0024]
Thereafter, similarly, the substrate processing in each substrate processing unit is executed in the same order as the substrate processing in the second stage substrate processing unit from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit. Finally, substrate processing is performed in the uppermost stage, that is, the n-th stage substrate processing unit.
[0025]
In the substrate processing in the n-th substrate processing unit, the upper loading / unloading port in the enclosure of the n-th substrate processing unit is blocked by the upper loading / unloading port forming / blocking means, and [(n−1) −n]. The second atmosphere blocking member is located at the [(n-1) -n] th substrate transfer opening, and the atmosphere of the (n-1) -th substrate processing unit and the atmosphere of the n-th substrate processing unit are blocked. In addition, the [(n-1) -n] th atmosphere blocking member is rotated by the [(n-1) -n] th atmosphere blocking member rotating means. Thus, the substrate processing in the n-th substrate processing unit can be performed without being influenced by the atmosphere of the surroundings (particularly the (n-1) -th substrate processing unit), and the n-th substrate It is possible to prevent the atmosphere (in particular, the (n-1) -th stage substrate processing unit) from being influenced by the atmosphere in the processing unit.
[0026]
When the substrate processing in the n-th substrate processing unit is completed, the upper loading / unloading port forming / blocking means forms an upper loading / unloading port in the enclosure of the n-th substrate processing unit. Through this upper loading / unloading port, the processed substrate is taken out from the substrate holding means of the n-th substrate processing unit and is carried out of the enclosure of the n-th substrate processing unit.
[0027]
When the substrate processed in the first stage substrate processing unit is transferred from the first stage substrate processing unit to the second stage substrate processing unit, and the first substrate processing unit becomes processable, An unprocessed substrate is carried into the first-stage substrate processing section, and the substrate processing in the first-stage substrate processing section is performed in parallel with the substrate processing in the second-stage substrate processing section. Similarly, in the substrate processing unit above the second stage, the substrate processing in each substrate processing unit is performed in parallel, except when the substrate is transferred between the lower substrate processing unit and the upper substrate processing unit. Done.
[0028]
In the above description, the operation in the case of performing substrate processing in each substrate processing unit in order from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit has been described, but in order from the upper substrate processing unit to the lower substrate processing unit When performing substrate processing in each substrate processing unit, an unprocessed substrate is carried into the nth substrate processing unit, substrate processing in the nth substrate processing unit, and (n-1) th substrate processing unit ,... A series of substrate processing is performed in the order of substrate processing in the second stage substrate processing unit, substrate processing in the first stage substrate processing unit, and processed substrates are transferred from the first stage substrate processing unit. Take it out. The details of substrate loading / unloading and substrate processing in each substrate processing unit are substantially the same as those in the case where the substrate processing in each substrate processing unit is sequentially performed from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit. is there.
[0029]
According to the second aspect of the present invention, when substrate processing is performed in the first to (n-1) th stage substrate processing units, gas is supplied downward from the rotating atmosphere blocking member, A new gas is supplied into the substrate processing unit below the atmosphere blocking member, and the atmosphere in each substrate processing unit is exhausted by the exhaust means provided in each substrate processing unit. Thereby, in the first to (n-1) th stage substrate processing units, the atmosphere in each substrate processing unit can be replaced with a new gas atmosphere, and the atmosphere in each substrate processing unit can be kept clean. . The uppermost substrate processing unit introduces a new gas from the gas introduction unit into the uppermost substrate processing unit, and the exhausting unit provided in the uppermost substrate processing unit causes the uppermost substrate processing unit to The atmosphere is exhausted, and the atmosphere in the uppermost substrate processing unit can be kept clean.
[0030]
According to a third aspect of the present invention, the substrate rotating means of at least one of the plurality of substrate processing units is provided with a rotor having a hollow portion opened up and down, and concentric with the rotor. The substrate holding means of the substrate processing unit provided with a hollow rotary motor including a stator having a hollow portion opened up and down, and three substrate holding means for holding the outer peripheral portion of the substrate at three or more locations The above substrate holding member was connected to the rotor of a hollow rotary motor.
[0031]
In the substrate processing unit provided with the hollow rotary motor, the substrate is held at three or more locations on the outer peripheral portion by three or more substrate holding members connected to the rotor. The substrate is rotated together with the rotor and the substrate holding member, and a predetermined substrate processing is performed by rotating the held substrate.
[0032]
According to the hollow rotary motor having this configuration, since both the rotor and the stator have a hollow portion opened up and down, the hollow rotary motor is also formed with a hollow portion opened up and down, and the hollow is formed in the circumferential direction of the held substrate. A rotary motor can be arranged. Further, since the substrate holding member is connected to the rotor constituting the hollow rotary motor in which the hollow portion is formed and the substrate is held, the electric motor for rotating the substrate and the substrate holding member are arranged vertically below the held substrate. It is possible to avoid placing obstacles such as a support base. Accordingly, obstacles such as an electric motor for rotating the substrate and a support for the substrate holding member can be eliminated from the upper space on the upper surface and the lower space on the lower surface of the held substrate, and the hollow portion of the hollow rotary motor can also be applied to the substrate. Since substrate processing can be performed, when predetermined substrate processing is performed by rotating the substrate, processing can be performed simultaneously on the upper and lower surfaces of the substrate. In addition, since the hollow rotary motor can be arranged in the circumferential direction of the held substrate, the vertical dimension of the substrate processing unit provided with this hollow rotary motor can be reduced, and the vertical dimension of the entire substrate processing apparatus can be reduced. Can do.
[0033]
Of the n substrate processing units, only a part of the substrate processing units may be provided with the hollow rotary motor, or all the substrate processing units may be provided with the hollow rotary motor. .
[0034]
The invention described in
[0035]
For example, when a series of substrate processing including brush cleaning processing, chemical processing, rinsing processing, and drying processing is performed, high processing accuracy is required as processing proceeds to subsequent substrate processing. In particular, when the last drying process is completed, it is necessary to consider that particles generated during brush cleaning will not be recontaminated in the atmosphere of the previous substrate processing, such as adhering to the substrate after the drying process. There is. On the other hand, when a series of substrate processing is performed by the substrate processing units stacked in the vertical direction, if there is a leak in the atmosphere blocking between the substrate processing units, the atmosphere in the upper substrate processing unit flows down into the lower substrate processing unit. Easy to do. Therefore, for example, if a series of substrate processing is performed in each substrate processing unit in order from the upper substrate processing unit to the lower substrate processing unit, the atmosphere of the previous substrate processing is affected during the subsequent substrate processing. It becomes easy. On the other hand, if a series of substrate processing is performed in each substrate processing unit in order from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit, the influence of the atmosphere of the previous substrate processing is affected during the subsequent substrate processing. It becomes difficult to receive, and the processing accuracy of the final substrate can be increased.
[0036]
According to the invention described in
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, in the longitudinal cross-sectional view of FIG.1 and FIGS. 8-11, only the longitudinal cross-sectional shape of a lower cup, an intermediate cup, and an upper cup is shown.
[0038]
In this apparatus, two
[0039]
The lower
[0040]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0041]
Regarding the hollow rotary motor having this configuration, the applicant of the present application has proposed as Japanese Patent Application No. 8-266436, and the
[0042]
Each
[0043]
Further, the front / rear intermediate portion of the
[0044]
As shown in FIG. 3B, each
[0045]
Further, as shown in FIG. 3A, the
[0046]
In addition, the board |
[0047]
The
[0048]
An exhaust /
[0049]
Within the
[0050]
Each
[0051]
The cleaning brushes 15a and 15b are also supported by the
[0052]
The cleaning brushes 15a and 15b are configured to be rotatable around the shaft centers R1 and R2 in FIG. 1 by motors (not shown) provided in the
[0053]
The upper
[0054]
The
[0055]
As shown in FIGS. 4 and 5, each holding
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, a processing
[0060]
A
[0061]
In addition to the
[0062]
The
[0063]
An exhaust /
[0064]
An
[0065]
The
[0066]
As shown in FIGS. 6 and 7, the
[0067]
The
[0068]
The upper
[0069]
Since the diameter r1 of the upper
[0070]
A
[0071]
A pair of ring-shaped
[0072]
The
[0073]
The
[0074]
In the figure, the
[0075]
Each member is disposed so that the rotation center axis J2 of the
[0076]
The
[0077]
Next, the operation of substrate processing by the embodiment apparatus having the above-described configuration will be described.
First, as shown in FIG. 8, the
[0078]
When the unprocessed substrate W is carried in, the upper
[0079]
When the loading of the substrate W into the lower
[0080]
In the first substrate processing, first, the
[0081]
When the cleaning process of the substrate W using the first chemical solution and the cleaning brushes 15a and 15b is finished, the cleaning brushes 15a and 15b are retracted to the retracted position, and the
[0082]
The processing time required for the first substrate processing performed in the lower
[0083]
When the first substrate processing performed in the lower
[0084]
In the delivery of the substrate W, first, the supply of gas from the
[0085]
When the delivery of the substrate W is completed, the
[0086]
As soon as the delivery of the substrate W is completed, a new unprocessed substrate W is carried into the lower
[0087]
On the other hand, the upper
[0088]
In the second substrate processing, first, the
[0089]
When the drying process is completed, the
[0090]
As described above, the first substrate processing and the second substrate processing are sequentially performed on the substrate W.
[0091]
According to this embodiment apparatus, since the
[0092]
Further, since the transfer of the substrate W between the
[0093]
In addition, during the first substrate processing, the
[0094]
Further, during the processing of the first substrate processing and the second substrate processing, the
[0095]
That is, due to the airflow formed by the rotation of the upper and lower
[0096]
A gas supply port is provided on the side surface of the upper
[0097]
Moreover, in the said Example, since the 2nd chemical | medical solution and pure water are used for the 2nd board | substrate process performed by the upper stage
[0098]
Further, during the first substrate processing performed in the lower
[0099]
Further, the lower
[0100]
Also, particles generated by chemical atmosphere or brush cleaning during substrate processing are likely to flow downward from above. However, as in the above embodiment, brush cleaning is performed in the lower
[0101]
In the above embodiment, the description has been given by taking as an example the apparatus for performing the cleaning process of the cleaning process subsequent to the polishing process, but the present invention can also be applied to apparatuses for performing the cleaning process of other cleaning processes, The present invention can be applied not only to a cleaning process but also to an apparatus that performs other substrate processing.
[0102]
Further, in the above embodiment, the substrate W is loaded into the lower
[0103]
In the above embodiment, the case where two substrate processing units are provided is illustrated, but the present invention can be similarly applied to a case where three or more substrate processing units are provided. In this case, if a hollow rotary motor having a hollow portion larger than the diameter of the substrate is used as the substrate rotating means of each substrate processing unit in the intermediate stage, the substrate is delivered via the hollow portion of the hollow rotary motor. Can do.
[0104]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the invention described in
[0105]
In addition, since the substrate is transferred between the substrate processing units through the substrate transfer openings formed above and below the enclosure of each substrate processing unit, the substrate is exposed to the external atmosphere during a series of substrate processing. Therefore, the contamination of the substrate can be reduced. Further, for example, the substrate transfer means is installed outside the enclosure of the substrate processing units stacked in the vertical direction, and the substrate transfer between each substrate processing unit is once taken out of the enclosure of the substrate processing unit and the next substrate processing unit Compared to the case where it is configured so as to be placed in an enclosure, the substrate transfer means can be reduced by reducing the substrate installation time and reducing the substrate transfer time by not arranging the substrate transfer means in parallel to the side of the substrate processing unit. And the throughput of a series of substrate processing is improved.
[0106]
In addition, it has an atmosphere blocking member that opens and closes the substrate transfer openings formed above and below the enclosure of each substrate processing unit, and each atmosphere blocking member is configured to be rotatable so that the atmosphere between the substrate processing units is preferably blocked. The substrate processing in each substrate processing unit can be performed without being affected by the atmosphere in other substrate processing units, and the substrate processing accuracy is not lowered.
[0107]
Furthermore, it is configured to form a lower loading / unloading port and an upper loading / unloading port only when loading and unloading the substrate. Since the enclosure is provided around the substrate during the processing of the substrate, each substrate is not affected by the external atmosphere. In addition to processing, it is possible to prevent the atmosphere of each substrate processing from leaking outside.
[0108]
According to the second aspect of the present invention, each atmosphere blocking member is provided with gas supply means for supplying gas from each atmosphere blocking member toward the substrate processing section below the atmosphere blocking member, and the gas is supplied into the uppermost substrate processing section. Since the gas introduction means to be introduced is provided in the uppermost substrate processing section and the exhaust means for exhausting the gas in each substrate processing section is provided in each substrate processing section, the atmosphere in each substrate processing section is replaced with a new gas. And the atmosphere in each substrate processing unit can be kept clean.
[0109]
According to a third aspect of the present invention, the substrate rotation means of at least one substrate processing unit among the plurality of substrate processing units is configured by a hollow rotation motor, and the substrate processing unit including the hollow rotation motor is provided. Since the substrate holding means is configured by connecting three or more substrate holding members that hold the outer peripheral portion of the substrate at three or more locations to the rotor of the hollow rotary motor, the substrate processing unit equipped with the hollow rotary motor Simultaneous upper and lower surface processing of the substrate can be performed. Moreover, since the height of the substrate processing part provided with the hollow rotary motor can be reduced, the overall height of the substrate processing apparatus can be reduced.
[0110]
According to the invention described in
[0111]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration of a hollow rotary motor and a substrate holding member of a lower substrate processing unit.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a configuration of a hollow rotary motor and a substrate holding member of a lower substrate processing unit.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a substrate holding mechanism of an upper substrate processing unit.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a substrate holding mechanism of an upper substrate processing unit.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an atmosphere blocking member.
FIG. 7 is a plan view showing configurations of an intermediate cup and an atmosphere blocking member.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state in which a lower loading / unloading port is formed.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing delivery of a substrate between each substrate processing unit.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state where a drying process is performed in an upper substrate processing unit.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a state in which an upper loading / unloading port is formed.
[Explanation of symbols]
1: Substrate processing unit
3d, 3u: enclosure
4: Substrate delivery opening
5: Atmosphere blocking member
6: Board delivery mechanism
20: Substrate holding member
30: Hollow rotary motor
40: Lower cup lifting mechanism
50: Substrate holding mechanism
70: Substrate rotation mechanism
92: Upper cup lifting mechanism
102, 112: Motor
107: Atmosphere blocking member lifting mechanism
W: Substrate
Claims (5)
これら基板処理部を鉛直方向に積層し、
下からi段目(iは、1〜(n−1)の自然数)の基板処理部の囲いの上方と、下から(i+1)段目の基板処理部の囲いの下方とには、前記下からi段目の基板処理部と前記下から(i+1)段目の基板処理部との間で基板を受け渡すための基板受渡し開口が形成され、かつ、
前記各基板受渡し開口に位置して、その上下の基板処理部の雰囲気を遮断する(n−1)個の雰囲気遮断部材と、
前記各雰囲気遮断部材を、対応する前記基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で個別に変位させる(n−1)個の変位手段と、
前記各雰囲気遮断部材を回転させる(n−1)個の雰囲気遮断部材回転手段と、
前記各基板受渡し開口を介して、その上下の基板処理部の間で基板を受け渡す(n−1)個の基板受渡し手段と、
最下段の基板処理部に対する基板の搬入または搬出の際には、基板を搬入出するための下方搬入出口を最下段の基板処理部の囲いに形成し、最下段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記下方搬入出口を遮断する下方搬入出口形成/遮断手段と、
最上段の基板処理部に対する基板の搬出または搬入の際には、基板を搬入出するための上方搬入出口を最上段の基板処理部の囲いに形成し、最上段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記上方搬入出口を遮断する上方搬入出口形成/遮断手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。A substrate processing unit that individually includes a substrate holding unit that holds the substrate, a substrate rotating unit that rotates the substrate held by the substrate holding unit, and an enclosure disposed around the substrate held by the substrate holding unit. N (n is a natural number of 2 or more)
Laminate these substrate processing parts in the vertical direction,
The lower part of the enclosure of the substrate processing unit of the i-th stage (i is a natural number of 1 to (n-1)) from the bottom and the lower part of the enclosure of the substrate processing part of the (i + 1) -th stage from the bottom A substrate transfer opening for transferring a substrate between the i-th substrate processing unit from the bottom and the (i + 1) -th substrate processing unit from the bottom, and
(N-1) atmosphere blocking members positioned at each of the substrate transfer openings to block the atmosphere of the upper and lower substrate processing units;
(N-1) displacing means for individually displacing each atmosphere blocking member between the corresponding substrate transfer opening and a retracted position removed from the substrate transfer opening;
(N-1) atmosphere blocking member rotating means for rotating each atmosphere blocking member;
(N-1) substrate delivery means for delivering a substrate between the upper and lower substrate processing units through each substrate delivery opening;
When loading / unloading a substrate to / from the lowermost substrate processing unit, a lower loading / unloading port for loading / unloading the substrate is formed in the enclosure of the lowermost substrate processing unit, and substrate processing is performed in the lowermost substrate processing unit When performing, a lower loading / unloading port forming / blocking means for blocking the lower loading / unloading port;
When unloading or loading a substrate to or from the uppermost substrate processing unit, an upper loading / unloading port for loading or unloading the substrate is formed in the enclosure of the uppermost substrate processing unit, and the uppermost substrate processing unit performs substrate processing. When performing, an upper loading / unloading port forming / blocking means for blocking the upper loading / unloading port;
A substrate processing apparatus comprising:
前記各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を前記各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を前記最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部ごとに設けたことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
Each atmosphere blocking member includes a gas supply unit that supplies gas from each atmosphere blocking member toward the substrate processing unit below the gas processing unit, and a gas introduction unit that introduces gas into the uppermost substrate processing unit. A substrate processing apparatus characterized in that an exhaust means for exhausting gas in each substrate processing unit is provided for each substrate processing unit.
前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、
上下に開口した中空部を有する回転子と、前記回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、
前記中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、
基板の外周部を3箇所以上で保持する3個以上の基板保持部材を、前記中空回転モーターの回転子に連結して構成したことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2,
A substrate rotating means of at least one substrate processing unit among the plurality of substrate processing units;
A rotor having a hollow portion opened up and down, and a hollow rotary motor provided concentrically with the rotor and having a stator having a hollow portion opened up and down,
The substrate holding means of the substrate processing unit provided with the hollow rotary motor is
3. A substrate processing apparatus comprising: three or more substrate holding members that hold the outer peripheral portion of a substrate at three or more locations connected to a rotor of the hollow rotary motor.
各基板処理部で行われる一連の基板処理は、最下段の基板処理部に基板を搬入し、最下段の基板処理部における基板処理から始めて、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていき、最上段の基板処理部における基板処理が終了すると、最上段の基板処理部から基板を搬出するように構成したことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A series of substrate processing performed in each substrate processing unit carries a substrate into the lowermost substrate processing unit, starts with substrate processing in the lowermost substrate processing unit, and moves from the lower substrate processing unit to the upper substrate processing unit. A substrate processing apparatus configured to sequentially perform substrate processing in each substrate processing unit and to carry out the substrate from the uppermost substrate processing unit when the substrate processing in the uppermost substrate processing unit is completed.
基板処理部は2個備えており、
下段の基板処理部で行う第1の基板処理は、第1の薬液と洗浄具とを用いた基板処理であり、
上段の基板処理部で行う第2の基板処理は、第2の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および/または乾燥処理であることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 4,
There are two substrate processing units,
The first substrate processing performed in the lower substrate processing unit is substrate processing using the first chemical solution and the cleaning tool,
The substrate processing apparatus characterized in that the second substrate processing performed in the upper substrate processing section is substrate processing using a second chemical solution, rinsing processing and / or drying processing.
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