JPH04311034A - ディスク保持装置及びそれを用いたディスク処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、半導体ウエ
ハー、磁気ハードディスク、光ディスク、光磁気ディス
ク、液晶用又はフォトマスク用ガラス基板等の薄板状デ
ィスク（本願ではこれらを「ディスク」と総称する）を
一枚ずつ順次水平に保持し、ディスクを回転させながら
、そのディスクの表面に所要の表面処理液を供給し、或
いは水洗のような表面処理を行うディスク保持装置及び
それを用いたディスク処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ディスクの一例として半導体ウ
エハー（以下、単に「ウエハー」と記す）を処理する装
置を採り上げて従来技術を説明すると、ウエハーの処理
には、従来、カセット或いはキャリアと称するウエハー
保持具で多数枚のウエハーを保持して薬液の入った処理
槽に浸漬し、一括処理を行っていたが、ウエハーの裏面
がダスト、金属或いは有機物で汚染している場合、この
ような処理に際して、薬液が媒体となって隣接ウエハー
の鏡面を汚染することがしばしばあった。このような汚
染は、集積回路の集積密度を上げるために集積パターン
をマイクロ化する場合に悪影響を及ぼし、またウエハー
が大面積化するに従ってウエハー保持具も大型化すると
いう不都合が生ずるようになった。

【０００３】このような事柄から、近年、ウエハーの洗
浄には枚葉処理が行われるようになった。この枚葉処理
を行うウエハー処理装置の代表的なものとしては、図５
に示したような装置がある。このウエハー処理装置は、
シリコンウエハー等を薬液で処理し、或いは純水で洗浄
し、そのウエハーを回転させることにより乾燥させる方
法を採っている。このウエハー処理方法を簡単に説明す
るために、ウエハーを純水で洗浄し、回転させることに
より乾燥する処理方法を例に挙げ、図５乃至図８を用い
て、現用のウエハー保持装置及びそれを用いたウエハー
処理方法を説明しよう。

【０００４】図５において、このウエハー保持装置は、
主として、ウエハー３を保持、固定する保持機構１、こ
の保持機構１を回転させるモータ２、純水を供給するノ
ズル４ａ、４ｂ及びカバー５から構成されている。保持
機構１には、３本の可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃが、ウエ
ハー３の外周を１２０°の等角間隔で保持できるように
配置、構成されていて、ウエハー３を着脱する時は、図
７に示した破線の位置まで直径方向に可動爪１ａ、１ｂ
及び１ｃ（図７の場合は可動爪１ａのみを図示した）が
ほんの僅かに開き、ウエハー３を保持する時は、図７に
示した実線の位置まで直径方向に可動爪１ａ、１ｂ及び
１ｃが移動して閉じ、可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃでウエ
ハー３の外周を点接触で、そしてそれらの内方に形成し
た段部１０でウエハー３の極僅かな外周面を３点保持す
るような機構に構成されている。

【０００５】ウエハー３は図示していないアームにより
、ゲートバルブ６が開いた状態の時に、保持機構１の上
に持ち来され、図５及び図６に示す保持機構１の可動爪
１ａ、１ｂ及び１ｃを開いた状態から閉じることによっ
てウエハー３が保持される。ウエハー３が保持された状
態で保持機構１をモータ２で回転させ、ノズル４ａ及び
４ｂから純水を噴射することで、ウエハー３の表面及び
裏面が洗浄される。洗浄を終えた水は順次排水口８から
排出される。洗浄終了後、純水の供給を停止し、モータ
２で保持機構１を３０００ｒｐｍで回転させる。ウエハ
ー３の表面及び裏面に付着していた水は遠心力により払
われて乾燥することができる。その後、モータ２の回転
を停止し、ゲートバルブ７を開き、図示していないアー
ムによってウエハー３はカバー５の外へ搬送される。 このような枚葉処理用のウエハー保持装置については種
々提案されている。例えば、特開昭６３ー１５３８３９
「基板の回転保持装置」に前述のような原理が開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなウエハー保持装置では、ウエハー３をその外周の３
ヵ所で保持しているため、モータ２の回転による乾燥で
は水を充分に乾燥させることができない。純水で洗浄後
、ウエハー３を３０００ｒｐｍで１２０秒間回転し、乾
燥処理しても、図８に示したように、保持機構１の可動
爪１ａ、１ｂ及び１ｃが僅かであるがウエハー３に接触
していた位置１１ａ、１１ｂ及び１１ｃに洗浄後の水が
残ってしまい、この水がウォータマークの原因になり、
ウエハー３の品質上の欠陥となる。これらの位置１１ａ
、１１ｂ及び１１ｃに残った水を完全に除去するには、
ウエハー３を約６００秒間、３０００ｒｐｍで回転させ
る処理を行えば可能であるが、スループットが著しく低
下するという課題が発生する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】枚葉式のディスク保持装
置において、ディスクの外周を３点以上の可動爪にて保
持する保持機構を２組以上、可動爪が開状態でディスク
の外周上の異なる位置にくるように配置し、異なる組の
可動爪を交互に開閉することにより、ディスクの外周で
の保持位置を切り換えるように構成して、ディスクを回
転させることによりディスクに付着した液体を乾燥させ
るようにし、前記課題を解決した。

【０００８】

【作用】従って、この発明のディスク保持装置の構成を
採れば、ディスクの処理時に、ディスク上の薬液と未反
応な場所、水洗されなかった場所及び未乾燥な場所を無
くすことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に詳述す
る。図１はこの発明のウエハー保持装置の保持機構の第
１の実施例の原理を説明するための略線図、図２はその
原理を具現する機構を図示した平面図である。また図３
Ａは保持機構の可動爪の一部拡大斜視図、同図Ｂは保持
機構の可動爪の構成要素の寸法関係を説明するための一
部拡大側面図である。図４はこの発明のディスク処理装
置の保持機構の第２の実施例の原理を説明するための略
線図である。

【００１０】先ず、図１乃至図３を用いてこの発明のウ
エハー保持装置の保持機構を説明する。なお、この発明
のディスク処理装置の他の構成は図４に示した従来の構
成と同一であるので、同一構成部分は同一の符号を用い
た。図１に於いて、従来の一組の可動爪１ａ、１ｂ及び
１ｃに、この発明では更に３本一組の可動爪１２ａ、１
２ｂ及び１２ｃを、それぞれ６０°ずらせて追加配置し
た点に特徴がある。このような追加配置した可動爪１２
ａ、１２ｂ及び１２ｃは、図２に示したように、従来の
可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃと同じように、保持機構１の
直径方向に自由に、しかし極僅かな距離だけ動ける機構
に構成され、また内部回転部材１３の外周近傍に回動自
在に軸支された“くの字”型のアーム１４ａで可動爪１
ａ及び１２ａを相互に連結する。アーム１４ａの両腕は
同一寸法の長さである。符号１５及び１６はそれぞれア
ーム１４ａの可動爪１ａ及び１２ａに対する支持部であ
り、符号１７はアーム１４ａの回動支点１７である。同
様に、他の２対の可動爪１ｂ及び１２ｂ、１ｃ及び１２
ｃに対しても、それぞれ“くの字”型のアーム１４ｃ及
び１４ｃがリンクするように構成している。

【００１１】このような保持機構１の動作を図５と共に
説明する。ウエハー３が保持機構１に、図示していない
アームにより持ち来され、先ず一組の可動爪１ａ、１ｂ
及び１ｃにより保持、固定される。モータ２により保持
機構１で保持されたウエハー３が回転させられると、ノ
ズル４ａ、４ｂから純水が供給され、ウエハー３を洗浄
し、所定の時間経過後、純水の供給が停止されると、内
部回転部材１３を矢印Ｘの方向に僅かに回転させる。そ
うすると、可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃはウエハー３の縁
から離れ、そして、ほぼ同時に他の一組の可動爪１２ａ
、１２ｂ及び１２ｃがウエハー３の、可動爪１ａ、１ｂ
及び１ｃが保持する位置とは異なる位置の縁を保持し、
固定する。そして再び純水をノズル４ａ、４ｂから給水
し、ウエハー３を洗浄する。このようにウエハー３の縁
を持ち替えることにより、最初に可動爪１ａ、１ｂ及び
１ｃで保持されていたウエハー３の縁の部分も洗浄され
ることになる。

【００１２】所定の時間洗浄後、給水を停止し、可動爪
１２ａ、１２ｂ及び１２ｃでウエハー３を保持したまま
回転させ続けると、遠心力により水が飛散し、乾燥させ
ることができる。所が、可動爪１２ａ、１２ｂ及び１２
ｃとウエハー３の縁との間に水が残留していて、それら
の部分は充分に乾燥さすことができないので、次に内部
回転部材１３を矢印Ｙの方向に回転させ、ウエハー３の
縁から可動爪１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを離すとほぼ同
時に、可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃで、可動爪１２ａ、１
２ｂ及び１２ｃの位置とは異なる位置のウエハー３の縁
を保持、固定し、再びウエハー３を回転させると、前記
の残留していた水を乾燥させることができる。これらの
乾燥処理時間であるが、可動爪１２ａ、１２ｂ及び１２
ｃでウエハー３を保持している状態の時は３０００ｒｐ
ｍで約１２０秒、可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃに持ち替え
て保持した状態の時は３０００ｒｐｍで約５秒で乾燥さ
せることができた。

【００１３】前記の各可動爪１ａ、１ｂ、１ｃ、１２ａ
、１２ｂ及び１２ｃは、図３に一部分を拡大して示した
ように、矢印Ｘの直径方向に水平に僅かに移動する可動
板２０の先端に一体に形成されていて、ウエハー３の縁
を受ける水平なウエハー受け部１０とその縁を挟む楔状
押さえ爪２１とからなっている。これらの楔状押さえ爪
２１のエッジはウエハー受け部１０の水平面に垂直に形
成されている。ウエハー受け部１０はその面積は出来る
だけ小であることが好ましい。しかし、図３Ｂに示した
ように、ウエハー受け部１０の矢印Ｘの水平方向の長さ
Ｌは、可動板２０が矢印Ｘの方向にに移動しても、ウエ
ハー３が脱落しないような長さに設計しておく必要があ
る。即ち、可動板２０のストロークをＳとすると、〔数
１〕で表される関係で、ウエハー受け部１０の長さＬを
定めることである。なお、図３Ｂの実線で示した可動爪
の位置は、可動爪が最大限移動して開いた状態を示して
いる。

【００１４】

【数１】

【００１５】図４には、この発明のディスク保持装置の
保持機構の第２の実施例の原理を示した。可動爪１３ａ
、１３ｂ及び１３ｃは、構造、構成共に可動爪１２ａ、
１２ｂ及び１２ｃと同一であるが、配置が異なり、可動
爪１ａ、１ｂ及び１ｃのそれぞれと隣接して配置した例
である。ウエハー３に対する可動爪１ａ、１ｂ及び１ｃ
と可動爪１３ａ、１３ｂ及び１３ｃとの保持位置の切り
換え動作は第１の実施例の場合と同一であるので、その
説明を省略する。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明のウエハー保持
装置は、ウエハーの処理時に、ウエハー面上の薬液と未
反応な場所、水洗されなかった場所及び未乾燥な場所を
無くすことができ、ウォータマークの発生を防止できる
のでウエハーの品質を向上させる効果がある。また、ス
ループットの低下を抑制できるので装置の稼働率を向上
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のウエハー保持装置の保持機構の第１
の実施例の原理を説明するための略線図である。

【図２】図１に示した原理を具現する機構を図示した平
面図である。

【図３】この発明に用いる保持機構の可動爪の一部拡大
図で、同図Ａは斜視図、同図Ｂは可動爪の構成要素の寸
法関係を説明するための側面図である。

【図４】この発明のウエハー保持装置の保持機構の第２
の実施例の原理を説明するための略線図である。

【図５】従来のウエハー保持装置の構成を表す略線図で
ある。

【図６】図５の保持機構の一構成要素である可動爪の配
置を示す説明図である。

【図７】図６の可動爪の構成概念図で、実線の位置はウ
エハーの縁を保持固定している状態を、点線の位置はウ
エハーの縁を離した状態を示す。

【図８】従来のウエハー保持装置の可動爪でウエハーを
処理した場合に残るウォータマークを表す図である。

【符号の説明】

１　　　　保持機構 １ａ　　　　可動爪 １ｂ　　　　可動爪 １ｃ　　　　可動爪 ２　　　　モータ ３　　　　ウエハー ４ａ　　　　ノズル ４ｂ　　　　ノズル ５　　　　カバー ６　　　　ゲートバルブ ７　　　　ゲートバルブ ８　　　　排水口 １０　　　　ウエハー受け部 １１ａ　　　　位置 １１ｂ　　　　位置 １１ｃ　　　　位置 １２ａ　　　　可動爪 １２ｂ　　　　可動爪 １２ｃ　　　　可動爪 １３　　　　内部回転部材 １４ａ　　　　アーム １４ｂ　　　　アーム １４ｃ　　　　アーム １５　　　　支持部 １６　　　　支持部 １７　　　　回動支点 ２０　　　　可動板 ２１　　　　楔状押さえ爪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枚葉式のディスク処理装置において、ディ
   スクの外周を３点以上の可動爪にて保持する保持機構を
   ２組以上、前記可動爪が開状態で前記外周上の異なる位
   置にくるように配置し、前記異なる組の可動爪を交互に
   開閉することにより、前記ディスクの外周での保持位置
   を切り換えるように構成したことを特徴とするディスク
   保持装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のディスク保持装置の前記
   異なる組の可動爪を２回以上切り換えて、前記ディスク
   の外周を、その位置を異にして保持しながら、前記ディ
   スクを薬液にて処理し、或いは水にて洗浄することを特
   徴とするディスク処理方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載のディスク保持装置の前記
   可動爪により、前記ディスクの外周を保持しながら、前
   記保持機構を回転させることにより前記ディスクに付着
   した液体を乾燥させ、更に、他の組の可動爪に切り換え
   て、前記ディスクの外周保持位置を切り換え、前記ディ
   スクを乾燥させることを特徴とするディスク処理方法。