JPH10150013A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に均一な処理を行うことができる
基板処理装置を提供する。 【解決手段】 複数の基板Ｗ（ロット）を収納したカセ
ット１０が基板搬送ロボット２０のチャック２３によっ
て把持されている。基板搬送ロボット２０は、基台５０
のガイド溝５１に沿って、上下方向に移動自在に構成さ
れている。そして、薬液槽ＣＢ１に貯留された薬液にカ
セット１０を浸漬することによって薬液処理が行われ
る。その際、カセット１０を上下方向、すなわち基板Ｗ
の径方向に揺動する。この揺動動作は、薬液中でカセッ
ト１０が上下方向に揺動している状態と揺動範囲内の任
意の位置で一旦停止している状態とを繰り返す動作とし
ている。

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、半導体基板、液
晶ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および光ディ
スク用基板などの薄板状基板（以下、単に「基板」と称
する）を処理液に浸漬して基板表面に諸処理を施す基板
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような基板処理装置は、薬
液処理槽と水洗槽とを備え、これらに基板を順次浸漬す
る複数工程により、基板表面の汚染物質を除去したり、
基板表面の酸化膜をエッチングしたり、レジスト膜を剥
離したりする。

【０００３】この際、槽内の処理液に定常流が形成され
ていたり、薬液の濃度が不均一な場合は、基板表面の処
理結果が不均一（エッチングむらなど）となる可能性も
あるため、浸漬処理時に基板を揺動させて処理の均一性
を確保するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浸漬処
理時に基板を揺動させても、なお、処理結果が不均一と
なることがあった。周知のように、基板の表面処理結果
が不均一になると、当該基板の品質が劣化するため、場
合によっては、その基板の含まれるロットが不良ロット
として扱われることもある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、基板の表面に均一な処理を行うことができる基
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】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、基板を保持しつつ処理液に浸漬
して所定の処理を行う基板処理装置において、(a) 前記
処理液を貯留する処理槽と、(b) 基板を保持しつつ、前
記処理液を貯留した前記処理槽に前記基板を浸漬する保
持部と、(c) 前記処理液を貯留した前記処理槽中におい
て、前記保持部に保持された基板を該基板の径方向に揺
動させる揺動期間と、前記揺動を停止する複数の停止期
間とが混在するように前記保持部の動作を制御する揺動
制御手段と、を備えている。

【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
に係る基板処理装置において、前記揺動制御手段に、前
記基板が少なくとも前記基板の揺動範囲の一端部に位置
しているときに、前記停止期間を存在させるように前記
保持部の動作を制御させている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【０００９】

【第１実施形態】図１は、本発明に係る基板処理装置の
一例を示す正面概略図である。この基板処理装置１００
は、基板搬送ロボット２０と、２つの薬液槽ＣＢ１、Ｃ
Ｂ２と、２つの水洗槽ＷＢ１、ＷＢ２とを備えている。
また、基板処理装置１００は、その両端に、未処理基板
を払い出すローダー部ＬＤ（図中の左端）と、処理済み
の基板を受け取るアンローダー部ＵＬＤ（図中の右端）
とを備えている。

【００１０】薬液槽ＣＢ１、ＣＢ２は硫酸、アンモニ
ア、塩酸、フッ酸、過酸化水素水またはそれらの混合液
などの薬液を収容する槽であり、これらの槽において基
板表面の酸化膜をエッチングしたり、レジスト膜を剥離
したりする。また、水洗槽ＷＢ１、ＷＢ２は純水を収容
し、基板Ｗに付着した薬液を洗浄する槽である。

【００１１】基板搬送ロボット２０は、基台５０に、上
下方向に移動自在に取り付けられており、図示を省略す
る駆動手段によって上下駆動される。また、基台５０
は、基板処理装置１００の本体部に、左右方向（ローダ
ー部ＬＤとアンローダー部ＵＬＤとを結ぶ方向）に移動
自在に取り付けられており、図示を省略する駆動手段に
よって左右に移動される。そして、この基板搬送ロボッ
ト２０は、ローダー部ＬＤ、アンローダー部ＵＬＤおよ
び上記の各処理槽間でロット（一組の複数の基板Ｗ）を
収納したカセット１０の搬送を行うとともに、当該カセ
ット１０を各処理槽中に浸漬する機能を有している。ロ
ットを収納したカセット１０の浸漬処理の様子について
は、後に詳述する。

【００１２】図２は、基板処理装置１００の制御機構を
説明するための機能ブロック図である。この基板処理装
置１００には、卓上型コンピュータ３０が組み込まれて
おり、オペレータは当該卓上型コンピュータ３０を介し
て装置に指令を与えたり、処理パターンや処理条件を設
定することができる。

【００１３】卓上型コンピュータ３０は、その本体部で
あるＣＰＵ３１と、読み出し専用メモリーであるＲＯＭ
３２と、読み書き自在のメモリーであるＲＡＭ３３と、
制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気デ
ィスク３４と、付随する入出力機器とのインターフェイ
スである入出力ポート３５と、基板処理装置１００を直
接制御する装置とのインターフェイスであるネットワー
クポート３６と、基板処理装置１００外部に設けられて
いるホストコンピュータなどと通信を行う通信ポート３
７とを備えている。また、卓上型コンピュータ３０に
は、入出力ポート３５を介してディスプレイ３８とキー
ボード３９とが付随して設けられており、オペレータは
ディスプレイ３８の表示を確認しつつ、キーボード３９
からコマンドやパラメータを入力することができる。

【００１４】卓上型コンピュータ３０に入力された指令
は、処理用のソフトウェアに基づいて処理され、必要に
応じて当該卓上型コンピュータ３０からネットワークポ
ート３６を介してマスターコントローラ４０および槽コ
ントローラ４１などに伝達される。マスターコントロー
ラ（揺動制御手段）４０は、基台５０および基板搬送ロ
ボット２０（図１参照）の動作を制御する。また、槽コ
ントローラ４１は、各処理槽への処理液の供給、排出な
どを制御する。

【００１５】以上のような構成の基板処理装置１００の
動作について以下に説明する。

【００１６】既述したように、基板処理装置１００は、
ロットをカセット１０ごと搬送し、浸漬処理を行う、い
わゆるカセット搬送方式の装置である。図３は、ロット
を収納したカセット１０を薬液槽ＣＢ１に浸漬するとき
の様子を説明する図である。図示の如く、カセット１０
には、鍔１０ａが設けられている。また、カセット１０
には、その内側に基板Ｗを保持するための複数の溝が一
定のピッチで平行に設けられており（図示省略）、当該
複数の溝に基板Ｗが保持されることによって、ロットが
カセット１０に収納されることとなる。そして、この際
に、ロットを構成する各基板Ｗの主面が鉛直方向に平行
となるように保持されている。

【００１７】一方、基板搬送ロボット２０の基体である
ヘッド２１は、基台５０に、そのガイド溝５１に沿って
上下方向に移動自在に取り付けられている。そして、上
述したように、このヘッド２１は、マスターコントロー
ラ４０の指示に従って、図示しない駆動手段により、上
下方向に移動する。なお、ヘッド２１を駆動する手段と
しては、基台５０内に設けたモータに連結したプーリと
ヘッド２１が固設されたチェーンとの組み合わせでも良
いし、ヘッド２１内部に設けたモータに連結したピニオ
ンと基台５０に設けたラックとの組み合わせを利用して
も良く、その他の公知の直線運動を採用できるものであ
る。

【００１８】また、ヘッド２１は、２つの回転軸２２を
回転自在に設けており、当該回転軸２２は、ヘッド２１
内部の駆動手段（図示省略）によって回転動作を行う。
２つの回転軸２２には、それぞれチャック２３が固定さ
れており、当該チャック２３の先端には、把持爪２３ａ
がＬ字型に設けられている。従って、回転軸２２の回転
動作にともなって、チャック２３およびその先端部の把
持爪２３ａも回転動作を行うこととなる。

【００１９】基板搬送ロボット２０が、ローダー部ＬＤ
（図１）からロットを収納したカセット１０を払い出す
ときには、そのヘッド２１をカセット１０の上方に位置
させ、回転軸２２の回転によって、把持爪２３ａの間隔
を拡げた状態で、降下し、その後、回転軸２２を上記と
は逆方向に回転させて、把持爪２３ａがカセット１０の
鍔１０ａの下方に位置するようにする。そして、この状
態で基板搬送ロボット２０が上昇することにより、把持
爪２３ａがカセット１０の鍔１０ａに当接し、当該カセ
ット１０が保持された状態となる。カセット１０の搬
送、各処理槽への浸漬は、常にこの状態で行われる。そ
して、予め定められた処理手順に従った一連の処理が終
了し、アンローダー部ＵＬＤにカセット１０を渡すとき
には、上記と逆の動作を行う。

【００２０】ロットを収納したカセット１０を処理槽、
例えば薬液槽ＣＢ１に浸漬するときには、基台５０が移
動してカセット１０を薬液槽ＣＢ１の上方に位置させ、
次に、基板搬送ロボット２０のヘッド２１をガイド溝５
１に沿って降下させ、該カセット１０を薬液槽ＣＢ１に
貯留された薬液中に浸漬させる。浸漬処理中は、槽コン
トローラ４１の指示に従って、薬液槽ＣＢ１のノズル６
０から薬液が供給され続けている。そして、このとき
に、薬液中の定常流や濃度不均一の影響を抑えるべく、
カセット１０を揺動させる。これは、マスターコントロ
ーラ４０の指示に従って、ガイド溝５１に沿ってヘッド
２１を上下方向に揺動させることにより、チャック２３
に保持されたカセット１０も連動して上下方向に揺動す
るものである。なお、ロットを構成する各基板Ｗの主面
は鉛直方向に平行となるようにカセット１０に保持され
ているため、上記の揺動方向は、基板の径方向である。

【００２１】カセット１０の揺動動作は、図３に示した
揺動範囲内において（カセット１０の下端がこの範囲内
に位置するように）周期的に行われる。なお、カセット
１０がこの揺動範囲の上端に位置するときも基板Ｗの上
端が薬液面上に出ることはない。そして、このときの揺
動動作パターンは、予め卓上型コンピュータ３０に入力
されたパターンであり、当該パターンに従ってマスター
コントローラ４０がヘッド２１の動作を制御する。

【００２２】図６は、基板処理装置１００で採用される
カセット１０の揺動パターンの例を示す図である。同図
においては、横軸が揺動動作中の経過時間ｔを示し、縦
軸が上記揺動範囲中の揺動位置を示している。本発明に
係る基板処理装置においては、例えば、図６（ａ）に示
す如く、揺動範囲の上端において揺動動作を停止する停
止期間が設けられている。同様に、図６（ｂ）に示すパ
ターンでは、揺動範囲の上端および下端において揺動動
作を停止する停止期間が設けられている。さらに、図６
（ｃ）に示すパターンでは、揺動範囲の中間において停
止期間が設けられている。これは、いずれも、揺動期間
と複数の停止期間とが混在した揺動パターンである。

【００２３】図６に示したような揺動パターンに従っ
て、基板搬送ロボット２０の動作を制御することによ
り、カセット１０は、薬液中で揺動している状態と停止
している状態が周期的に繰り返されることとなる。そし
て、このようにすることにより、カセット１０を常に揺
動し続けるよりも、基板Ｗの表面に対する処理が均一と
なる。これは、カセット１０が停止した状態で薬液によ
る処理が進行し、揺動している状態で薬液中の定常流や
濃度不均一の影響が抑えられ、その両方が繰り返される
ことによって、基板Ｗに対して均一で良好な処理がなさ
れるものと考えられる。

【００２４】なお、上記揺動パターンは、図６に示した
例に限定されるものではなく、揺動期間と複数の停止期
間とが混在した揺動パターンであれば、任意のパターン
が可能であり、例えば、揺動範囲の下端においてのみ停
止期間を設けるようにしてもよい。また、例えば、図６
（ａ）に示すのと同様のパターンであっても、その停止
期間を延長したり、短縮したりしてもかまわないが、本
発明者の実験によれば、停止期間は１０秒程度が好まし
い。

【００２５】

【第２実施形態】上記の第１実施形態においては、ロッ
トをカセット１０ごと搬送し、浸漬処理を行う、いわゆ
るカセット搬送方式の基板処理装置であったが、本発明
に係る基板処理装置は、ロットを直接保持して搬送、浸
漬処理を行う、いわゆるカセットレス搬送方式の基板処
理装置であってもよい。以下、本発明に係るカセットレ
ス搬送方式の基板処理装置について説明するが、装置全
体の概略は図１に示した第１実施形態のものと概ね同様
である。

【００２６】図４は、本発明に係るカセットレス搬送方
式の基板処理装置の基板搬送ロボット２０を示す斜視図
である。この基板搬送ロボット２０が、上記第１実施形
態と異なる点は、チャック２３に把持爪２３ａが設けら
れているのではなく、保持棒２４と補助棒２５とが互い
に平行となるように設けられている点である。そして、
保持棒２４および補助棒２５には、基板Ｗを直接保持す
るための複数の溝が一定のピッチで平行に設けられてお
り、ロットを構成する各基板Ｗの主面が鉛直方向に平行
となるように保持される。基板搬送ロボット２０につい
て、上記以外の部分は第１実施形態と同様であるので、
説明を省略する。

【００２７】基板搬送ロボット２０がローダー部ＬＤ
（図１参照）においてロットを受け取る際には、ローダ
ー部ＬＤに設けられたホルダ（図示省略）が上昇して、
カセット１０からロットを取り出し、その取り出された
ロットをチャック２３の保持棒２４および補助棒２５に
よって保持する。なお、基板搬送ロボット２０がアンロ
ーダー部ＵＬＤにロットを渡すときは、これとは逆の動
作となる。

【００２８】次に、基板搬送ロボット２０に直接保持さ
れたロットが薬液槽ＣＢ１に搬入される。この際、本第
２実施形態では、基板搬送ロボット２０から薬液槽ＣＢ
１に備えられたリフタにロットが渡された後、当該リフ
タが薬液槽ＣＢ１に貯留された薬液中にロットを浸漬さ
せる。

【００２９】図５は、リフタ７０に保持されたロットを
薬液槽ＣＢ１に浸漬するときの様子を説明する図であ
る。すなわち、第２実施形態における各処理槽には、そ
れぞれリフタが備えられており、当該リフタは図示しな
い駆動手段によって昇降自在に構成されている。また、
これらリフタはマスターコントローラ４０（図２参照）
によって制御されている。

【００３０】薬液槽ＣＢ１に備えられたリフタ７０が基
板搬送ロボット２０からロットを受け取る際には、リフ
タ７０に設けられた支持棒７０ａ、７０ｂ、７０ｃが薬
液面から出た状態まで当該リフタ７０が上昇する。そし
て、その状態で、基板搬送ロボット２０からロットを受
け取る。このとき、リフタ７０は、３本の支持棒７０
ａ、７０ｂ、７０ｃによってロットを保持することとな
る。３本の支持棒７０ａ、７０ｂ、７０ｃには、保持棒
２４および補助棒２５と類似の溝が形成されているた
め、リフタ７０に保持されたロットは、各基板Ｗの主面
が鉛直方向に平行となるように保持される。

【００３１】次に、リフタ７０が下降すると、それに保
持されたロットは、薬液中に浸漬されることとなる。そ
して、浸漬処理中は、上記第１実施形態と同様に、リフ
タ７０が揺動動作を行う。このときの揺動動作も、上記
第１実施形態と同様に、図６に示したような揺動パター
ンに従って行われる。このときの揺動範囲は図５に示し
た通りであり、ロットを構成する基板Ｗの下端がこの範
囲内に位置するように揺動動作が行われる。なお、ロッ
トが揺動範囲の上端に位置していても、その上端が薬液
面から出ることはない。

【００３２】以上のようにすれば、揺動パターンには揺
動期間と複数の停止期間とが混在しており、ロットが薬
液中で揺動している状態と停止している状態が周期的に
繰り返されることとなるため、上記第１実施形態と同様
の効果、すなわち基板Ｗに対する処理の均一性を得るこ
とができる。

【００３３】

【変形例】以上、この発明の実施形態について説明した
が、この発明は上記の例に限定されるものではなく、例
えば、図６の揺動パターンに従った揺動動作を水洗槽Ｗ
Ｂ１、ＷＢ２中で行ってもよい。この場合は、基板Ｗの
表面洗浄を均一なものとすることができる。なお、水洗
槽ＷＢ１、ＷＢ２において揺動動作を行う場合は、ロッ
トの上端の一部が水面からでてもかまわない。

【００３４】また、第１実施形態において、カセット１
０を各処理槽のリフタ（第２実施形態に記載したリフタ
７０と類似のもの）に渡し、そのリフタが処理液中にお
いて揺動動作を行ってもよいし、逆に第２実施形態にお
いて、ロットを保持した基板搬送ロボット２０が直接処
理液中にそのロットを浸漬、揺動するようにしてもよ
い。すなわち、処理液中でロットを揺動できる装置構成
であればかまわない。

【００３５】さらに、上記実施形態においては、処理液
ごとに複数の処理槽を備えた基板処理装置であったが、
１つの槽に薬液および純水を順次貯留するタイプの基板
処理装置であってもかまわない。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、基板をその径方向に揺動させる揺動期間と、前記揺
動を停止する複数の停止期間とが混在するように前記保
持部の動作を制御しているため、該基板が揺動している
状態と停止している状態が繰り返されることとなり、そ
の結果、基板の表面に均一な処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の一例を示す正面概
略図である。

【図２】図１の基板処理装置の制御機構を説明するため
の機能ブロック図である。

【図３】ロットを収納したカセットを薬液槽に浸漬する
ときの様子を説明する図である。

【図４】本発明に係るカセットレス搬送方式の基板処理
装置の基板搬送ロボットを示す斜視図である。

【図５】リフタに保持されたロットを薬液槽に浸漬する
ときの様子を説明する図である。

【図６】図１の基板処理装置で採用されるカセットの揺
動パターンの例を示す図である。

【符号の説明】

２０ 基板搬送ロボット ４０ マスターコントローラ １００ 基板処理装置 ＣＢ１、ＣＢ２ 薬液槽 ＷＢ１、ＷＢ２ 水洗槽 Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持しつつ処理液に浸漬して所定
   の処理を行う基板処理装置において、 (a) 前記処理液を貯留する処理槽と、 (b) 基板を保持しつつ、前記処理液を貯留した前記処理
   槽に前記基板を浸漬する保持部と、 (c) 前記処理液を貯留した前記処理槽中において、前記
   保持部に保持された基板を該基板の径方向に揺動させる
   揺動期間と、前記揺動を停止する複数の停止期間とが混
   在するように前記保持部の動作を制御する揺動制御手段
   と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記揺動制御手段は、前記基板が少なくとも前記基板の
   揺動範囲の一端部に位置しているときに、前記停止期間
   を存在させるように前記保持部の動作を制御することを
   特徴とする基板処理装置。