(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の矩形状の基板を化学処理する化学処理装置において、
化学処理液が収容される処理槽と、
複数の基板が収容され基板を収容した状態で化学処理および搬送に用いられる収容搬送容器であって、少なくとも１対の対向する側壁部を備え、対向する１対の側壁部には、基板を１枚ごとに位置決めするための側溝が対向する位置にそれぞれ形成され、上下方向に化学処理液が流通できるように開口され、下開口部には、側壁部に形成される側溝に対応するように基板を１枚ごとに位置決めすることができる下位置決め部材を有する収容搬送容器と、
基板が収容される収容搬送容器を把持する把持手段と、
把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる傾斜手段と、
把持手段に把持される収容搬送容器を少なくとも２次元方向に移動させる搬送手段とを含み、
前記収容搬送容器は２つの前記下位置決め部材を有しており、該下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、該棒状部材の外周を一周する、断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めするように構成され、
前記収容搬送容器は、１つの基板について、各下位置決め部材にそれぞれ形成される１つの位置決め溝と、各側壁部にそれぞれ形成される１つの側溝との、合計４つの溝の周辺部において接することで、該１つの基板を保持するように構成され、
前記側溝は、前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さが、前記位置決め溝における前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さと比較して、長く形成され、
前記下位置決め部材は、前記側溝の下端よりも下方に設けられることを特徴とする基板の化学処理装置。
【請求項２】
傾斜手段が把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる角度は、１度〜１０度であることを特徴とする請求項１記載の基板の化学処理装置。
【請求項３】
下位置決め部材は、
側壁部に形成される側溝の中心に対して位置決め溝の中心が、複数の基板が収容搬送容器内に収容されて配列される方向においてずれを有するように収容搬送容器に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の基板の化学処理装置。
【請求項４】
複数の矩形状の基板を化学処理する化学処理方法において、
少なくとも１対の対向する側壁部を備え、対向する１対の側壁部には、基板を１枚ごとに位置決めするための側溝が対向する位置にそれぞれ形成され、上下方向に化学処理液が流通できるように開口され、下開口部には、側壁部に形成される側溝に対応するように基板を１枚ごとに位置決めすることができる下位置決め部材を有する収容搬送容器に、複数の基板を収容する工程と、
基板が収容される収容搬送容器を把持する工程と、
把持される収容搬送容器を、化学処理液が収容される処理槽まで搬送して処理槽の中へ装入し、収容搬送容器に収容される基板を化学処理液に浸漬する工程と、
処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程と、
収容搬送容器を処理槽から引上げる工程と、
収容搬送容器を他の処理槽まで搬送する工程とを含み、
前記収容搬送容器は２つの前記下位置決め部材を有しており、該下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、該棒状部材の外周を一周する、断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めするように構成され、
前記収容搬送容器は、１つの基板について、各下位置決め部材にそれぞれ形成される１つの位置決め溝と、各側壁部にそれぞれ形成される１つの側溝との、合計４つの溝の周辺部において接することで、該１つの基板を保持するように構成され、
前記側溝は、前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さが、前記位置決め溝における前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さと比較して、長く形成され、
前記下位置決め部材は、前記側溝の下端よりも下方に設けられることを特徴とする基板の化学処理方法。
【請求項５】
処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程では、
収容搬送容器の傾斜角度が、１度〜１０度になるように傾斜させることを特徴とする請求項４記載の基板の化学処理方法。
【請求項６】
処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程では、
収容搬送容器が傾斜された状態で保持されることを特徴とする請求項４または５記載の基板の化学処理方法。
【請求項７】
収容搬送容器を他の処理槽まで搬送する工程では、
収容搬送容器の傾斜を回復して収容搬送容器を水平に保持することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の基板の化学処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばシリコンウエハなどの基板の化学処理装置および化学処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セル、半導体デバイスなどの生産工程においては、シリコンウエハなどの基板をキャリアと呼ばれる収容搬送容器に収容し、キャリアに収容される基板を処理槽中の処理液に浸漬して、ウェットエッチング、洗浄などの化学処理が行われている。
【０００３】
図１１は従来のキャリア１の典型的な構成を示す斜視図であり、図１２はキャリア１の長手方向に対して垂直な断面を見た図である。キャリア１は、複数の基板２が収容され、基板２を収容した状態で搬送すること、および化学処理することに用いられる収容搬送容器である。キャリア１は、１対の対向する右側壁部３と左側壁部４とを備え、長手方向の両端部において、右側壁部３と左側壁部４とが、略Ｕ字状の形状を有する部材からなる第１連結部５と第２連結部６とによってそれぞれ連結される。なお、右側壁部３と左側壁部４とが設けられる間隔は、後述する側溝９に処理対象とする基板２を挿入することができるように、基板２の寸法に整合される。
【０００４】
また、キャリア１は、上下方向に化学処理液が流通できるように開口され、下開口部には、収容される基板２の落下を防ぎ、基板２を保持することができるように、第１連結部５と第２連結部６とを長手方向に連ねるようにして、右および左基板保持部７，８が右側壁部３と左側壁部４との下方にそれぞれ設けられる。
【０００５】
対向して設けられる１対の右および左側壁部３，４には、基板２を１枚ごとに位置決めするための側溝９が対向する位置にそれぞれ形成される。側溝９を総称する場合には、参照符号９で表し、右および左側壁部３，４に形成される側溝９をそれぞれ区別する場合、右側壁部３に形成される側溝９ａには、アルファベットのａを付し、左側壁部４に形成される側溝９ｂには、アルファベットのｂを付して表す。また、右および左側壁部３，４には、その上部に外方に約９０度曲がるようにして張出す張出部３ａ，４ａがそれぞれ形成される。これらの張出部３ａ，４ａは、キャリア１を把持するとき、キャリア１の落下を確実に防止できるように形成される。
【０００６】
このようなキャリア１は、酸、アルカリなどの薬品に対する耐性を有するように、たとえばポリプロピレンまたはパーフルオロアルコキシ樹脂（略称ＰＦＡ）などで形成される。平面から見た形状が矩形の基板２は、キャリア１の側溝９に１枚ずつ挿入され、下部を右および左基板保持部７，８によって保持される。側溝９は、予め定めるピッチで形成され、側溝９に挿入される基板２は、１枚ごとに側溝９によって位置決めされる。
【０００７】
基板２の化学処理は、図１１および図１２に示すようなキャリア１に、基板２を側溝９に挿入してセットし、化学処理装置で、ウェットエッチング、洗浄、乾燥などの各処理を順次行なう。
【０００８】
従来、基板の化学処理を行う工程には、人手を介する作業、たとえば洗浄が終了した基板がセットされているキャリアを人手によって把持して乾燥機へ装入するなどの作業があり、人手からの発塵によりキャリアおよび基板が汚染されるという問題があった。
【０００９】
この問題に対して、キャリアにキャリアホルダを設けるとともに、キャリアを把持するキャリア掴みを準備し、キャリアホルダを操作してキャリアをキャリアホルダから取出しまたは装着しやすい状態にし、該キャリアをキャリア掴みで把持するようにして、人手を介して取扱うにしても直接キャリアに触れることを避けることによって、人手による取扱いに起因するキャリアおよび基板の汚染を防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、ロボット化技術の進展に伴い、各種の把持装置、搬送装置等が開発されるに至ったことによって、キャリアを把持して化学処理液が収容される処理槽まで搬送し、キャリアを処理槽中に装入し、キャリアを処理槽から引上げ、キャリアを他の処理装置へ搬送する操作を各処理毎に繰返して基板の化学処理を行なうという工程は、一般的に自動化されるようになり、人手による汚染の問題に対処する特許文献１に開示される技術の有用性は低下している。
【００１１】
近年、太陽電池セル、半導体デバイスなどの小型化および薄型化の要請に応じて、基板の厚さが薄型化される傾向にあり、基板の厚さが薄くなるのに伴って、基板同士が吸着し、基板２の損傷、破壊という問題が生じるに至っている。基板２が薄くなると、側溝９の溝幅に対して基板２の厚さが占める比率が小さくなるので、基板２と側溝９の壁面との間隔が大きくなり、側溝９内で基板２が揺動しやすくなる。また薄型化された基板２は、強度が低下して湾曲等の変形を生じやすくなる。このことによって、キャリア１の側溝９に挿入されている基板同士が、化学処理液の表面張力によって吸着し、吸着した基板同士が擦過して損傷または割れに至るという問題がある。特に、自動化された機器により、１つのキャリアから後工程への基板の搬送に用いるキャリアへ基板を移載するとき、基板に割れが発生しやすいという問題がある。
【００１２】
図１３は基板が側溝内で位置ずれしている状態を示す側面から見た部分断面図であり、図１４は隣合う基板同士が吸着している状態を示す上面図である。図１３および図１４に示すような基板の位置ずれおよび基板同士の吸着は、処理槽の化学処理液からキャリア１を引上げるとき、特に、化学処理液を用いる処理の最終処理となる洗浄処理から乾燥処理に移るときに発生しやすい。化学処理液を用いる処理から次の化学処理液を用いる処理へ移るときには、一旦吸着した基板２が、次の化学処理液中に浸漬されることによって、化学処理液中で離れ、吸着が解消されることが多い。
【００１３】
基板２のサイズは、１枚の基板からの製品採取効率を向上させるために益々大型化する傾向にあるにも関わらず、基板２の厚さはサイズの大型化に応じて厚くなることがなく、むしろ前述のように、薄型化する傾向にあるので、基板２が一層変形しやすく、基板同士の吸着が生じやすいという状況にある。
【００１４】
基板同士の吸着を防止するために、キャリアの側溝を形成するピッチを大きくすることが考えられる。しかしながら、側溝形成ピッチを大きくすることによって、基板同士の吸着を防止することができるけれども、１個のキャリアで処理することのできる基板の枚数が減少し、生産効率が低下するので好ましくない。
【００１５】
このような問題に対処する従来技術として、処理槽の一側面を外方へ傾斜させ、この傾斜面に沿って基板を収容した治具を摺動させて引上げることが提案される（特許文献２参照）。特許文献２によれば、治具に収容される基板の向きおよび基板間の間隔の整列状態を整えながら処理槽すなわち処理液から引上げることができるので、基板を処理液から離液させる際に基板同士が吸着することを防止し、基板の損傷を防止できるとする。
【００１６】
しかしながら、特許文献２に開示の技術には、以下のような問題がある。特許文献２では、基板の整列状態を整えながら治具を処理槽から引上げることに作業者の技量のばらつきがあるので、このばらつきを軽減することを目的としていることから、基本的に基板が収容される治具を処理槽から引上げる作業を、人手で行うことを前提としている。すなわち、特許文献２では、基板の化学処理が自動化されておらず、人手を介して基板を収容する治具の取扱いを行うので、基板が汚染されるという問題がある。
【００１７】
また、特許文献２では、最終的に基板を３０度以上（好ましくは４０度）傾斜させた状態で処理槽の液中から離液させている。前述のように、基板のサイズが大型化かつ薄型化する傾向にあり、この大型かつ薄型の基板を大きく傾斜させると、基板の変形量が極めて大きくなるので、治具に形成される突起の間隔で基板同士を整列させようとしても、基板同士が吸着するおそれを完全に払拭することができない。特許文献２の技術において、変形量が大きい基板同士の吸着を防止するには、突起間隔を大きくせざるを得ず、突起間隔を大きくすると１つの治具当りの基板処理枚数が減少して生産効率が低下するという問題がある。
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−７７８８０号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、基板の化学処理を自動で行い、基板同士の吸着を防止して基板の損傷発生を防止することができる基板の化学処理装置および化学処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、複数の矩形状の基板を化学処理する化学処理装置において、
化学処理液が収容される処理槽と、
複数の基板が収容され基板を収容した状態で化学処理および搬送に用いられる収容搬送容器であって、少なくとも１対の対向する側壁部を備え、対向する１対の側壁部には、基板を１枚ごとに位置決めするための側溝が対向する位置にそれぞれ形成され、上下方向に化学処理液が流通できるように開口され、下開口部には、側壁部に形成される側溝に対応するように基板を１枚ごとに位置決めすることができる下位置決め部材を有する収容搬送容器と、
基板が収容される収容搬送容器を把持する把持手段と、
把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる傾斜手段と、
把持手段に把持される収容搬送容器を少なくとも２次元方向に移動させる搬送手段とを含み、
前記収容搬送容器は２つの前記下位置決め部材を有しており、該下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、該棒状部材の外周を一周する、断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めするように構成され、
前記収容搬送容器は、１つの基板について、各下位置決め部材にそれぞれ形成される１つの位置決め溝と、各側壁部にそれぞれ形成される１つの側溝との、合計４つの溝の周辺部において接することで、該１つの基板を保持するように構成され、
前記側溝は、前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さが、前記位置決め溝における前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さと比較して、長く形成され、
前記下位置決め部材は、前記側溝の下端よりも下方に設けられることを特徴とする基板の化学処理装置である。
【００２１】
また本発明は、傾斜手段が把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる角度は、１度〜１０度であることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、下位置決め部材は、
側壁部に形成される側溝の中心に対して位置決め溝の中心が、複数の基板が収容搬送容器内に収容されて配列される方向においてずれを有するように収容搬送容器に設けられることを特徴とする。
【００２４】
本発明は、複数の矩形状の基板を化学処理する化学処理方法において、
少なくとも１対の対向する側壁部を備え、対向する１対の側壁部には、基板を１枚ごとに位置決めするための側溝が対向する位置にそれぞれ形成され、上下方向に化学処理液が流通できるように開口され、下開口部には、側壁部に形成される側溝に対応するように基板を１枚ごとに位置決めすることができる下位置決め部材を有する収容搬送容器に、複数の基板を収容する工程と、
基板が収容される収容搬送容器を把持する工程と、
把持される収容搬送容器を、化学処理液が収容される処理槽まで搬送して処理槽の中へ装入し、収容搬送容器に収容される基板を化学処理液に浸漬する工程と、
処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程と、
収容搬送容器を処理槽から引上げる工程と、
収容搬送容器を他の処理槽まで搬送する工程とを含み、
前記収容搬送容器は２つの前記下位置決め部材を有しており、該下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、該棒状部材の外周を一周する、断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めするように構成され、
前記収容搬送容器は、１つの基板について、各下位置決め部材にそれぞれ形成される１つの位置決め溝と、各側壁部にそれぞれ形成される１つの側溝との、合計４つの溝の周辺部において接することで、該１つの基板を保持するように構成され、
前記側溝は、前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さが、前記位置決め溝における前記基板の辺縁部に沿って該基板を囲む部分の長さと比較して、長く形成され、
前記下位置決め部材は、前記側溝の下端よりも下方に設けられることを特徴とする基板の化学処理方法である。
【００２５】
また本発明は、処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程では、収容搬送容器の傾斜角度が、１度〜１０度になるように傾斜させることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程では、収容搬送容器が傾斜された状態で保持されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、収容搬送容器を他の処理槽まで搬送する工程では、収容搬送容器の傾斜を回復して収容搬送容器を水平に保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、化学処理装置は、化学処理液が収容される処理槽と、１対の対向する側壁部と上下に開口部と下開口部に設けられて側壁部に形成される側溝に対応するように基板を１枚ごとに位置決めする下位置決め部材とを有して基板を収容する収容搬送容器と、収容搬送容器を把持する把持手段と、把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる傾斜手段と、把持手段に把持される収容搬送容器を少なくとも２次元方向に移動させる搬送手段とを含んで構成される。
【００２９】
このように構成される化学処理装置は、人手を介することなく自動で矩形状の基板の化学処理を行うことができる。また化学処理装置は、把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜手段で傾斜させて処理液中から引上げることによって、収容搬送容器に収容される基板を、一定の方向に揃って傾斜させることができるので、基板同士の整列状態を整え、化学処理時に収容搬送容器に収容される基板同士が吸着することを防止できる。基板同士の吸着を防止することによって、基板同士の擦過による損傷、特に、自動化された機器により、１つのキャリアから後工程への基板の搬送に用いるキャリアへ基板を移載するときの基板の割れ発生を防止することができる。したがって、基板の歩留が向上して材料コストが低減され、コストダウンが実現される。
また、収容搬送容器が有する下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、その外周を１周する位置決め溝であって断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めする。このように簡素な構造にすることによって下位置決め部材の作製が容易になり、また基板下部における位置決めを簡単に行うことができる。
また、下位置決め部材の位置決め溝の断面がＶ字状であることによって、基板下部の位置決め精度を高めることができる。
さらに、本発明に係る収容搬送容器によれば、１つの基板は、２つの位置決め溝および２つの側溝の、合計４つの溝の周辺部に接して保持されるので、安定的に位置決めされ、その揺動が抑制される。
【００３０】
また本発明によれば、傾斜手段が把持手段に把持される収容搬送容器を傾斜させる角度は、１度〜１０度である。このことによって、収容搬送容器に収容される基板が過度に傾斜されることがなくなるので、大型かつ薄型であり、また変形しやすい基板であったとしても、基板の変形を抑えることができ、基板同士の吸着を確実に防止できる。
【００３２】
また本発明によれば、下位置決め部材は、側壁部に形成される側溝の中心に対して位置決め溝の中心が、基板の配列方向においてずれを有するように収容搬送容器に設けられる。側溝と位置決め溝とがずれを有することによって、基板を側溝と位置決め溝とで位置決めするだけで、基板が一定の方向に傾きを有して配列するようになるので、基板同士の吸着を一層確実に防止することができる。
【００３３】
本発明によれば、収容搬送容器を傾斜させて処理液中から引上げ、収容搬送容器に収容される矩形状の基板を、一定の方向に揃って傾斜させて基板同士の整列状態を整え、基板同士が吸着することを防止できる基板の化学処理方法を実現することができる。基板同士の吸着が防止されることによって、基板同士の擦過による損傷を防止し、基板の歩留を向上して材料コストを低減し、コストダウンを実現することができる。
また、収容搬送容器が有する下位置決め部材は、細長く延びる棒状部材であり、その外周を１周する位置決め溝であって断面がＶ字状の位置決め溝が、側壁部に形成される側溝に対応するように複数形成され、該位置決め溝に基板を載置させることによって位置決めする。このように簡素な構造にすることによって下位置決め部材の作製が容易になり、また基板下部における位置決めを簡単に行うことができる。
また、下位置決め部材の位置決め溝の断面がＶ字状であることによって、基板下部の位置決め精度を高めることができる。
さらに、本発明に係る収容搬送容器によれば、１つの基板は、２つの位置決め溝および２つの側溝の、合計４つの溝の周辺部に接して保持されるので、安定的に位置決めされ、その揺動が抑制される。
【００３４】
また本発明によれば、処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させる工程では、収容搬送容器の傾斜角度が１度〜１０度になるように傾斜させる。このことによって、収容搬送容器に収容される基板が過度に傾斜されることがなくなるので、大型かつ薄型であり、また変形しやすい基板であったとしても、基板の変形を抑えることができ、基板同士の吸着を確実に防止できる。
【００３５】
また本発明によれば、処理槽の中で収容搬送容器を傾斜させた状態で保持することによって、収容搬送容器に収容される基板に自重を作用させ、基板が一定方向に確実に傾斜した整列状態を実現した後、収容搬送容器を引上げることができる。
【００３６】
また本発明によれば、収容搬送容器を他の処理槽まで搬送する工程では、収容搬送容器の傾斜を回復して収容搬送容器を水平に保持する。このように、収容搬送容器を水平に保ちながら次の処理に用いる処理槽まで搬送し、次処理へ投入することによって、収容搬送容器が水平状態で汎用される処理槽の形状を変更することなく使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は本発明の実施の一形態である基板の化学処理装置１０の構成を一部断面にて示す側面図であり、図２は図１に示す基板の化学処理装置１０を一部断面にて示す正面図である。基板の化学処理装置１０（以後、単に化学処理装置１０と呼ぶ）は、処理槽１１と、収容搬送容器１２と、把持手段１３と、傾斜手段１４と、搬送手段１５とを含んで構成される。化学処理装置１０は、複数の基板１６を化学処理することに用いられる。
【００３８】
基板１６としては、太陽電池セルに用いられるシリコンウエハ、半導体デバイスに用いられるシリコンウエハやガリウムヒ素ウエハ、また液晶表示素子に用いられるガラス基板などが挙げられる。本実施形態では、太陽電池セルに用いられるシリコンウエハについて例示する。基板１６であるシリコンウエハは、平面から見た形状が矩形であり、その寸法について一例を示すと、１００ｍｍ角、厚さ１００μｍである。
【００３９】
処理槽１１は、たとえば塩化ビニルなどによって形成され、外形が直方体形状を有し、４つの側面部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、１つの底面部１１ｅとを有し、上面のみ開口される中空の容器であり、その内部に化学処理液２１を収容する。化学処理液２１として、たとえば酸の溶液、アルカリの溶液、現像液、純水、純水にたとえば二酸化炭素（ＣＯ２）を溶解した機能水などが挙げられる。すなわち、本明細書において、化学処理とは、ウェットエッチング、現像、洗浄などを含む広い意味で用いられる。
【００４０】
図３は、収容搬送容器１２の構成を示す斜視図である。収容搬送容器１２は、複数のシリコンウエハ１６を収容し、シリコンウエハ１６を収容した状態で化学処理および搬送することに用いられる。このような収容搬送容器１２は、一般的にキャリアと呼ばれるので、以後、ここでも収容搬送容器１２をキャリアと呼ぶ。本実施形態のキャリア１２は、前述の図１１に示すキャリア１に類似するので、対応する部分については同一の参照符号を付し、説明を簡略化または省略することがある。
【００４１】
キャリア１２において注目すべきは、化学処理液２１を上下に流通させるために形成される開口のうち下開口部に、右および左側壁部３，４にそれぞれ形成される側溝９ａ，９ｂに対応するように、シリコンウエハ１６を１枚ごとに位置決めすることができる下位置決め部材１７ａ，１７ｂが設けられることである。右基板保持部７に接し、右基板保持部７よりもキャリア１２の内方側に、キャリア１２の長手方向に延びて設けられる下位置決め部材を右下位置決め部材１７ａと呼び、左基板保持部８に接し、左基板保持部８よりもキャリア１２の内方側に、キャリア１２の長手方向に延びて設けられる下位置決め部材を左下位置決め部材１７ｂと呼ぶ。なお、下位置決め部材を総称する場合は、参照符号１７で表す。
【００４２】
図４は下位置決め部材１７の構成を示す側面図であり、図５は図４に示す下位置決め部材１７の正面図である。右および左下位置決め部材１７ａ，１７ｂは、同一に構成されるので、図４および図５では、一方の下位置決め部材１７のみについて構成を示す。
【００４３】
下位置決め部材１７は、たとえばポリプロピレン製またはＰＦＡ製の細長く延びる丸棒部材である。下位置決め部材１７には、丸棒の外周に、キャリア１２の側壁部３，４に形成される側溝９に対応するように、複数の位置決め溝１８が形成される。ここで、側壁部３，４に形成される側溝９に対応するようにとは、側溝９が形成されるピッチと、位置決め溝１８が形成されるピッチとが同じになるようにとの意味である。
【００４４】
位置決め溝１８は、断面形状がＶ字状に、丸棒の外周を一周するようにして形成される。なお、本実施形態では、下位置決め部材１７は、その両端部付近に位置決め溝１８が形成されない適当長さの溝未形成部１９を有する。下位置決め部材１７の両端部の端面２０の中心部には、下位置決め部材１７をキャリア１２に装着するための装着穴２１が形成される。装着穴２１の内面には、めねじが刻設される。
【００４５】
下位置決め部材１７は、その長さＬが右および左基板保持部７，８とほぼ同じ長さ、すなわち第１連結部５と第２連結部６との間に挿入可能な長さに形成され、前述のように、
右および左基板保持部７，８にそれぞれ接し、基板保持部７，８よりもキャリア１２の内方側に装着される。下位置決め部材１７は、第１および第２連結部５，６に形成される貫通孔を挿通し、下位置決め部材１７の装着穴２１に螺合されるおねじ部材２２によって、キャリア１２に固定される。
【００４６】
下位置決め部材１７は、キャリア１２に装着固定されるに際し、側壁部３，４に形成される側溝９の中心に対して位置決め溝１８の中心が、複数のシリコンウエハ１６がキャリア１２内に収容されて配列される方向においてずれを有するように設けられる。
【００４７】
図６はキャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を長手方向に垂直な断面から見た図であり、図７はキャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を側面から見た図であり、図８はキャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を上面から見た図である。以下、図６〜図８を参照し、キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の位置決めと、側溝９と位置決め溝１８とのずれについて説明する。
【００４８】
１枚のシリコンウエハ１６は、その側端部が右および左側壁部３，４に対向して形成される１対の側溝９ａ，９ｂに挿入され、その下端部が下位置決め部材１７の位置決め溝１８上に載置されることによって、キャリア１２内に収容され位置決めされる。シリコンウエハ１６は、右および左側壁部３，４にそれぞれ形成される右および左側溝９ａ，９ｂと、右および左下位置決め部材１７ａ，１７ｂに形成される位置決め溝１８との４箇所で、矩形の４辺のうち３辺を位置決めされる。したがって、シリコンウエハ１６は、キャリア１２内に収容されるとき、安定的に位置決めされ、その揺動が抑制される。
【００４９】
さらに、図７に示すように、側溝９の中心と位置決め溝１８の中心とが、複数のシリコンウエハ１６の配列方向にずれδを有するように、下位置決め部材１７がキャリア１２に装着されるので、複数のシリコンウエハ１６は、その配列される方向の一方の側に同じように傾いた整列状態に整えられて収容される。このように、シリコンウエハ１６を同一方向に傾いた整列状態に整え、安定的に位置決めして揺動を抑えることによって、化学処理工程を通じて隣合うシリコンウエハ同士の間隔を保つことが可能になる。
【００５０】
図１および図２に戻って、把持手段１３、傾斜手段１４および搬送手段１５について説明する。把持手段１３は、フック部材２５と、フック部材２５が装着される回転支持部材２６と、回転支持部材２６をその軸まわりに角変位駆動させる角変位駆動手段２７とを含んで構成される。
【００５１】
フック部材２５は、Ｊ字状の形状を有する金属製の部材であり、本実施形態では４個設けられる。回転支持部材２６は、金属製の丸棒であり、本実施形態では２本設けられる。２個のフック部材２５は、１本の回転支持部材２６の遊端部２６ａから予め定める距離を有する位置に、キャリア１２の長手方向の長さ未満の間隔を有するように離隔し、Ｊ字状の曲り部が同じ方向を向くようにして、回転支持部材２６に装着される。もう１本の回転支持部材２６には、Ｊ字状のフック部材２５の曲り部が、先の回転支持部材２６の場合と逆の向きになるようにして装着される。なお、フック部材２５と回転支持部材２６とは、同じ素材で一体形成されてもよい。
【００５２】
回転支持部材２６に上記のように２個のフック部材２５がそれぞれ装着された部材が１対準備され、２本の回転支持部材２６は、回転支持部材同士が平行になるように、かつ回転支持部材２６に装着されるフック部材２５の曲り部が互いに内方に向うようにして、角変位駆動手段２７に装着される。角変位駆動手段２７は、たとえば歯車列と電動機とによって構成され。電動機の回転駆動力を歯車列で回転支持部材２６に伝達して回転支持部材２６を角変位駆動させる。２本の回転支持部材２６は、それぞれに対向するようにして設けられるフック部材２５の曲り部同士が、近づくようにまた遠ざかるように、角変位駆動手段２７によって、矢符２８にて示す軸まわりの方向に角変位駆動される。
【００５３】
フック部材２５同士が遠ざかるように回転支持部材２６を角変位移動させ、フック部材２５の曲り部が、キャリア１２の側壁部３，４の張出部３ａ，４ａよりも下の部分に位置するように、かつキャリア１２がフック部材２５同士の間になるように、把持手段１３とキャリア１２との位置関係を定める。次に、対向するフック部材２５の曲り部同士を近づけるように回転支持部材２６を角変位移動させることによって、フック部材２５がキャリア１２を側壁部３，４で把持することができる。把持手段１３がキャリア１２を把持するとき、キャリア１２の張出部３ａ，４ａが、フック部材２５の曲り部に引掛かるので、把持されるキャリア１２がフック部材２５からずれ落ちることがない。上記と逆の動作をすることによって、キャリア１２を把持手段１３から解放することができる。
【００５４】
傾斜手段１４は、上記のフック部材２５と、回転支持部材２６と、回転支持部材２６を水平面に対して傾斜させるように傾動する傾動手段２９とを含んで構成される。したがって、本実施形態では、把持手段１３と傾斜手段１４とは、組合されて、キャリア１２を把持し、把持するキャリアを傾斜させる１つの手段を構成する。傾動手段２９は、たとえば歯車列と電動機とによって構成され、電動機の回転駆動力を歯車列で回転支持部材２６に伝達して回転支持部材２６を水平面に対して角度θ傾斜させることによって、把持手段１３に把持されるキャリア１２の長手方向を水平面に対して角度θ傾斜させる。このとき、キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６は、その平面部分が鉛直面に対して角度θ傾斜される。
【００５５】
キャリア１２を傾斜させる角度θは、好ましくは１度以上、１０度以下の範囲で選択される。１度以上、１０度以下とすることによって、キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６が過度に傾斜されることがなく、大型かつ薄型であり、また変形しやすいシリコンウエハ１６であったとしても、シリコンウエハ１６の変形が抑えられ、シリコンウエハ１６同士の吸着が確実に防止される。
【００５６】
傾斜角度θが１度未満では、シリコンウエハ１６を傾斜方向に整列させる作用を充分に発現することができず、化学処理時におけるシリコンウエハ１６同士の吸着を確実に防止することができない。一方、傾斜角度θが１０度を超えると、大きいサイズのシリコンウエハ１６では、自重作用による変形が大きくなり、シリコンウエハ１６が損傷するおそれがある。
【００５７】
搬送手段１５は、走行動作部３１と上下動作部３２とを含んで構成され、本実施形態では、鉛直面の１つであるＸ−Ｚ平面内で２次元方向に移動可能に構成される。ここで、Ｘ方向は、水平面内のうち、把持手段１３に把持されるキャリア１２の短手方向に平行な方向である。Ｙ方向は、水平面内においてＸ方向に垂直な方向、すなわち把持手段１３に把持されるキャリア１２の長手方向である。Ｚ方向は、鉛直方向である。
【００５８】
走行動作部３１は、化学処理装置１０が設けられる領域の天井部３３に設けられ、Ｘ方向に走行移動可能に構成される。この走行動作は、たとえば天井部３３に設けられるラックと、走行動作部３１に設けられるピニオンとピニオンがその出力軸に接続される電動機とによって実現される。
【００５９】
上下動作部３２は、走行動作部３１と、把持手段１３および傾斜手段１４の角変位駆動手段２７および傾動手段２９とを連結し、角変位駆動手段２７および傾動手段２９をＺ方向に移動させるべく上下動可能に構成される。この上下動作は、たとえばボールねじと電動機との組合せによって実現できる。ボールねじのナットを角変位駆動手段２７および傾動手段２９に装着し、ナットに螺合するボールねじのねじ軸を電動機で回転駆動させることによって、角変位駆動手段２７および傾動手段２９、すなわち把持手段１３に把持されるキャリア１２をＺ方向に上下動させることができる。
【００６０】
このように、搬送手段１５は、上下動作部３２によって把持手段１３に把持されるキャリア１２を、処理槽１１に収容される処理液２１中に浸漬し、また処理液２１から引上げることができ、走行動作部３１によって把持手段１３に把持されるキャリア１２を他の処理槽まで搬送することができる。
【００６１】
なお、搬送手段１５は、Ｙ方向にも移動可能、すなわちＸ−Ｙ−Ｚ３次元方向に移動可能に構成されてもよく、さらに上下動作部３２をその軸線まわりに回転移動させることができるように構成されてもよい。
【００６２】
図９は、化学処理装置１０を用いてシリコンウエハ１６の化学処理を行う方法を説明するフローチャートである。図９では、シリコンウエハ１６を、処理槽１１に収容されるたとえば純水に浸漬して洗浄処理する場合について例示する。
【００６３】
図９のフローチャートに示すような処理方法は、自動化することが可能であり、中央処理装置（ＣＰＵ）が搭載される処理回路、たとえばマイクロコンピュータに、化学処理装置１０の動作各部を接続し、化学処理装置１０を動作制御するために予め準備されるプログラムに従ってマイクロコンピュータが制御することによって実現できる。以下、図９を参照してシリコンウエハ１６の化学処理方法について説明する。
【００６４】
スタートでは、化学処理装置１０が動作可能な状態であり、処理対象であるシリコンウエハ１６、キャリア１２および処理槽１１中に収容される化学処理液２１として純水が準備される。
【００６５】
ステップｓ１では、キャリア１２にシリコンウエハ１６を挿入し、側溝９と位置決め溝１８とで、１枚ずつ位置決めする。このキャリア１２に対するシリコンウエハ１６の挿入は、たとえば自動移載機によって行うことができる。図１０は、シリコンウエハ１６を収容するキャリア１２が準備されている状態を示す図である。シリコンウエハ１６が収容されるキャリア１２は、たとえば第１仮置台３５の上に載置される。
【００６６】
ステップｓ２では、搬送手段１５の走行動作部３１を動作させて、把持手段１３および傾斜手段１４を第１仮置台３５上に載置されるキャリア１２の上方まで搬送し、上下動作部３２で把持手段１３の上下位置を調整し、把持手段１３でキャリア１２を把持する。ステップｓ３では、把持手段１３で把持されるキャリア１２を、搬送手段１５の走行動作部３１の動作によって、処理槽１１の上方位置まで搬送する。
【００６７】
ステップｓ４では、搬送手段１５の上下動作部３２を動作させて把持手段１３に把持されるキャリア１２を下降させ、キャリア１２を純水２１の中へ浸漬する。ステップｓ５では、把持手段１３を動作させてキャリア１２を処理槽１１中でリリースする。すなわち、キャリア１２はフリーの状態で純水中に浸漬される。
【００６８】
ステップｓ６では、所定時間経過したか否かが判定される。ここで所定時間とは、シリコンウエハ１６を洗浄するために必要な時間である。シリコンウエハ１６の洗浄に要する時間（基準時間）は、洗浄の予備試験を行うことによって求めることができ、シリコンウエハ１６のサイズや前工程に応じて定められる。このような基準時間は、メモリに格納しておくことができる。したがって、メモリから基準時間を読出し、キャリア１２を純水２１の中に浸漬してからマイクロコンピュータのクロック部がカウントする時間と比較することによって、ステップｓ６の判定をすることができる。
【００６９】
所定時間が経過していないとき、ステップｓ６の経時動作を繰返し、所定時間が経過したとき、ステップｓ７へ進む。ステップｓ７では、把持手段１３を動作させて、純水２１中のキャリア１２を再び把持する。
【００７０】
ステップｓ８では、傾斜手段１４を動作させて、キャリア１２をたとえば５度傾斜させ、傾斜させた状態で保持する。キャリア１２を長手方向に角度θだけ傾斜させることによって、側溝９と位置決め溝１８とで位置決めされてキャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６は、自重が作用することによって、傾斜の下方に向かって一様に片寄った形で側溝９と位置決め溝１８とによって一層確実に整列させられる。このように、複数のシリコンウエハ１６が同一方向に片寄る形で整列することによって、隣合うシリコンウエハ１６同士の間隔が確実に保たれるので、隣合うシリコンウエハ１６同士が吸着することを防止できる。
【００７１】
ステップｓ９では、搬送手段１５の上下動作部３２を動作させて把持手段１３に把持されるキャリア１２を上昇させ、キャリア１２を純水２１から引上げる。このように、キャリア１２を角度θ傾斜させたままで純水２１から引上げることによって、複数のシリコンウエハ１６を同一方向に片寄る形で整列させ、隣合うシリコンウエハ１６同士の間隔を確実に保ったまま、純水２１を水切りすることができるので、隣合うシリコンウエハ１６同士が吸着することを防止できる。
【００７２】
ステップｓ１０では、傾斜手段１４を動作させて把持手段１３に把持されるキャリア１２の傾斜を回復して水平に保持する。ステップｓ１１では、搬送手段１５の走行動作部３１を動作させて、把持手段１３に把持されるキャリア１２が、Ｘ方向に搬送されて一旦第２仮置台３６上に載置され、他の搬送手段によって他の処理槽たとえば乾燥処理槽まで搬送され、一通りの化学処理が終了する。
【００７３】
なお、処理槽１１における処理が、洗浄ではなく、たとえばウェットエッチングであるような場合、処理槽１１から引上げられたキャリア１２は、搬送手段１５によって他の処理槽１１Ａまたは処理槽１１Ｂまで搬送され、洗浄などの他の化学処理に供される。
【００７４】
以上に述べたように、本実施形態では、基板としてシリコンウエハを例示するけれども、これに限定されることなく、基板は、ガリウムヒ素ウエハまたはガラス基板などであってもよい。また、下位置決め部材１７は、丸棒形状であるけれども、これに限定されることなく、その他の棒状たとえば角棒形状であってもよく、また楕円棒形状であってもよい。また、位置決め溝は、下位置決め部材の全周にわたって形成されるけれども、これに限定されることなく、上側の半周部分に形成されてもよく、また上側の１／３周部分に形成されてもよい。また、位置決め溝の断面は、Ｖ字状に形成されるけれども、これに限定されることなく、Ｕ字状であってもよく、また凹溝であってもよい。ただし、基板下部の位置決め精度の観点からは断面がＶ字状であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の一形態である基板の化学処理装置１０の構成を一部断面にて示す側面図である。
【図２】図１に示す基板の化学処理装置１０を一部断面にて示す正面図である。
【図３】収容搬送容器１２の構成を示す斜視図である。
【図４】下位置決め部材１７の構成を示す側面図である。
【図５】図４に示す下位置決め部材１７の正面図である。
【図６】キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を長手方向に垂直な断面から見た図である。
【図７】キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を側面から見た図である。
【図８】キャリア１２に収容されるシリコンウエハ１６の状態を上面から見た図である。
【図９】化学処理装置１０を用いてシリコンウエハ１６の化学処理を行う方法を説明するフローチャートである。
【図１０】シリコンウエハ１６を収容するキャリア１２が準備されている状態を示す図である。
【図１１】従来のキャリア１の典型的な構成を示す斜視図である。
【図１２】キャリア１の長手方向に対して垂直な断面を見た図である。
【図１３】基板が側溝内で位置ずれしている状態を示す側面から見た部分断面図である。
【図１４】隣合う基板同士が吸着している状態を示す上面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１２  キャリア
２，１６  基板
３  右側壁部
４  左側壁部
５，６  連結部
７，８  基板保持部
９  側溝
１０  化学処理装置
１１  処理槽
１３  把持手段
１４  傾斜手段
１５  搬送手段
１７  下位置決め部材
１８  位置決め溝
【図１】
0004818730.tif 000002
【図２】
0004818730.tif 000003
【図３】
0004818730.tif 000004
【図４】
0004818730.tif 000005
【図５】
0004818730.tif 000006
【図６】
0004818730.tif 000007
【図７】
0004818730.tif 000008
【図８】
0004818730.tif 000009
【図９】
0004818730.tif 000010
【図１０】
0004818730.tif 000011
【図１１】
0004818730.tif 000012
【図１２】
0004818730.tif 000013
【図１３】
0004818730.tif 000014
【図１４】
0004818730.tif 000015