(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する枚葉式の洗浄装置において、密閉可能な単一の処理チャンバの基板搬入出口を構成するものであって、
前記処理チャンバの側部から外側へ突出して設けられたゲート開口に、一対の昇降ゲートが設けられてなるダブルゲート構造とされ、
これら一対の昇降ゲートは、基板搬入出方向へ所定間隔をもって配置されるとともに、独立して上下方向へ開閉可能な構成とされ、
前記ゲート開口における前記一対の昇降ゲート間に、排気部が設けられて、ゲート開口内の排気を強制的に行う強制排気構造とされている
ことを特徴とする基板洗浄装置のゲート装置。
【請求項２】
前記処理チャンバの側部から水平方向外側へ突出してゲート開口が設けられるとともに、このゲート開口に前記一対の昇降ゲートが水平方向へ所定間隔をもって配置されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置のゲート装置。
【請求項３】
前記昇降ゲートは、昇降シリンダにより昇降可能とされるとともに、昇降ゲートの先端部は、その外側面が下側内向きの傾斜面とされたくさび形状とされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置のゲート装置。
【請求項４】
前記昇降ゲートの先端部が閉止係合する前記ゲート開口の底部に、洗浄液を排出するドレン部が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置のゲート装置。
【請求項５】
前記ゲート開口における内側の前記昇降ゲートの内側部位に、この昇降ゲートの内側面を洗浄する洗浄水供給部が設けられている
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の基板洗浄装置のゲート装置。
【請求項６】
前記昇降シリンダはロッドレスシリンダであって、ゲート装置本体に、前記ロッドレスシリンダのリニアガイドが鉛直方向へ延びて設けられるとともに、このリニアガイドに沿って移動するシリンダ本体に前記昇降ゲートが取り付けられている
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一つに記載の基板洗浄装置のゲート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板洗浄装置のゲート装置に関し、さらに詳細には、半導体や電子部品等のディバイス製造工程において、スパッタリングやＣＶＤ処理等による薄膜形成のための処理工程の前段階で行われる半導体ウエハ等をウェット洗浄処理するためのウェット洗浄技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体ウエハ等（以下単にウエハと称する）をウェット洗浄する方法としては、複数の洗浄槽が連続して配列されてなるウェットベンチタイプの洗浄槽に対して、キャリアカセットに収納した複数枚のウエハを、搬送装置により順次浸漬して処理するいわゆるバッチ式ウェット洗浄が主流であったが、近年は、洗浄効率を高めるとともに洗浄液の汚染を防止するためおよび生産効率を上げるために、キャリアカセットを省略して搬送装置により直接複数枚のウエハを把持搬送するカッセトレスのバッチ式ウェット洗浄が一般的になりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のウェット洗浄では、以下に列挙するような種々の問題があることに加えて、半導体装置もサブミクロン時代を迎え、このような装置構造の微細化、高集積化に伴って、ウェハの表面にも非常に高い清浄度が要求されている昨今、より高い清浄度の要求を満足するウェット洗浄技術の開発が強く要求されるに至った。
【０００４】
すなわち、複数枚まとめて処理する方式であるため、
(1) ウエハ毎の精密な処理を行なうことができず、全体として高精度なプロセス制御が困難である。
(2) 隣接するウエハ等からのパーティクル（particle) の再付着がある。
(3) 各洗浄槽が大きく、洗浄液も多量に必要であることから、ランニングコストが高く、また多品種少量生産に対応できない。
【０００５】
また、洗浄槽の構成がウェットベンチタイプの多層式であるため、
(4) ウエハを洗浄槽に対して出し入れする際に、大気に触れて、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けたり、洗浄後のパーティクルの再付着があるなど、高い清浄度を確保するためにはプロセス的な限界がある。
(5) 装置構成が非常に複雑かつ大型で、クリーンルームの投資効率が悪く、メンテナンスも大がかりで面倒かつ困難で、作業性が悪い。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、単一の密閉された洗浄室内でウエハを一枚ずつカセットレスでウェット洗浄することにより、パーティクルの再付着等もなく高い清浄度雰囲気での洗浄を高精度に行なう基板洗浄装置において、密閉可能な処理チャンバの基板搬入出口を構成するゲート装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の基板洗浄装置のゲート装置は、基板を一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する枚葉式の洗浄装置において、密閉可能な単一の処理チャンバの基板搬入出口を構成するものであって、前記処理チャンバの側部から外側へ突出して設けられたゲート開口に、一対の昇降ゲートが設けられてなるダブルゲート構造とされ、これら一対の昇降ゲートは、基板搬入出方向へ所定間隔をもって配置されるとともに、独立して上下方向へ開閉可能な構成とされ、
前記ゲート開口における前記一対の昇降ゲート間に、排気部が設けられて、ゲート開口内の排気を強制的に行う強制排気構造とされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、基本的にウエハを一枚ずつ処理する枚葉式であることから、パーティクル等の再付着もほとんどなく、ウエハ毎の精密な処理を行なうことができ、基板洗浄装置の洗浄空間も小さく、洗浄液も少量で済むとともに、密閉可能な単一の処理チャンバの基板搬入出口にダブルゲート構造が採用されているから、処理チャンバ内の洗浄液や気体の外部への放出が有効に防止されて、処理チャンバ内雰囲気のチャンバ外部（クリーン室内）への拡散防止を行うことができる。
【０００９】
また、ウエハを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する、つまり一つの処理槽で全洗浄工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程においてウエハの出し入れがなく、大気に触れて、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもなく、各基板洗浄装置の構成も単純かつ小型化できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
実施形態１
本発明に係る基板洗浄システムを図１に示す。この基板洗浄システムは、具体的には、ウエハＷの洗浄を一枚ずつ行う枚葉式の基板洗浄装置Ａを基本単位として構成されるもので、複数台（図示のものにおいては４台）の基板洗浄装置Ａ，Ａ，…が基板搬入装置Ｂ、基板搬出装置Ｃと共に環状に配置されるとともに、これら環状配列群Ａ〜Ｃの中心位置に基板移載装置Ｄが配置されてなり、これらは単一のクリーンルーム内に設置している。各基板洗浄装置Ａは、それぞれ洗浄液の供給源である洗浄液供給装置Ｅに連係されるとともに、上記各装置Ａ〜Ｅは、システム制御装置Ｆにより相互に連動して駆動制御される構成とされている。以下、各構成装置毎に順次説明する。
【００１２】
基板搬入装置Ｂは、ウエハＷを前工程から搬入する部位であり、ここには、洗浄処理前のウエハＷ，Ｗ．…が複数枚ストックされて搬入待機する。また、基板搬出装置ＣはウエハＷを次工程へ搬出する部位であり、ここには洗浄処理後のウエハＷ，Ｗ．…が複数枚ストックされて搬出待機する。これら両装置Ｂ，Ｃは、以下の説明するごとく同様の基本構成を備える。
【００１３】
すなわち、基板搬入装置Ｂを例にとって説明すると、この基板搬入装置Ｂは、図２に示すように、基板待機室１が、第１の開閉シャッタ２により前工程側に対して開閉可能とされるとともに、第２の開閉シャッタ３によりロボット室４に対して開閉可能とされている。
【００１４】
また、上記基板待機室１内には、複数枚のウエハＷ，Ｗ，…を水平状態で上下方向へ所定の配列ピッチをもって保持する基板保持部５と、この基板保持部５を移動させて、ウエハＷ，Ｗ，…の搬入出のための位置決めを行う位置決め部６とを備えてなる。
【００１５】
上記基板保持部５は、具体的には、水平載置面を有するカセット載置台５ａと、このカセット載置台５ａ上に取外し可能に載置される搬送用カセット５ｂとからなる。この搬送用カセット５ｂは、本システム外におけるウエハ搬送用として兼用されるもので、図示しないが、その内部にはウエハＷの周縁部を保持する保持溝が所定の配列ピッチをもって設けられている。そして、搬送用カセット５ｂは、ウエハ搬送の際には、ウエハＷ，Ｗ，…が垂直の起立状に保持される姿勢で取り扱われる一方、上記カセット載置台５ａに載置される際には、ウエハＷ，Ｗ，…が水平の倒伏状態に保持される姿勢で取り扱われる。
【００１６】
なお、上記基板保持部５は、上記カセット載置台５ａと搬送用カセット５ｂが一体的に形成された保持部専用構造とされても良く、この場合は、ウエハＷ，Ｗ，…が本システム外におけるウエハ搬送用カセットから上記基板保持部５に移載されるための装置構成が付加されることとなる。
【００１７】
上記位置決め部６は、具体的には、上記カセット載置台５ａを昇降動作させる送りねじ機構６ａと、この送りねじ機構６ａを回転駆動させる駆動モータ６ｂとからなる。そして、後述する基板移載装置Ｄの動作と連動する駆動モータ６ｂの駆動により、送りねじ機構６ａを介して、カセット載置台５ａさらには搬送用カセット５ｂ内のウエハＷ，Ｗ，…が、上下方向へ昇降されて、その搬入出のための位置決めが行われる。
【００１８】
なお、図示しないが、上記位置決め部６に、カセット載置台５ａを水平回転させるための回転機構が設けられて、カセット載置台５ａ上の搬送用カセット５ｂの開口部が上記第１および第２のシャッタ２，３にそれぞれ対向配置するように位置決めされる構成とされても良い。
【００１９】
また、上記構成に関連して、ウエハセンタリング部７とウエハ枚数確認センサ８が設けられている。
【００２０】
ウエハセンタリング部７は、後述する基板移載装置ＤによるウエハＷの抜き取り動作等を円滑かつ確実に行うためのもので、ウエハ当接バー７ａおよび水平シリンダ７ｂからなり、水平シリンダ７ｂのピストンロッドの突出動作により、ウエハ当接バー７ａが前進して、搬送用カセット５ｂ内のウエハＷ，Ｗ，…を押圧整列（センタリング）させる。
【００２１】
ウエハ枚数確認センサ８は、上記基板移載装置Ｄの駆動を制御するためのもので、ウエハ確認センサ８ａ、上下シリンダ８ｂおよび水平シリンダ８ｃからなる。そして、上下シリンダ８ｂと水平シリンダ８ｃの突出退入動作により、ウエハ確認センサ８ａが搬送用カセット５ｂ内のウエハＷ，Ｗ，…に正対するよう位置決めされて、これらウエハＷ，Ｗ，…の保持位置とウエハＷ，Ｗ，…の存在の有無を検出し、上記位置決め部６と基板移載装置Ｄの動作を制御する。
【００２２】
基板搬出装置Ｃは、第１の開閉シャッタ２が次工程側に対して開閉可能とされているほかは、上記基板搬入装置Ｂと同様の基本構成を備える。
【００２３】
基板移載装置Ｄは、基板搬入装置Ｂと基板洗浄装置Ａの間およびこの基板洗浄装置Ａと上記基板搬出装置Ｃとの間で、ウエハＷを一枚ずつ水平状態のままで移載するものである。
【００２４】
この基板移載装置Ｄは、具体的には図１および図３に示すような真空吸着式の移載ロボットの形態とされ、図示の実施形態においては、ロボット室４内に設けられて、基板搬入装置Ｂまたは基板搬出装置Ｃ内の搬送用カセット５ｂと、後述する基板洗浄装置Ａの基板支持部１７との間でウエハＷを移し替える構成とされている。
【００２５】
移載ロボットＤは、図示のごとく、昇降動作するとともに水平動作するハンド部１０と、ウエハＷを真空吸着チャッキングする基板吸着部１１とを主要部として備えてなる。具体的には、ハンド部１０は、ロボット本体１２の上側に、支軸１３を介して昇降可能かつ回転可能に設けられるとともに、ロボット本体１２内部の駆動源（例えばＡＣサーボモータ）に連係されている。
【００２６】
基板吸着部１１はハンド部１０の先端部に設けられて、図４に示されるような吸引プレートの形態とされている。この吸引プレート１１は図４(a) に示すようなほぼＵ字形の平面形状とされ、その上面にはウエハＷを保持する凹部１１ａが形成されている。また、この凹部１１ａ内には、ウエハＷを吸引支持する複数（図示のものにおいては４つ）の吸引突起１１ｂ，１１ｂ，…が設けられ、これら吸引突起１１ｂ，１１ｂ，…の吸引穴は、図示しない真空ポンプ等の負圧源に連通されている。
【００２７】
そして、吸引プレート１１は、ハンド部１０のハンドリング動作により、搬送用カセット５ｂまたは基板支持部１７上のウエハＷを水平状態のまま抜き取り、水平方向へ所定角度だけ回転移動させた後、基板支持部１７または搬送用カセット５ｂ上に移し替える。この場合、ハンド部１０は、搬送用カセット５ｂに対するウエハＷの抜き差しに際して、垂直方向へ１ピッチ分だけ昇降動作してから、上記と同様の動作を順次繰り返すように駆動制御される。
【００２８】
基板洗浄装置Ａは、ウエハＷを単一の処理チャンバ１５内において一枚ずつ複数種類の洗浄液で洗浄処理するワンチャンバ枚葉式のものであって、以下に述べるように、スプレー洗浄処理するための構成とディップ洗浄するための構成を兼備してなる。
【００２９】
Ｉ．スプレー洗浄処理処理するための構成：
基板洗浄装置Ａは、図５および図６に示すように、処理チャンバ１５、ゲート部１６、基板支持部１７、基板回転部１８、噴射ノズル１９、不活性気体供給部２０、ドレン部２１および基板洗浄制御部２２などを主要部として構成されている。
【００３０】
処理チャンバ１５は、一枚のウエハＷを収容する密閉可能な単一洗浄槽構成とされており、上部大径部２５と下部小径部２６とからなる。
【００３１】
上部大径部２５は、ウエハＷを搬入出するとともに乾燥処理する部位で、その側部には、ウエハＷを搬入出するための上記ゲート部１６が設けられるとともに、その内部には、上記基板支持部１７に支持されたウエハＷの表面に洗浄液を噴射する噴射ノズル１９が設けられている。
【００３２】
下部小径部２６は、ウエハＷを洗浄処理する部位で、その内径寸法は、上記基板支持部１７を収容し得る大きさに設定されている。また、下部小径部２６内には、ウエハＷの裏面に洗浄液を噴射する噴射ノズル２７が設けられている。
【００３３】
ゲート部１６は、処理チャンバ１５の基板搬入出口を構成する開閉可能なもので、一対の昇降ゲート３０、３１を備えてなるダブルゲート構造とされている。
【００３４】
具体的には、ゲート部１６のゲート開口３２が、上部大径部２５の側部から水平方向外側へ突出して設けられており、このゲート開口３２に、上記両昇降ゲート３０、３１が、水平方向へ所定間隔をもって配置されている。ゲート開口３２は、図３に示すように、ウエハＷを水平状態で吸着保持した上記移載ロボットＤのハンド部１０が通過し得る開口面積を有する。また、内外両昇降ゲート３０、３１は、それぞれエアシリンダ等の駆動源により、上下方向へ独立して開閉可能な構造とされている。
【００３５】
基板支持部１７は、処理チャンバ１５の下部小径部２６内における底部中央に設けられ、一枚のウエハＷを水平状態に支持する構成とされている。具体的には、基板支持部１７は、図７に示すように、ウエハＷの周縁部をチャッキング支持する複数（図示のものにおいては４本）のチャッキングアーム３５，３５，…を備えてなる。
【００３６】
これらチャッキングアーム３５，３５，…は、図７(a) に示すように、ウエハＷの外径側上方へ傾斜した放射状に設けられるとともに、適宜の駆動機構（図示省略）により放射方向へ往復移動可能とされている。チャッキングアーム３５，３５，…の先端にそれぞれ設けられたチャッキング爪３６，３６，…は、互いに同一高さになるように設定されており、これにより、チャッキング時において、ウエハＷの周縁部を水平状態でチャッキング支持する。
【００３７】
また、チャッキング爪３６のチャッキング面３７は、ウエハＷの周縁部の断面形状に対応した断面形状を有している。つまり、図７(c) に拡大して示すように、チャッキング面３７は上下方向に傾斜した直角平面とされて、ウエハＷの矩形断面の周縁部に対して、その周縁角部を点接触状態または線接触状態で当接支持するように形成されている。
【００３８】
これにより、チャッキングアーム３５，３５，…のチャッキング時において、ウエハＷの周縁部は、上記チャッキング面３７，３７，…により上下方向へ拘束状態で支持されることとなる。また、この支持状態は、ウエハＷの周縁部を固定的ではなく、周縁部の若干の移動を許容する程度に設定されている。このような構成とされることにより、ウエハＷの周縁部のみを支持するため、ウエハＷの裏側の汚染がない、チャッキング面３７がウエハＷの周縁部の断面形状に対応しているため、ウエハＷ周縁部のチッピングがない等の効果を有する。
【００３９】
基板回転部１８は、上記基板支持部１７をスプレー洗浄時およびスピン乾燥時において水平回転させるもので、具体的構造は図示しないが、その回転軸３８の先端部分に基板支持部１７が水平状態で取付け支持されている。
【００４０】
また、図示しないが、基板支持部１７を上昇位置と下降位置との間で昇降させる基板昇降部も備えている。
【００４１】
しかして、基板支持部１７は、この基板昇降部により、上昇位置である上部大径部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置と、下降位置である下部小径部２６内のウエハ洗浄処理位置に適宜位置決めされるとともに、これら両位置において、上記基板回転部１８により、所定の回転速度をもって水平回転される。
【００４２】
上側の噴射ノズル１９は、上記処理チャンバ１５の上部大径部２５内において、下向き状態で水平旋回可能に設けられるとともに、洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされている。これにより、噴射ノズル１９は、基板支持部１７に水平状態で回転支持されるウエハＷの表面に対して、その外周から中心にわたって水平旋回しながら、あるいは水平旋回して静止後に洗浄液を噴射する。
【００４３】
一方、下側の噴射ノズル２７は、下部小径部２６内の底部近傍側部に上向き状態で固定的に設けられるとともに、洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされている。これにより、噴射ノズル２７は、回転支持される上記ウエハＷの裏面に対して、洗浄液を噴射する。これにより、ウエハＷは、下部小径部２６内において、その表裏両面を同時洗浄される。
【００４４】
不活性気体供給部２０は、処理チャンバ１５内の洗浄液を排出置換するための不活性気体を供給するもので、上部大径部２５の頂部に設けられるとともに、不活性気体供給源（図示省略）に連通可能とされている。なお、この不活性気体供給源は、上記噴射ノズル１９，２７にも連通可能とされて、これら噴射ノズル１９，２７も、選択的に不活性気体供給部として機能しうる構成とされている。これに対応して、処理チャンバ１５の適所に、排気部２８とドレン部２１が設けられている。
【００４５】
また、不活性気体供給部２０は、上記ゲート開口３２における内外両昇降ゲート３０、３１間の上部位置にも設けられるとともに、これに対向するゲート開口３２の底部には、排気部２９が設けられている。
【００４６】
ドレン部２１は、処理チャンバ１５内の洗浄液または不活性気体を排出するもので、下部小径部２６の底部に設けられるとともに、洗浄液供給装置Ｅおよび装置外部へ連通可能とされている。
【００４７】
基板洗浄制御部２２は、上記ゲート部１６、基板回転部１８、噴射ノズル１９、不活性気体供給部２０およびドレン部２１等を相互に連動して駆動制御するもので、洗浄液供給装置Ｅの駆動に連動して、後述する各種、各方式のウェット処理工程を処理チャンバ１５へのウエハＷの搬入時から搬出時まで全自動で選択的に実行する。
【００４８】
II. ディップ洗浄するための構成：
基板洗浄装置Ａは、スピン洗浄処理するための上記構成に加えて、ディップ洗浄するための構成も備えている。
【００４９】
すなわち、上記処理チャンバ１５の下部小径部２６には、下部小径部２６内に洗浄液を供給する洗浄液供給部４０が設けられている。この洗浄液供給部４０は、上記洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされて、洗浄液を、下部小径部２６内において基板支持部１７に支持されたウエハＷが浸漬し得る程度まで供給するように構成されている。
【００５０】
また、これに対応して、下部小径部２６は、洗浄液の上昇流れを生じるオーバフロー槽として、または、洗浄液のウエハ表裏面に沿った水平流れを生じる槽として機能し得る構造とされている。
【００５１】
つまり、下部小径部２６の側部において、上記洗浄液供給部４０の上側位置に洗浄液オーバフロー部４１が設けられている。これにより、ディップ洗浄において、選択的に、ウエハＷを浸漬する洗浄液の上昇流れを発生させる構成とされている。
【００５２】
また、図８に示すように、上記洗浄液供給部４０の反対側対向側部の下側位置に、水平フロー部４２が設けられている。これにより、ディップ洗浄において、選択的に、ウエハＷを浸漬する洗浄液のウエハＷの表裏面に沿った水平流れを発生させる構成とされている。
【００５３】
洗浄液供給装置Ｅは、基板洗浄装置Ａに洗浄液を供給する供給源で、例えば、選択的に、図５に示すＳＣ−１液による洗浄を行うための構成と、図６に示すフッ酸水溶液（ＨＦ）による洗浄を行うための構成とを備える。
【００５４】
図５に示す洗浄液供給装置ＥのＳＣ−１液供給回路は、ＳＣ−１液および超純水を選択供給するものである。
【００５５】
そして、ＳＣ−１液洗浄時には、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）供給源５０、アンモニア（ＮＨ4 ＯＨ）供給源５１、超純水（ＤＩＷ）供給源５２からそれぞれ供給される、過酸化水素、アンモニアおよび超純水は、混合タンク５３で混合された後、供給ポンプ５４により回路内をフィルタ５５およびヒータ５６を介して循環されて、所定濃度、所定温度のＳＣ−１液が生成されるとともに、切換弁５７，５７，…の切換え操作により、上記噴射ノズル１９，２７および洗浄液供給部４０から処理チャンバ１５内へ供給される。５８は回路で生成されるＳＣ−１液の濃度を検出するＳＣ−１濃度計、５９は回路で生成されるＳＣ−１液の温度を検出する温度計を示す。ドレン部２１、洗浄液オーバフロー部４１あるいは水平フロー部４２から回収されるＳＣ−１液は、ＳＣ−１液供給回路を再び循環されて再利用可能とされている。
【００５６】
また、リンス時においては、切換弁５７，５７，…の切換え操作により、超純水供給源５２から供給される超純水が、上記噴射ノズル１９，２７および洗浄液供給部４０から処理チャンバ１５内へ供給される。
【００５７】
また、図６に示す洗浄液供給装置Ｅのフッ酸水溶液供給回路は、フッ酸水溶液および超純水を選択供給するものである。
【００５８】
そして、フッ酸水溶液洗浄時には、フッ酸（ＨＦ）供給源６０、過酸化水素供給源６１、超純水供給源６２からそれぞれ供給される、フッ酸、過酸化水素および超純水は、混合タンク６３で混合された後、供給ポンプ６４により回路内をフィルタ６５を介して循環されて、所定濃度のフッ酸水溶液が生成されるとともに、恒温槽６６に一時的に貯溜されて所定温度に加熱される。このように所定濃度、所定温度に混合生成されたフッ酸水溶液は、切換弁６７，６７，…の切換え操作により、上記噴射ノズル１９，２７および洗浄液供給部４０から処理チャンバ１５内へ供給される。６８は回路で生成されるフッ酸水溶液の濃度を検出するフッ酸濃度計、６９は回路で生成されるフッ酸水溶液の温度を検出する温度計を示す。ドレン部２１、洗浄液オーバフロー部４１あるいは水平フロー部４２から回収されるフッ酸水溶液は、フッ酸水溶液供給回路を再び循環されて再利用可能とされている。
【００５９】
また、リンス時においては、切換弁６７，６７，…の切換え操作により、超純水供給源６２から供給される超純水が、上記噴射ノズル１９，２７および洗浄液供給部４０から処理チャンバ１５内へ供給される。この場合、図示しない超音波発生器の併用による超音波洗浄も適宜可能である。
【００６０】
なお、詳細な説明は省略するが、洗浄液供給装置Ｅは、上述したＳＣ−１液供給回路（図５参照）やフッ酸水溶液供給回路（図６参照）のほか、ＳＣ−２液供給回路を含めた従来周知の他の洗浄液供給回路を含めることができ、これにより、各種の洗浄液によるウェット処理を選択的にかつ連続的に実行可能である。
【００６１】
また、洗浄液供給装置Ｅから各基板洗浄装置Ａへの洗浄液の供給方法としては、例えば、４台すべての基板洗浄装置Ａ，Ａ，…に同一の洗浄液を同一順序で供給して、各基板洗浄装置Ａで一連の同じ洗浄工程を完結させる方法や、あるいは、２台の基板洗浄装置Ａ，ＡにＳＣ−１液を供給する一方、他の２台の基板洗浄装置Ａ，Ａにフッ酸水溶液を供給するなどして、各基板洗浄装置Ａを特定の洗浄処理専用として、複数の基板洗浄装置Ａ，Ａ，…により一連の洗浄工程を完結させる方法など、種々の洗浄処理方法を採用可能である。さらに、基板洗浄装置Ａの設置数も、目的に応じて適宜増減可能である。
【００６２】
システム制御装置Ｆは、これら基板搬入装置Ｂ、基板洗浄装置Ａ、基板搬出装置Ｃを相互に連動して駆動制御するもので、このシステム制御装置Ｆにより、以下の基板洗浄システムにおける一連のウェット処理工程が、ウエハＷの前工程からの搬入時から次工程への搬出時まで全自動で実行される。
【００６３】
Ｉ．ウエハＷ，Ｗ，…の搬入：
前工程から搬送されてくる洗浄前のウエハＷ，Ｗ，…は、図２に示すように、搬送用カセット５ｂに収容された状態で基板搬入装置Ｂのカセット載置台５ａ上に搬入配置され、位置決め部６により位置決めされるとともに、ウエハセンタリング部７により整列されて、ロボット室４の移載ロボットＤを待機する。
【００６４】
移載ロボットＤは、ウエハ枚数確認センサ８からの検出信号に応じて、上記搬送用カセット５ｂ内のウエハＷを一枚ずつ水平状態のままで吸着支持し、各基板洗浄装置Ａの処理チャンバ１５内に順次搬入する。
【００６５】
この際のウエハＷの受渡しは、基板支持部１７が処理チャンバ１５の上部大径部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置に上昇待機した状態で、図３に示すように、移載ロボットＤのハンド部１０が、ゲート部１６を介して、ウエハＷを吸着支持したまま水平移動し、基板支持部１７の上方位置へ伸長した後下降して、基板支持部１７上にウエハＷを搬入載置する。
【００６６】
このときのゲート部１６は、一対の昇降ゲート３０、３１からなるダブルゲート構造とされているのに加えて、昇降ゲート３０、３１間には、昇降ゲート３０、３１の開閉動作に連動して、不活性気体供給部２０から不活性気体例えは窒素ガスが供給されるとともに、排気部２８から排気されており、処理チャンバ１５内のフュームの拡散や処理チャンバ１５内へのパーティクルの流入等が有効に防止される。
【００６７】
処理チャンバ１５内の基板支持部１７上にウエハＷが搬入されると、チャッキングアーム３５，３５，…が、ウエハＷの周縁部を水平状態でチャッキング支持する。この場合、そのチャッキング爪３６のチャッキング面３７がウエハＷの周縁部のみを上下方向へ拘束状態で支持するため、確実なチャッキング状態が得られるとともに、ウエハＷの裏側の汚染やウエハＷ周縁部のチッピングが有効に防止される。
【００６８】
II．基板洗浄装置Ａにおけるウエット処理：
基板支持部１７がウエハＷをチャッキング支持すると、下部小径部２６内のウエハ洗浄処理位置に下降した後、前述した各種の洗浄処理が予め定められた手順で実行される。
【００６９】
例えば、スプレー洗浄であれば、基板回転部１８により、基板支持部１７が所定の回転速度をもって水平回転されるとともに、この基板支持部１７上のウエハＷの表裏両面に対して、噴射ノズル１９、２７から洗浄液が噴射される。
【００７０】
一方、ディップ洗浄であれば、洗浄液供給部４０から、洗浄液がウエハＷを浸漬し得る程度まで供給される。この際、洗浄液オーバフロー部４１または水平フロー部４２が選択的に開口されて、洗浄液に上昇流れまたは水平流れ（図８参照）が発生し、効率的な洗浄が行われる。
【００７１】
あるいは、これらスプレー洗浄とディップ洗浄が複合的に組み合わされて行われる。
【００７２】
また、異種の洗浄液による洗浄処理の間には、不活性気体供給部２０からの不活性気体例えば窒素ガスの導入により、洗浄液が置換排除されるとともに、噴射ノズル１９、２７または洗浄液供給部４０からの超純水の供給によるリンス処理が行われる。
【００７３】
また、一連の洗浄処理が終了すると、基板支持部１７が再び上部大径部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置に上昇した後、基板回転部１８により、基板支持部１７が所定の回転速度をもって水平回転されるとともに、噴射ノズル１９、２７から不活性気体例えば窒素ガスが噴射されて、スピン乾燥が行われる。
【００７４】
この際、チャンバ下部のドレン部２１から強制排気することにより、処理チャンバ１５内には、図９に示すように、チャンバ上部の不活性気体供給部２０からチャンバ下部のドレン部２１に至るような経路の気流が生じて、処理チャンバ１５内のミストの巻き上がりが有効に防止される。
【００７５】
III ．ウエハＷ，Ｗ，…の搬出：
基板洗浄装置Ａにおける一連の洗浄処理が完了したウエハＷは、再び移載ロボットＤにより、前述と逆の要領で各処理チャンバ１５から搬出されて、基板搬出装置Ｃ内で待機する搬送用カセット５ｂ内に順次水平状態で搬出収容される。
【００７６】
そして、この搬送用カセット５ｂ内部の保持溝のすべてに、洗浄後のウエハＷ，Ｗ，…が配列されて満たされると、搬送用カセット５ｂは、次工程のスパッタリングやＣＶＤ処理等による薄膜形成のための処理工程へ向けて搬送される。
【００７７】
しかして、以上のように構成された基板洗浄システムにおいては、基本的にウエハＷを一枚ずつ処理する枚葉式であることから、パーティクル等の再付着もほとんどなく、ウエハＷ毎の精密な処理を行なうことができ、基板洗浄装置Ａの洗浄空間つまり処理チャンバ１５自体の容積も小さく、洗浄液も少量で済む。
【００７８】
また、ウエハＷを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する、つまり一つの処理槽である処理チャンバ１５で全洗浄工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程においてウエハＷの出し入れがなく、大気に触れて、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもなく、各基板洗浄装置Ａの構成も単純かつ小型化できる。
【００７９】
実施形態２
本実施形態は図１０ないし図１９に示されており、実施形態１における基板洗浄装置Ａの構成をより具体的にしたものである。したがって、本実施形態において実施形態１と同一の参照符号は、実施形態１の構成装置、部材と同一または類似の構成を示しているものとする。
【００８０】
本実施形態に係る基板洗浄装置Ａは、以下に述べるように、スプレー洗浄処理するための構成とディップ洗浄するための構成を兼備してなり、前述した図１に示される基板洗浄システムの基本単位構成要素である基板洗浄装置としてはもちろんのこと、本装置単独でもウエハＷを単一の処理チャンバ１５内において一枚ずつ複数種類の洗浄液で洗浄処理するワンチャンバ枚葉式の基板洗浄装置としても使用される構成を備えている。
【００８１】
Ｉ．スプレー洗浄処理するための構成：
基板洗浄装置Ａは、図１０および図６に示すように、処理チャンバ１５、ゲート部１６、基板支持部１７、基板回転部１８、噴射ノズル１９、不活性気体供給部２０、ドレン部２１および基板洗浄制御部２２などを主要部として構成されている。
【００８２】
基板洗浄装置Ａの処理チャンバ装置を構成する処理チャンバ１５は、具体的には円筒形状の密閉型容器であって、図１９に示すように、一枚のウエハＷを収容する密閉可能な単一洗浄槽構成とされており、上部大径部２５と下部小径部２６とからなる。また、処理チャンバ１５の材質は、ステンレス鋼板の内面に、ＰＦＡ（テフロン系樹脂）のライニングが施されてなる。
【００８３】
上部大径部２５は、ウエハＷを搬入出するとともに乾燥処理する部位で、大径円筒部の形態とされている。大径円筒部２５の側部には、ウエハＷを搬入出するための上記ゲート部１６が設けられるとともに、その内部には、上記基板支持部１７に支持されたウエハＷの表面に洗浄液を噴射する噴射ノズル１９が設けられている。
【００８４】
図示のものにおいては、上記大径円筒部２５は、本体２５ａと蓋体２５ｂからなる上下分割構造とされている。本体２５ａは、その下部が逆円錐形状の円筒とされて、上記小径円筒部２６と一体に形成されるとともに、この本体２５ａの上端縁に、蓋体２５ｂが、取付けボルト７０により取り外し可能にかつ水密・気密性をもって施蓋される。また、この蓋体２５ｂには、上記不活性気体供給部２０と噴射ノズル１９が設けられている。
【００８５】
下部小径部２６は、ウエハＷを洗浄処理する部位で、小径円筒部の形態とされている。この下部小径部２６の内径寸法は、ウエハＷを水平状態で支持する上記基板支持部１７を収容し得る大きさに設定されている。基板支持部１７は、後述するように、小径円筒部２６の底部中央に、昇降動作可能にかつ水平回転可能に設けられている。また、下部小径部２６内には、ウエハＷの裏面に洗浄液を噴射する噴射ノズル２７が設けられている。
【００８６】
処理チャンバ１５は、高さ調整機能を有する支持脚２５０，２５０，…により装置基台２００上に設置されている。
【００８７】
処理チャンバ１５のゲート装置を構成するゲート部１６は、処理チャンバ１５の基板搬入出口を構成する開閉可能なもので、図１０に示すように、上記大径円筒部２５の側部から水平方向外側へ突出して設けられるとともに、一対の昇降ゲート３０、３１を備えてなるダブルゲート構造とされている。
【００８８】
具体的には、図１２に示すように、ゲート部１６のゲート開口３２が、大径円筒部２５の側部から水平方向外側へ突出して設けられており、このゲート開口３２に、上記両昇降ゲート３０、３１が、水平方向つまり基板搬入出方向へ所定間隔をもって配置されている。
【００８９】
ゲート開口３２は、前述の図３に示すように、ウエハＷを水平状態で吸着保持した前記移載ロボットＤのハンド部１０が通過し得る開口面積を有する。
【００９０】
内外両昇降ゲート３０、３１は、それぞれ昇降シリンダ１００により上下方向へ独立して開閉可能な構成とされている。
【００９１】
具体的には、昇降ゲート３０，３１は、上記ゲート開口３２を閉塞しうる形状寸法を備えた平板状とされて、ゲート開口３２に設けられた案内溝３２ａ，３２ａ内を上下方向へ摺動するように支持されている。また、昇降ゲート３０，３１の先端部つまり下端部３０ａ，３１ａは、その外側面が下側内向きの傾斜面とされたくさび形状とされて、この下端部３０ａ，３１ａが、上記案内溝３２ａ，３２ａの底部に閉止係合可能とされ、これにより、ゲート開口３２が気密・水密性をもって閉塞される。
【００９２】
上記昇降シリンダ１００はロッドレスシリンダであって、図外において装置基台２００に支持固定されたゲート本体（ゲート装置本体）１０１に、ロッドレスシリンダ１００のリニアガイド１００ａが鉛直方向へ延びて設けられるとともに、このリニアガイド１００ａに沿って移動するシリンダ本体１００ｂに上記昇降ゲート３０，３１の基部がそれぞれ取り付けられている。
【００９３】
また、上記一対の昇降ゲート３０，３１間におけるゲート開口３２の底部には、排気部２９が設けられて、ゲート開口３２内の排気を強制的に行う構成とされている。さらに、内側の昇降ゲート３１の内側部位におけるゲート開口３２の上部には、図示しない超純水供給源に連通可能な洗浄水供給部１０２が設けられて、上記昇降ゲート３１の内側面に飛散付着した洗浄液が洗浄されるように構成されている。これに関連して、両昇降ゲート３０，３１の先端部３０ａ，３１ａが閉止係合する上記案内溝３２ａ，３２ａの底部には、洗浄液や不活性気体を排出するドレン部１０３が設けられている。
【００９４】
しかして、ウエハ搬入出時のゲート開口３２の開口動作は、まず外側の昇降ゲート３０が開いてから、続いて内側の昇降ゲート３１が開き、逆に、ゲート開口３２の閉止動作は、まず内側の昇降ゲート３１が閉じてから、続いて外側の昇降ゲート３０が閉じる。また、この開閉時には、排気部２９によりゲート開口３２内が強制排気されて、これらダブルゲート構造と強制排気構造の相乗効果により、処理チャンバ１５内のミスト等が外部へ拡散するのを有効に防止する。
【００９５】
ウエハＷのチャッキング装置を構成する基板支持部１７は、処理チャンバ１５の下部小径部２６内における底部中央に設けられており、一枚のウエハＷを水平状態に支持する構成とされている。
【００９６】
具体的には、図示の基板支持部１７は、図１３ないし図１６に示すように、ウエハＷの周縁部をチャッキング支持する４本のチャッキングアーム３５，３５，…を備えてなる。このチャッキングアーム３５の配設数は、取り扱うべきウエハＷの大きさ等、目的に応じて適宜設定される。
【００９７】
これらチャッキングアーム３５，３５，…は、図１３に示すように、円周方向へ等角度をもって４等配の放射状に、かつ図１４に示すように、ウエハＷの外径側上方へ傾斜して設けられるとともに、後述する開閉部１０５により放射方向へ往復移動して開閉動作可能とされている。
【００９８】
具体的には、後述する基板回転部１８の回転軸３８の先端部分に、支持部本体１１０が取付け固定され、この支持部本体１１０の挿通穴１１０ａ，１１０ａ，…に、チャッキングアーム３５が放射方向へ往復摺動可能に保持されている。
【００９９】
また、チャッキングアーム３５，３５，…の先端にそれぞれ設けられたチャッキング爪３６，３６，…は、互いに同一高さになるように設定されており、これにより、チャッキング時において、ウエハＷの周縁部を水平状態でチャッキング支持する。
【０１００】
また、チャッキング爪３６のチャッキング面３７は、ウエハＷの周縁部の断面形状に対応した断面形状を有している。具体的には、図１５に拡大して示すように、チャッキング面３７は上下方向に傾斜した直角平面とされて、ウエハＷの矩形断面の周縁部に対して、その周縁部角部を点接触状態または線接触状態で当接支持するように形成されている。
【０１０１】
これにより、チャッキングアーム３５，３５，…のチャッキング時において、ウエハＷの周縁部は、上記チャッキング面３７，３７，…により上下方向へ拘束状態で支持されることとなる。また、この支持状態は、ウエハＷの周縁部を固定的ではなく、周縁部の若干の移動を許容する程度に設定されている。このような構成とされることにより、ウエハＷの周縁部のみを支持するため、ウエハＷの裏側の汚染がない、チャッキング面３７がウエハＷの周縁部の断面形状に対応しているため、ウエハＷ周縁部のチッピングがない等の効果を有する。
【０１０２】
上記チャッキングアーム３５の開閉部１０５は、図１４、図１６および図１７に示すように、開閉カム１２０と駆動機構１２１を備えてなる。
【０１０３】
開閉カム１２０は、図１７に示すように、上向き円錐台形状とされて、その外表面が上向き円錐状のテーパカム面とされている。この開閉カム１２０は、駆動機構１２１の開閉ロッド１２３の先端部に同軸状に取付け固定されるとともに、開閉カム１２０のテーパカム面に、上記チャッキングアーム３５，３５，…の係合フランジ１２４ａ，１２４ａ，…がそれぞれ当接係合されている。この係合フランジ１２４ａは、具体的には、チャッキングアーム３５の基端に同軸状に螺着された従動ボルト１２４，１２４，…の頭部から構成されており、よって、この従動ボルト１２４を適宜螺進退させることにより、チャッキングアーム３５の突出退入量つまりチャッキング状態が調整される。
【０１０４】
また、開閉カム１２０に対するチャッキングアーム３５の突出退入動作の追随性、特に退入動作時の正確な追随性を確保するために、上記開閉カム１２０に係合カバー１２５が設けられている。この係合カバー１２５は、開閉カム１２０を被覆する中空円錐形状とされるとともに、上記従動ボルト１２４，１２４，…の軸部をそれぞれ挿通可能な長穴状挿通溝が設けられている。これにより、従動ボルト１２４の頭部つまり係合フランジ１２４ａは、係合カバー１２５と開閉カム１２０のカム面との間に介装されて、開閉カム１２０と係合フランジ１２４ａのカム面に沿った上下方向への相対的な移動を許容する一方、チャッキングアーム３５の突出退入方向へは、両者１２０、１２４ａが一体的に移動し得る係合構造とされている。
【０１０５】
駆動機構１２１は、開閉カム１２０を鉛直方向へ昇降動作させる昇降機構の形態とされており、上記開閉ロッド１２３、昇降シリンダ１２６および復帰スプリング１２７を主要部として構成されている。
【０１０６】
開閉ロッド１２３は、スライド軸受１３５により、基板回転部１８の回転軸３８の内部に、同軸状にかつ鉛直上下方向へ進退移動可能な状態で挿通支持されており、その先端部に上記開閉カム１２０が同軸状にかつ一体的に取付け固定されている。
【０１０７】
昇降シリンダ１２６は上記開閉ロッド１２３を昇降させるもので、具体的にはエアシリンダからなり、上記開閉ロッド１２３の下側位置において、装置基台２００に上下方向へ昇降可能に設けられた昇降台２０１に上向きに取付け支持されている。この昇降シリンダ１２６のピストンロッド１２６ａは、上記開閉ロッド１２３と同軸状に配置されるとともに、その突出動作により開閉ロッド１２３を上方へ押圧移動させる。
【０１０８】
一方、復帰スプリング１２７は、上記開閉ロッド１２３を常時下降方向へ付勢するもので、図１６に示すように、開閉ロッド１２３の下端部において、その上端が回転軸３８の基端面、具体的にはスライド軸受１３５の端面３８ａに当接係合するとともに、その下端が開閉ロッド１２３の下端フランジ１２３ａに当接係合されている。
【０１０９】
しかして、常態つまり上記ピストンロッド１２６ａが退入した状態において、上記復帰スプリング１２７の復帰弾力により、開閉カム１２０が下降して、チャッキングアーム３５，３５，…が縮閉状態（チャッキング状態）にあり、一方、昇降シリンダ１２６のピストンロッド１２６ａが突出動作すると、開閉カム１２０が復帰スプリング１２７の復帰弾力に抗して上昇し、チャッキングアーム３５，３５，…が拡開動作（チャッキング動作）するように構成されている。
【０１１０】
なお、上記チャッキングアーム３５とその開閉部１０５の各部には、Ｏリング１３０や密封カバー１３１等が施されて、基板支持部１７の外部（洗浄液等）に対しての気密・液密性が保持される密封構造とされている。また、例えば、開閉ロッド１２３はステンレス鋼製とされるとともに、その外周面にピーク材により被覆されてなる。また、チャッキングアーム３５等の直接洗浄液に接触する部材も、ピーク材により形成されている。
【０１１１】
基板回転部１８は、上記基板支持部１７をスプレー洗浄時およびスピン乾燥時において水平回転させるもので、図１０、図１６および図１７に示すように、上記回転軸３８と駆動モータ１４０を主要部として構成されている。
【０１１２】
上記回転軸３８は、軸受１４１，１４１，…により、前記昇降台２０１に鉛直状態で回転可能に軸支されるとともに、その上端部分に上記基板支持部１７が水平状態で取付け支持されている。
【０１１３】
駆動モータ１４０は上記回転軸３８を回転駆動するもので、具体的にはサーボモータからなり、上記昇降台２０１と一体的に昇降動作するように取付け支持されるとともに、その主軸１４０ａが上記回転軸３８と平行になるように配置されている。主軸１４０ａは、伝動プーリ１４２ａ、伝動ベルト１４２ｂおよび伝動プーリ１４２ｃからなる動力伝達機構を介して、上記回転軸３８に駆動連結されている。
【０１１４】
しかして、駆動モータ１４０の回転駆動により、基板支持部１７が回転軸３８を介して所定の回転速度で水平回転され、この回転速度は、スプレー洗浄時およびスピン乾燥時にそれぞれ対応して設定されている。
【０１１５】
また、基板支持部１７を上昇位置と下降位置との間で昇降させる基板昇降部１５０を備え、この基板昇降部１５０は、図１０に示すように、上記昇降台２０１と昇降シリンダ２０２を主要部として構成されている。
【０１１６】
上記昇降台２０１は、具体的には図示しないが、装置基台２００に上下方向へ延びて設けられたリニアガイド（図示省略）上を昇降案内される構造とされ、この昇降台２０１上に上記基板支持部１７と基板回転部１８が搭載されている。
【０１１７】
昇降シリンダ２０２は、基板支持部１７を支持する昇降台２０１を昇降させるもので、具体的にはエアシリンダからなり、そのシリンダ本体２０２ａが装置基台２００上に取付け支持されるとともに、そのピストンロッド２０２ｂが、接続ブラケット２０３を介して上記昇降台２０１に接続されている。
【０１１８】
しかして、基板支持部１７は、この基板昇降部１５０により、上昇位置である大径円筒部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置と、下降位置である下部小径部２６内のウエハ洗浄処理位置に適宜位置決めされるとともに、これら両位置において、上記基板回転部１８により、所定の回転速度をもって水平回転される。
【０１１９】
また、上記基板支持部１７の昇降および回転動作に対応して、回転軸３８には、図１７および図１８に示すような軸シール構造（軸シール装置）２１０が採用されている。
【０１２０】
この軸シール構造２１０は、回転軸３８における処理チャンバ１５内の軸部分を密封するものであって、固定側と回転側の軸部のいずれか一方に設けられる環状シール２１１と、この環状シール２１１と共働する簡易なラビリンスシール２１２とを備えてなる。
【０１２１】
環状シール２１１はテフロン製の環状シールで、図示のものにおいては、固定側である処理チャンバ１５底部の支持台２１５に設けられている。
【０１２２】
具体的には、図１８に示すように、環状シール２１１のシール本体２１１ａが、上記支持台２１５の適所に、環状の取付け部材２３０により挟持状に締付け固定されるとともに、上記回転軸３８にシールカラー２１６が取付け固定され、このシールカラー２１６の軸方向シール面２１６ａに、環状シール２１１の先端シールリップ２１１ｂが摺動可能に密接係合可能とされている。上記軸方向シール面２１６ａは、回転軸３８の軸線に垂直な水平環状面とされている。
【０１２３】
しかして、上記先端シールリップ２１１ｂは、基板支持部１７の下降状態つまり回転軸３８にシールカラー２１６と支持台２１５の上下軸方向の接近状態において、対向する上記軸方向シール面２１６ａに摺動可能に密接係合して、この部位の気密・水密性を確保する。
【０１２４】
また、上記回転軸３８に環状フランジ部２１７が取り付けられている。この環状フランジ部２１７は、上記シールカラー２１６と支持台２１５の上下軸方向の接近状態において、上記軸方向シール面２１６ａの外径側で下方へ延びて垂下状に設けられている。これに対応して、支持台２１５には環状溝２１８が設けられ、この環状溝２１８内に、上記環状フランジ部２１７が小さな隙間をもって非接触で嵌挿される構造とされている。これにより、上記環状シール２１１のシール部の外径側に、このシール部に連続するラビリンスシールが形成されている。
【０１２５】
なお、上記環状シール２１１は、図示と逆の構成、つまり回転側である回転軸３８側に設けられても良い。
【０１２６】
上側の噴射ノズル１９は、図示のものにおいては３台設けられている。すなわち、図１１に示すように、処理チャンバ１５の大径円筒部２５の蓋体２５ｂに、３台の噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃが、互いにの水平旋回動作を干渉しないように配置されている。
【０１２７】
これら噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃの具体的構成は、回動支軸２１９が蓋体２５ｂに鉛直状態で回転可能に軸支されるとともに、この回動支軸２１９の下端に水平バー２２０が取付けられ、この水平バー２２０の先端部に噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃがそれぞれ下向きに設けられている。
【０１２８】
また、上記蓋体２５ｂの外側上部には、駆動モータ２２１が取付け支持されており、その駆動軸２２１ａが、軸継手２２２を介して上記回動支軸２１９と同軸状に駆動連結されている。
【０１２９】
さらに、上記回動支軸２１９と水平バー２２０の内部には、洗浄液供給路２２３がほぼ全長にわたって設けられており、その先端が噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに連通されるとともに、その基端が前記洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされている。
【０１３０】
これにより、各噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、基板支持部１７に水平状態で回転支持されるウエハＷの表面に対して、その外周から中心にわたって水平旋回しながら、あるいは水平旋回して静止後洗浄液を噴射する。
【０１３１】
なお、図示のものにおいては、噴射ノズル１９ａ，１９ｃは放射状に洗浄液を噴射する構造とされている。一方、噴射ノズル１９ｂは、スリット状の開口を備えてカーテン状に洗浄液を噴射する構造とされて、超音波洗浄に適した構成とされている。また、これに関連して、噴射ノズル１９ｂの下側には、滴受け２４０が設けられており、噴射ノズル１９ｂから詰まり防止のため常時落ちる洗浄液の滴を受ける構造とされている。さらに、噴射ノズル１９ｂの回動支軸２１９の適所には、処理チャンバ１５の内壁を洗浄するためのタンク洗浄ノズル２６０が設けられている。このタンク洗浄ノズル２６０は球状のもので、その全周にわたって洗浄液を噴射する構造とされている。
【０１３２】
一方、下側の噴射ノズル２７は、図示のものにおいては４台設けられている。すなわち、処理チャンバ１５の小径円筒部２６内の底部近傍側部において、周方向へ等間隔をもって、４台の噴射ノズル２７，２７，…が上向き状態で固定的に設けられている。これらの噴射ノズル２７，２７，…も、噴射ノズル１９ａ，１９ｂ，１９ｃと同様、洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされている。これにより、噴射ノズル２７は、回転支持される上記ウエハＷの裏面に対して、洗浄液を噴射する。これにより、ウエハＷは、下部小径部２６内において、その表裏両面を同時洗浄される。
【０１３３】
不活性気体供給部２０は、処理チャンバ１５内の洗浄液を排出置換するための不活性気体を供給するもので、大径円筒部２５における蓋体２５ｂの頂部に設けられるとともに、不活性気体供給源（図示省略）に連通可能とされている。なお、この不活性気体供給源は、上記噴射ノズル１９ａ〜１９ｃ，２７，２７，…にも連通可能とされて、これら噴射ノズルも、選択的に不活性気体供給部として機能しうる構成とされている。
【０１３４】
これに対応して、処理チャンバ１５の適所に、ドレン部２１が設けられている。このドレン部２１は、洗浄液の排出と不活性気体の排出を行うため、小径円筒部２６の底部に複数箇所設けられるとともに、洗浄液供給装置Ｅおよび装置外部へ連通可能とされている。なお、不活性気体の排出を行う専用の排気部を別途設けて、上記ドレン部２１を洗浄液排出専用とすることも可能である。
【０１３５】
また、不活性気体供給部２０は、具体的には図示しないが、上記ゲート開口３２における内外両昇降ゲート３０、３１間の上部位置にも設けられるとともに、これに対向するゲート開口３２の底部には、前述したように排気部２９が設けられている。
【０１３６】
II. ディップ洗浄するための構成：
基板洗浄装置Ａは、スピン洗浄処理するための上記構成に加えて、ディップ洗浄するための構成も備えている。
【０１３７】
すなわち、上記処理チャンバ１５の小径円筒部２６には、図１０および図１９に示すように、小径円筒部２６内に洗浄液を供給する洗浄液供給部４０が設けられている。この洗浄液供給部４０は、上記洗浄液供給装置Ｅに連通可能とされて、洗浄液を、小径円筒部２６内において基板支持部１７に支持されたウエハＷが浸漬し得る程度まで供給するように構成されている。
【０１３８】
また、これに対応して、小径円筒部２６は、洗浄液の上昇流れを生じるオーバフロー槽として、または、洗浄液のウエハ表裏面に沿った水平流れを生じる槽として機能し得る構造とされている。
【０１３９】
つまり、小径円筒部２６の側部において、上記洗浄液供給部４０の上側位置、換言すれば、上記小径円筒部２６と大径円筒部２５の境界部分に、洗浄液オーバフロー部４１が設けられている。これにより、ディップ洗浄において、選択的に、ウエハＷを浸漬する洗浄液の上昇流れを発生させる構成とされている。
【０１４０】
また、具体的には図示されていないが、前述した図８に示すように、上記洗浄液供給部４０の反対側対向側部の下側位置に、水平フロー部が設けられている。これにより、ディップ洗浄において、選択的に、ウエハＷを浸漬する洗浄液のウエハＷの表裏面に沿った水平流れを発生させる構成とされている。
【０１４１】
基板洗浄制御部２２は、上記ゲート部１６、基板回転部１８、噴射ノズル１９ａ〜１９ｃ、不活性気体供給部２０およびドレン部２１等を相互に連動して駆動制御するもので、この基板洗浄制御部２２により、以下に述べるように、洗浄液供給装置Ｅの駆動に連動して、前述した各種、各方式のウェット処理工程を処理チャンバ１５へのウエハＷの搬入時から搬出時まで全自動で選択的に実行する。
【０１４２】
▲１▼ウエハＷの搬入：
前工程から搬送されてくる洗浄前のウエハＷは、前述の図３に示すように、移載ロボットＤにより、水平状態のままで基板洗浄装置Ａの処理チャンバ１５内に搬入される。
【０１４３】
この際のウエハＷの受渡しは、基板支持部１７が処理チャンバ１５の大径円筒部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置に上昇待機した状態で、移載ロボットＤのハンド部１０が、ゲート部１６を介して、ウエハＷを吸着支持したまま水平移動し、基板支持部１７の上方位置へ伸長した後下降して、基板支持部１７上にウエハＷを搬入載置する。
【０１４４】
このときのゲート部１６は、一対の昇降ゲート３０、３１からなるダブルゲート構造とされているのに加えて、昇降ゲート３０、３１間には、昇降ゲート３０、３１の開閉動作に連動して、不活性気体供給部２０から不活性気体例えは窒素ガスが供給されるとともに、排気部２９から排気されており、処理チャンバ１５内のフュームの拡散や処理チャンバ１５内へのパーティクルの流入等が有効に防止される。
【０１４５】
処理チャンバ１５内の基板支持部１７上にウエハＷが搬入されると、チャッキングアーム３５，３５，…が、ウエハＷの周縁部を水平状態でチャッキング支持する。この場合、図１５に示すように、そのチャッキング爪３６のチャッキング面３７がウエハＷの周縁部のみを上下方向へ拘束状態で支持するため、確実なチャッキング状態が得られるとともに、ウエハＷの裏側の汚染やウエハＷの周縁部のチッピングが有効に防止される。
【０１４６】
▲２▼  ウエット処理：
基板支持部１７がウエハＷをチャッキング支持すると、小径円筒部２６内のウエハ洗浄処理位置に下降した後、前述した各種の洗浄処理が予め定められた手順で実行される。
【０１４７】
例えば、スプレー洗浄であれば、基板回転部１８により、基板支持部１７が所定の回転速度をもって水平回転されるとともに、この基板支持部１７上のウエハＷの表裏両面に対して、噴射ノズル１９ａ〜１９ｃ，２７，２７，…から洗浄液が噴射される。
【０１４８】
一方、ディップ洗浄であれば、洗浄液供給部４０から、洗浄液がウエハＷを浸漬し得る程度まで供給される。この際、洗浄液オーバフロー部４１または水平フロー部（図示省略）が選択的に開口されて、洗浄液に上昇流れまたは水平流れが発生し、効率的な洗浄が行われる。
【０１４９】
あるいは、これらスプレー洗浄とディップ洗浄が複合的に組み合わされて行われる。
【０１５０】
また、異種の洗浄液による洗浄処理の間には、不活性気体供給部２０からの不活性気体例えば窒素ガスの導入により、洗浄液が置換排除されるとともに、噴射ノズル１９ａ〜１９ｃ，２７，２７，…または洗浄液供給部４０からの超純水の供給によるリンス処理が行われる。
【０１５１】
また、一連の洗浄処理が終了すると、基板支持部１７が再び大径円筒部２５内のウエハ搬入出・乾燥処理位置に上昇した後、基板回転部１８により、基板支持部１７が所定の回転速度をもって水平回転されるとともに、噴射ノズル１９ａ〜１９ｃ，２７，２７，…から不活性気体例えば窒素ガスが噴射されて、スピン乾燥が行われる。
【０１５２】
この際、チャンバ下部のドレン部２１，２１，…から強制排気することにより、処理チャンバ１５内には、前述した図９に示すように、チャンバ上部の不活性気体供給部２０からチャンバ下部のドレン部２１，２１，…に至るような経路の気流が生じて、処理チャンバ１５内のミストの巻き上がりが有効に防止される。
【０１５３】
▲３▼  ウエハＷ，Ｗ，…の搬出：
基板洗浄装置Ａにおける一連の洗浄処理が完了したウエハＷは、再び移載ロボットＤにより、前述と逆の要領で各処理チャンバ１５から搬出されて、次工程のスパッタリングやＣＶＤ処理等による薄膜形成のための処理工程へ向けて搬送される。
【０１５４】
しかして、以上のように構成された基板洗浄装置Ａにおいては、ウエハＷを一枚ずつ処理する枚葉式であることから、パーティクル等の再付着もほとんどなく、ウエハＷ毎の精密な処理を行なうことができ、処理チャンバ１５自体の容積も小さく、洗浄液も少量で済む。
【０１５５】
また、処理チャンバ１５内でウエハＷの全洗浄工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程においてウエハＷの出し入れがなく、大気に触れて、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもなく、基板洗浄装置Ａの構成も単純かつ小型化できる。
【０１５６】
なお、上述した実施形態１および２はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。
【０１５７】
例えば、図示しないが、処理チャンバ１５の上部に膜厚計を設けて、ウエハＷの膜厚を測定できる構成としても良い。この場合、膜厚計はウエハＷの中心からずらした位置に配置して、基板回転部１８により、基板支持部１７上のウエハＷを所定の回転速度をもって水平回転させながら測定することにより、ウエハＷの数点（同一円周上）の膜厚を測定することができる。
【０１５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、洗浄処理前のウエハが複数枚ストックされて搬入待機する基板搬入装置と、ウエハを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する複数の枚葉式の基板洗浄装置と、洗浄処理後のウエハが複数枚ストックされて搬出待機する基板搬出装置と、上記基板搬入装置と基板洗浄装置の間およびこの基板洗浄装置と上記基板搬出装置との間で、ウエハを一枚ずつ移載する基板移載装置と、これら装置を相互に連動して駆動制御するシステム制御装置とを備えてなり、上記基板搬入装置、基板洗浄装置および基板搬出装置が環状に配列されて環状配列群が形成されるとともに、この環状配列群の中心位置に上記基板移載装置が配置されてなるから、また、その具体的構成として以下のような構成を採用するから、以下に列挙するような種々の効果が得られる結果、パーティクルの再付着等もなく高い清浄度雰囲気での洗浄を高精度に行なうことができ、しかも装置構成が単純かつコンパクトで多品種少量生産にも有効に対応できるウエハ洗浄技術を提供することができる。
【０１５９】
したがって、昨今の半導体装置のサブミクロン時代の到来を迎え、このような装置構造の微細化、高集積化に伴ってウェハの表面に要求される非常に高い清浄度にも十分に対応することができる。
【０１６０】
(1) 基本的にウエハを一枚ずつ処理する枚葉式であることから、パーティクル等の再付着もほとんどなく、ウエハ毎の精密な処理を行なうことができ、基板洗浄装置の洗浄空間の容積も小さく、洗浄液も少量で済む。
【０１６１】
(2) ウエハを一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する、つまり一つの処理槽で全洗浄工程を行なうワンチャンバ式であることから、洗浄工程においてウエハの出し入れがなく、大気に触れて、金属汚染、イオンあるいは酸素等の影響を受けることもなく、各ウエハ基板洗浄装置ＡＡの構成も単純かつ小型化できる。
【０１６２】
(3) ウエハを一枚ずつ処理するから、ウエハ毎に精密な処理が行え、全体として高精度なプロセス制御が可能となる。
【０１６３】
(4) ウエハを一枚ずつ洗浄処理するから、パーティクルの再付着がない。
【０１６４】
(5) ウエハを一枚ずつ洗浄処理するから、洗浄空間の容積が小さく、洗浄液も少なくて済み、多品種少量生産に対応できる。
【０１６５】
(6) 本発明の基板洗浄装置のゲート装置は、基板を一枚ずつ複数の洗浄液で洗浄処理する枚葉式の洗浄装置において、密閉可能な単一の処理チャンバの基板搬入出口を構成するものであって、前記処理チャンバの側部から外側へ突出して設けられたゲート開口に、一対の昇降ゲートが設けられてなるダブルゲート構造とされ、これら一対の昇降ゲートは、基板搬入出方向へ所定間隔をもって配置されるとともに、独立して上下方向へ開閉可能な構成とされ、前記ゲート開口における前記一対の昇降ゲート間に、排気部が設けられて、ゲート開口内の排気を強制的に行う強制排気構造とされているから、処理チャンバ内の洗浄液や気体の外部への放出が有効に防止されて、処理チャンバ内雰囲気のチャンバ外部（クリーン室内）への拡散防止を行うことができる。
すなわち、例えば、図示の実施形態で説明したように、ウエハ搬入出時のゲート開口の開口動作を、まず外側の昇降ゲートが開いてから、続いて内側の昇降ゲートが開く構成とし、逆に、ゲート開口の閉止動作を、まず内側の昇降ゲートが閉じてから、続いて外側の昇降ゲートが閉じる構成とすることにより、処理チャンバ内の洗浄液や気体の外部への放出が有効に防止されて、処理チャンバ内雰囲気のチャンバ外部（クリーン室内）への拡散防止を行うことができる。
また、この開閉時に、排気部によりゲート開口内が強制排気されることで、上記ダブルゲート構造と強制排気構造の相乗効果により、上記処理チャンバ内のミスト等が外部へ拡散するのが有効に防止される。
【０１６６】
(7) ワンチャンバ式の洗浄装置を備えてなるから、クラスタ(cluster）化をにらんでのインライン化が可能となる。
【０１６７】
(8) 基板洗浄装置のコンパクト化およびユニット化により、各ユニットごとの脱着が可能となり、メンテナンス性が向上する。
【０１６８】
(9) 洗浄・水洗・乾燥までの連続プロセスにより、外気に触れることもなく、自然酸化膜の制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である基板洗浄システムを示す概略平面図である。
【図２】同基板洗浄システムの基板搬入装置および基板搬出装置を示す概略構成図である。
【図３】同基板洗浄システムの移載ロボットによるウエハの基板洗浄装置への搬入出動作を説明するための概略説明図である。
【図４】同移載ロボットの基板吸着部を示す図で、図４(a) は平面図、図４(b) は側面図である。
【図５】同基板洗浄システムにおける基板洗浄装置と洗浄液供給装置との回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図６】同じく同基板洗浄システムにおける基板洗浄装置と洗浄液供給装置との回路構成の他の例を示す概略構成図である。
【図７】同基板洗浄装置における基板支持部のチャッキングアームの概略構成を示す図で、図７(a) は概略側面図、図７(b) は概略平面図、図７(c) は同チャッキングアームのチャッキング時におけるチャック爪とウエハとの関係を示す拡大側面図である。
【図８】同基板洗浄装置におけるディップ洗浄時の洗浄液の水平流れ構成を示す図で、図８(a) は概略側面図、図８(b) は概略平面図である。
【図９】同基板洗浄装置における乾燥時の構成を示す図で、図９(a) は不活性気体の噴射構成を示す概略側面図、図９(b) は同不活性気体の流れを示す概略側面図である。
【図１０】本発明の実施形態２である基板洗浄システムの基板洗浄装置の構成を示す側面断面図である。
【図１１】同基板洗浄装置の構成を一部切開して示す平面図である。
【図１２】同基板洗浄装置におけるゲート装置を一部切開して示す正面図である。
【図１３】同基板洗浄装置におけるチャッキング装置を示す平面図である。
【図１４】同チャッキング装置の要部構成を示す正面断面図である。
【図１５】同チャッキング装置のチャッキング時におけるチャック爪とウエハとの関係を拡大して示す一部断面側面図である。
【図１６】同チャッキング装置の開閉部の一部を示す正面断面図である。
【図１７】同基板洗浄装置における軸シール装置を示す正面断面図である。
【図１８】同軸シール装置の要部を拡大して示す正面断面図である。
【図１９】同基板洗浄装置における処理チャンバ装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
Ｗ              ウエハ
Ａ              基板洗浄装置
Ｂ              基板搬入装置
Ｃ              基板搬出装置
Ｄ              移載ロボット（基板移載装置）
Ｅ              洗浄液供給装置
Ｆ              システム制御装置
１０            移載ロボットのハンド部
１１            移載ロボットの吸引プレート（基板吸着部）
１５            基板洗浄装置の処理チャンバ
１６            基板洗浄装置のゲート部（ゲート装置）
１７            基板洗浄装置の基板支持部（チャッキング装置）
１８            基板洗浄装置の基板回転部
１９            基板洗浄装置の噴射ノズル
２０            基板洗浄装置の不活性気体供給部
２１            基板洗浄装置のドレン部
２２            基板洗浄装置の基板洗浄制御部
２５            処理チャンバの大径円筒部（上部大径部）
２５ａ          大径円筒部の本体
２５ｂ          大径円筒部の蓋体
２６            処理チャンバの小径円筒部（下部小径部）
２７            基板洗浄装置の噴射ノズル
２９            ゲート部の排気部
３０，３１      ゲート部の昇降ゲート
３０ａ，３１ａ  昇降ゲートの先端部
３２            ゲート部のゲート開口
３５            基板支持部のチャッキングアーム
３６            チャッキングアームのチャッキング爪
３７            チャッキング爪のチャッキング面
３８            基板回転部の回転軸
４０            基板洗浄装置の洗浄液供給部
４１            基板洗浄装置の洗浄液オーバフロー部
４２            基板洗浄装置の水平フロー部
１００          ゲート部の昇降シリンダ
１００ａ        昇降シリンダのリニアガイド
１００ｂ        昇降シリンダのシリンダ本体
１０１          ゲート本体（ゲート装置本体）
１０２          洗浄水供給部
１０３          ドレン部
１０５          開閉部（開閉手段）
１１０          支持部本体
１２０          開閉カム
１２１          駆動機構
１２３          開閉ロッド
１２５          係合カバー
１２６          昇降シリンダ
１２７          復帰スプリング
１４０          駆動モータ
１５０          基板昇降部
２０１          昇降台
２０２          昇降シリンダ
２１０          軸シール構造（軸シール装置）
２１１          環状シール
２１１ａ        環状シールのシール本体
２１１ｂ        環状シールのラビリンスシール
２１６ａ        回転軸の軸方向シール面
２１７          環状フランジ部
２１８          環状溝
【図１】
0003901777.tif 000002
【図２】
0003901777.tif 000003
【図３】
0003901777.tif 000004
【図４】
0003901777.tif 000005
【図５】
0003901777.tif 000006
【図６】
0003901777.tif 000007
【図７】
0003901777.tif 000008
【図８】
0003901777.tif 000009
【図９】
0003901777.tif 000010
【図１０】
0003901777.tif 000011
【図１１】
0003901777.tif 000012
【図１２】
0003901777.tif 000013
【図１３】
0003901777.tif 000014
【図１４】
0003901777.tif 000015
【図１５】
0003901777.tif 000016
【図１６】
0003901777.tif 000017
【図１７】
0003901777.tif 000018
【図１８】
0003901777.tif 000019
【図１９】
0003901777.tif 000020