(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端縁がその上方から挿入される複数の保持溝が形成された保持アームと、当該保持アームを片持ち式に支持する支持部とを有し、前記複数の保持溝に各々基板の端縁が挿入された状態で複数枚の基板を一括して保持する基板保持手段を備えた基板処理装置において、
前記保持アームの上部表面における、前記保持アームに形成された前記複数の保持溝のうち前記支持部に最も近い位置に形成された保持溝と前記支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成し、前記溝部の深さを前記保持溝の深さ以上としたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記保持溝と前記溝部とは、その底部にその断面が円弧状に形成された円弧状部を有するとともに、前記溝部における円弧状部の半径を前記保持溝における円弧状部の半径よりも大きくした基板処理処置。
【請求項３】
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽中に処理液を噴出するため、前記処理槽の下方に配設された処理液噴出手段と、
前記処理槽からオーバフローした処理液を回収するためのオーバフロー槽と、
基板の端縁がその上方から挿入される複数の保持溝が形成された保持アームと、当該保持アームを片持ち式に支持する支持部とを有し、前記複数の保持溝に各々基板の端縁が挿入された複数枚の基板を一括して保持した状態で、前記処理槽内に貯留された処理液に浸漬した位置と処理液液面より上方の位置との間を昇降する基板保持手段と、
を有する基板処理装置において、
前記保持アームの上部表面における、前記保持アームに形成された前記複数の保持溝のうち前記支持部に最も近い位置に形成された保持溝と前記支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成し、前記溝部の深さを前記保持溝の深さ以上としたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３いずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板保持手段は、石英またはセラミックから構成される基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板を処理する基板処理装置に関し、特に、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平７−１６１６７８号公報に記載されているように、複数枚の基板を処理槽に貯留された処理液中に浸漬して処理する基板処理装置においては、基板の端縁がその上方から挿入される複数の保持溝が形成された保持アームと、当該保持アームを片持ち式に支持する支持部とを有する基板保持部を使用し、保持アームの複数の保持溝に各々その端縁が挿入された複数枚の基板を一括して保持した状態で、基板の処理液中への浸漬と搬送とを行っている。
【０００３】
ここで、基板保持部として、保持アームを支持部により片持ち式に支持するものを使用しているのは、基板保持部が進入する処理槽を小型化できるようにすることにより、処理装置全体の小型化と使用する処理液の最少化を可能とし、かつ、処理装置の前面から基板保持部の移動機構をなくし、オペレータによる処理槽へのアクセスを容易にするためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成を有する基板保持部においては、保持アームに対して片持ち梁と同様の荷重が付与されることになる。そして、保持アームに作用するモーメント荷重は、支持部に近い位置ほど大きくなる。また、保持アームにおける保持溝が形成された部分においては、保持アームの断面積が小さくその断面二次モーメントも小さくなっていることから、大きな応力が作用することになる。さらには、保持アームにおいての、保持アームに形成された複数の保持溝のうち支持部に最も近い位置に形成された保持溝に対応する位置では、保持アームの断面が急激に変化するため、この保持溝の底部には大きな応力集中が生じている。
【０００５】
このような理由から、基板保持部の保持アームにおいては、複数枚の基板を保持した際に、そこに形成された複数の保持溝のうち支持部に最も近い位置に形成された保持溝に対応する位置において破損するという現象が発生する場合がある。
【０００６】
特に、この種の基板処理装置においては、上述した基板保持部の材質として、基板を汚染することがなく、かつ、耐薬品性を有するという条件を満たすものであることが要求されることから、この基板保持部の保持アームは通常石英またはセラミック等の脆性材料から構成される。このような石英またはセラミックから成る保持アームにおいて、そこに形成された複数の保持溝のうち支持部に最も近い位置に形成された保持溝に対応する位置に引張ひずみが生じた場合には、この保持アームはこの位置で容易に破損することになる。
【０００７】
このような破損の発生を防止するため、保持アームの高さ方向の大きさをより大きくした場合には、基板保持部の大型化に伴って基板処理装置全体が大型化する。
【０００８】
また、特に基板を処理槽中に貯留された処理液中に浸漬して処理する基板処理装置においては、処理液の必要量が増加し、また、基板が通常処理槽底部に配設される処理液噴出用のスプレーチューブから離隔して配置されることになるため、基板の処理効率が低下するという問題も発生する。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板保持部を大型化することなく保持アームの破損を有効に防止する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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板の端縁がその上方から挿入される複数の保持溝が形成された保持アームと、当該保持アームを片持ち式に支持する支持部とを有し、前記複数の保持溝に各々基板の端縁が挿入された状態で複数枚の基板を一括して保持する基板保持手段を備えた基板処理装置において、前記保持アームの上部表面における、前記保持アームに形成された前記複数の保持溝のうち前記支持部に最も近い位置に形成された保持溝と前記支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成し、前記溝部の深さを前記保持溝の深さ以上としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記保持溝と前記溝部とは、その底部にその断面が円弧状に形成された円弧状部を有するとともに、前記溝部における円弧状部の半径を前記保持溝における円弧状部の半径よりも大きくしている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽中に処理液を噴出するため、前記処理槽の下方に配設された処理液噴出手段と、前記処理槽からオーバフローした処理液を回収するためのオーバフロー槽と、基板の端縁がその上方から挿入される複数の保持溝が形成された保持アームと、当該保持アームを片持ち式に支持する支持部とを有し、前記複数の保持溝に各々基板の端縁が挿入された複数枚の基板を一括して保持した状態で、前記処理槽内に貯留された処理液に浸漬した位置と処理液液面より上方の位置との間を昇降する基板保持手段とを有する基板処理装置において、前記保持アームの上部表面における、前記保持アームに形成された前記複数の保持溝のうち前記支持部に最も近い位置に形成された保持溝と前記支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成し、前記溝部の深さを前記保持溝の深さ以上としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の発明において、前記基板保持手段は、石英またはセラミックから構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る基板処理装置の要部を示す正面図である。
【００１５】
この基板処理装置は、基板としての半導体ウエハＷを処理液中に浸漬して処理するものであり、処理液を貯留する処理槽１１と、この処理槽中に処理液を噴出するための処理槽１１の下方に配設された一対の処理液噴出手段としてのスプレーチューブ１２と、処理槽からオーバフローした処理液を回収してドレインに排出するためのオーバフロー槽１３と、処理槽１１に貯留された処理液中に半導体ウエハＷを浸漬し、また、この半導体ウエハＷを処理液中から引き上げるための基板保持手段としての基板保持部１とを備える。
【００１６】
この基板処理装置においては、複数枚の半導体ウエハＷは、基板保持部１に一括して保持された状態で処理液中に浸漬されてその処理が行われた後、処理液中から引き上げられ、さらに基板保持部１により次の工程に向けて搬送される。
【００１７】
なお、上記基板処理装置において、処理槽１１からオーバフロー槽１２にオーバフローした処理液を再度処理槽１１に循環させることにより、処理液を循環使用するようにしてもよい。
【００１８】
図２は上述した基板処理装置における基板保持部１の要部を示す斜視図である。
【００１９】
この基板保持部１は、半導体ウエハＷの端縁がその上方から挿入される複数の保持溝４が形成された３個の保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃと、この３個の保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃを片持ち式に支持する支持部３とを有する。そして、この保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃは、その保持溝４に各々半導体ウエハＷの端縁を挿入することにより、例えば５０枚程度の半導体ウエハＷを一括して保持可能な構成となっている。
【００２０】
これらの保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃは、支持部３により片持ち式に支持されており、この支持部３は図示を省略した基板保持部移動機構と連結されている。そして、基板保持部１はこの基板保持部移動機構の駆動により、そこの保持した半導体ウエハＷとともに、処理槽１１内に貯留された処理液に浸漬する位置と、処理液液面より上方の位置との間を図１に示す上下方向に往復移動する。
【００２１】
基板保持部１を構成するこれらの保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃ及び支持部３は、いずれも、石英により構成されている。このため、この基板保持部１により多数の半導体ウエハＷを保持した場合においては、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃにおいて、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃに形成された複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に対応する位置で破損が生じやすい。
【００２２】
この保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの破損を防止するために、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの幅方向（図１に示す左右方向）の大きさを大きくした場合には、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの重量が増す割にはその強度はさほど大きくならない。また、例えば処理槽１１の底壁に数十キロヘルツ〜数百キロヘルツの高周波振動を付与する高周波発振子を装着して半導体ウエハＷを高周波が付与された処理液で処理する場合においては、高周波振動が保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃにより遮られて均一な処理が行えないという問題が生ずる。
【００２３】
一方、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの高さ方向（図１に示す上下方向）の大きさをより大きくした場合には、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの大型化に伴って基板処理装置全体が大型化するばかりでなく、処理槽１１の深さを深くする必要性から処理液の必要量が増加し、また、半導体ウエハＷが処理槽１１の底部に配設された一対のスプレーチューブ１２から離隔して配置されるために、半導体ウエハＷの処理効率が低下するという問題も発生する。
【００２４】
このため、この基板保持部１においては、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃにおいて、保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃにおける複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４と支持部３との間の位置に、支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に対応する位置での応力の集中を防止するための溝部５が形成されている。
【００２５】
図３は上述した基板保持部１における保持アーム２ｂと支持部３との要部を示す側断面図である。なお、他の保持アーム２ａおよび２ｃも、この保持アーム２ｂと同様の構成を有する。
【００２６】
この図に示すように、上述した溝部５は、保持アーム２ｂにおける複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４と支持部３との間の、支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に近接した位置に形成されている。この溝部５の底部は、保持アーム２ｂの長手方向で切断した場合の断面が半径Ｒ２の円弧状の形状を有する。そして、この溝部５の深さは、Ｈ２となっている。
【００２７】
一方、上述した各保持溝４は、図５に示すように、その底面とその側面との間に円弧状部が形成されており、この円弧状部の半径は各々Ｒ１となっている。また、各保持溝４の深さは、Ｈ１となっている。
【００２８】
このとき、上述した溝部５における底部の半径Ｒ２は、保持溝４の円弧状部の半径Ｒ１より大きくなっている。このように、溝部５における底部の半径Ｒ２を保持溝４の円弧状部の半径Ｒ１より大きくすることで、溝部５に大きな集中応力が発生することを防止し、保持アーム２ｂがこの溝部５に対応する位置で破損することを防止している。
【００２９】
また、上述した溝部５の深さＨ２は、保持溝４の深さＨ１より大きくなっている。このように、溝部５の深さＨ２を保持溝４の深さＨ１より大きくすることで、保持溝４に対する応力集中の緩和の効果をより効果的に作用させることが可能となる。
【００３０】
従って、保持アーム２ｂにこのような溝部５を形成することにより、保持アーム２ｂに形成された複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に対応する位置で破損が生ずることを有効に防止することが可能となる。
【００３１】
なお、保持アーム２ｂと支持部３との接続部の上端には、その半径がＲ６の円弧状部が形成されている。この円弧状部は、保持アーム２ｂと支持部３とを溶接する際に形成されるものである。なお、保持アーム２ｂと支持部３との接合部での破損を防止するためには、この円弧状部の半径Ｒ６を上述した各保持溝４の円弧状部の半径Ｒ１より大きくすることが好ましい。
【００３２】
また、上述した溝部５の底部は、その断面が半径Ｒ２の円弧状の形状を有している。しかしながら、この溝部５に換えて、図６に示すように、その底面と側面との間にそれぞれ円弧状部が形成された溝部６を採用してもよい。このような溝部６を利用する場合において、各円弧状部の半径が同一であれば、その半径を保持溝４の円弧状部の半径Ｒ１より大きくすればよい。また、図６に示すように、円弧状部の半径が各々Ｒ３、Ｒ４と異なる場合においては、Ｒ３、Ｒ４の両者がＲ１より大きくなるようにすればよい。
【００３３】
さらに、上述した保持溝４の底面とその側面との間に円弧状部が形成されない場合においては、上述した半径Ｒ１が極めて小さいものとして取り扱えばよい。また、各保持溝４に形成された２個の円弧状部の半径が各々異なる場合には、小さい方の半径を上述したＲ１として取り扱えばよい。
【００３４】
図４は他の実施形態に係る基板保持部１における保持アーム２ｂと支持部３との要部を示す側断面図である。なお、第１実施形態の場合と同様、他の保持アーム２ａおよび２ｃも、この保持アーム２ｂと同様の構成を有する。また、図３に示す第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
この実施形態に係る基板保持部１の保持アーム２ｂにおいては、図３に示す溝部５に換えて、切欠状の溝部７を採用している。
【００３６】
この溝部７は、図４に示すように、保持アーム２ｂにおける複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４と支持部３との間の、支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に近接した位置から、保持アーム２ｂと支持部３との接続部に至る切欠状の形状を有する。そして、この溝部７の底面と側面との間には、その半径が前述した保持溝４の円弧状部の半径Ｒ１より大きいＲ５の円弧状部が形成されており、また、この溝部７の深さは、図３に示す溝部５と同様、Ｈ２となっている。
【００３７】
保持アーム２ｂにこのような溝部７を形成した場合においても、図３に示す溝部５の場合と同様、保持アーム２ｂにおいて、保持アーム２ｂに形成された複数の保持溝４のうち支持部３に最も近い位置に形成された保持溝４に対応する位置で破損が生ずることを有効に防止することが可能となる。
【００３８】
上述した実施の形態においては、基板保持部１を構成する保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃと支持部３とを石英から構成した場合について説明したが、これらの保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃおよび支持部３を炭化珪素やアルミナ等を使用したセラミックで構成してもよい。このような引張ひずみに対して破損を生じやすいセラミックを使用した場合においても、上述した溝部５、６、７を形成することにより、各保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの損傷を有効に防止することが可能となる。
【００３９】
また、上述した各実施の形態によれば、基板を保持する保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃの高さ方向（図１に示す上下方向）の大きさを大きくすることなく、保持アームの強度を上げることが可能であるため、処理液を噴出するスプレーチューブの噴出口と保持アーム２ａ、２ｂ、２ｃに保持された複数の基板とを近接して配置でき、処理液の噴出による基板の洗浄効果を向上させることができる。
【００４０】
また、上述した実施の形態においては、この発明を半導体ウエハＷを処理液中に浸漬して処理する基板処理装置に適用した場合について説明したが、例えば特開平６−３２６０７３号公報や特開平７−３３５６０１号公報に記載されているように、半導体ウエハＷを純水中から低速で引き上げることによりこの半導体ウエハＷを乾燥させる基板処理装置にこの発明を適用することも可能である。この場合においては、半導体ウエハＷを上述した構成を有する基板保持部１により保持して純水中から引き上げることになる。また、同様に、半導体ウエハＷに付着した純水ををＩＰＡ（イソ・プロピル・アルコール）の蒸気と置換して乾燥させる基板処理装置にこの発明を適用することも可能である。この場合においては、半導体ウエハＷを上述した構成を有する基板保持部１により保持した状態で、ＩＰＡの蒸気中において昇降させることになる。
【００４１】
さらに、上述した実施の形態においては、基板としての半導体ウエハＷを処理する基板処理装置にこの発明を適用しているが、液晶表示パネル用ガラス基板や半導体製造装置用マスク基板等の他の基板を処理する基板処理装置にこの発明を適用してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、保持アームの上部表面における保持アームに形成された複数の保持溝のうち支持部に最も近い位置に形成された保持溝と支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成した基板保持手段を備えることから、基板保持部を大型化することなく、保持アームの破損を有効に防止することができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明によれば、処理液を貯留する処理槽と、処理槽中に処理液を噴出するため処理槽の下方に配設された処理液噴出手段と、処理槽からオーバフローした処理液を回収するためのオーバフロー槽とを有し、基板を処理液中に浸漬して処理する基板処理装置において、保持アームの上部表面における保持アームに形成された複数の保持溝のうち支持部に最も近い位置に形成された保持溝と支持部との間の位置に、応力集中緩和用の溝部を形成した基板保持手段を備えることから、基板保持部を大型化することなく、保持アームの破損を有効に防止することができる。また、これに伴って、処理槽の小型化と使用する処理液の最少化が可能となり、さらには、基板と処理液噴出手段とを近接して配置することができることから、基板の処理効率を向上させることが可能となる。
【００４４】
請求項４に記載の発明によれば、引張ひずみに弱い石英またはセラミックから構成された基板保持手段の破損を有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る基板処理装置の要部を示す正面図である。
【図２】  基板保持部１の要部を示す斜視図である。
【図３】  基板保持部１における保持アーム２ｂと支持部３との要部を示す側断面図である。
【図４】  他の実施形態に係る基板保持部１における保持アーム２ｂと支持部３との要部を示す側断面図である。
【図５】  保持溝４の形状を示す拡大図である。
【図６】  溝部６の形状を示す拡大図である。
【符号の説明】
１                    基板保持部
２ａ、２ｂ、２ｃ      保持アーム
３                    支持部
４                    保持溝
５、６、７          溝部
１１                  処理槽
１２                  スプレーチューブ
１３                  オーバフロー槽
Ｗ                    半導体ウエハ
【図１】
0003970421.tif 000002
【図２】
0003970421.tif 000003
【図３】
0003970421.tif 000004
【図４】
0003970421.tif 000005
【図５】
0003970421.tif 000006
【図６】
0003970421.tif 000007