JP5778944B2

JP5778944B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP5778944B2
Application number: JP2011038224A
Authority: JP
Inventors: 肇正心
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: JP2012175039A

Description

この発明は、基板に対して洗浄、エッチング、乾燥等の処理を行う基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板等が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置等の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた各種の処理が行われる。このような一連の処理を行うために、従来から特許文献１に示すような枚葉式の基板処理装置がある。この基板処理装置は、複数のキャリアを保持するキャリア保持部と、基板に対して洗浄、乾燥等の処理を行う基板処理部と、キャリア保持部と基板処理部との間で上下に積層された２つの反転ユニットと、各反転ユニットとキャリア保持部との間で基板を搬送するインデクサロボットと、各反転ユニットと基板処理部との間で基板を搬送するメイン搬送ロボットとを備えている。

この基板処理装置では、まずインデクサロボットがキャリア保持部に載置されたキャリアに保持された基板を反転ユニットへ搬送する。そして、反転ユニットでは、水平に保持した基板を水平軸線（回転軸線）まわりに１８０度回転させることにより、基板の表裏を反転させる。次に、メイン搬送ロボットが、反転ユニットで反転させられた基板を基板処理部へ搬送する。

基板処理部では、基板に対して洗浄、エッチング等の処理を行い、その後基板を乾燥する。基板処理部での基板の乾燥処理が終了すると、メイン搬送ロボットが、基板処理部から反転ユニットへ基板を搬送する。反転ユニットでは、先ほどとは逆に、水平に保持した基板を水平軸線（回転軸線）まわりに１８０度回転させることにより、基板の表裏を反転させる。最後に、インデクサロボットが反転ユニットで反転させられた基板を反転ユニットからキャリア保持部のキャリアへ搬送する（特許文献１参照）。

特開２００９−２５２８８８号公報

従来から基板処理装置において、基板処理装置における搬送やプロセス等の処理のスループット（単位時間当たりの基板の処理枚数）を向上させることが望まれている。スループットを増加させる方法としては、基板処理部における乾燥時間を短縮させることが考えられている。

しかしながら、従来の基板処理装置では、乾燥時間の短縮により基板に純水等の処理液の濡れ残りが発生するという問題があった。特に、基板の表面にデバイス等の構造が形成されるものでは、このような現象が顕著に発生した。また、基板の表面に金属の材料による回路等が形成されている場合には、腐蝕する恐れもあった。

そこで、この発明の目的は、基板処理装置のスループットを向上させつつ、基板に処理液の濡れ残りが発生することを防止できる基板処理装置を提供することである。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板を保持する第１基板保持部と、基板に処理液を供給して洗浄処理を行うとともに、洗浄処理された基板に乾燥処理を行う基板処理部と、前記第１基板保持部と前記基板処理部との間に配置され、複数の基板を各々異なる高さ位置で受け入れて保持することが可能な第２基板保持部と、前記第２基板保持部の上方位置または下方位置に配置され、基板の表裏を反転させる反転機構と、前記第１基板保持部と前記第２基板保持部との間で基板を搬送する第１搬送機構と、前記第２基板保持部と前記基板処理部と前記反転機構との間で基板を搬送する第２搬送機構と、前記反転機構で反転される基板を乾燥させる加熱機構とを備え、前記加熱機構は、前記反転機構の上側に配置された上側加熱機構と、前記反転機構の下側に配置された下側加熱機構とを有することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記反転機構で反転される基板にダウンフローを供給するダウンフロー供給機構をさらに備えることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記反転機構と前記第２搬送機構とを制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段が、前記第２搬送機構により前記基板処理部において洗浄処理及び乾燥処理を行った基板を前記反転機構へ搬送させ、前記反転機構により基板を反転させながら、前記加熱機構により基板を加熱させることを特徴とするものである。

請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、基板処理部において基板に処理液を供給して洗浄処理を行った後に乾燥処理し、その後に基板を反転させる反転機構により基板を反転させながら、加熱機構により基板を加熱して基板を乾燥させているので、基板に処理液が濡れ残るのを防止できるという顕著な効果がある。また、第２基板保持部の上方位置または下方位置に配置された反転機構により基板の表裏を反転させる際に、加熱装置により基板を加熱して乾燥しているので、基板処理装置としてのスループットを向上できるという効果もある。

この発明の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。この発明の実施形態に係る基板処理装置を図１における矢印ＩＩが示す方向から見た図である。図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う基板処理装置の概略図である。この発明の実施形態に係る第２反転ユニットを図３における矢印ＩＶが示す方向から見た図である。この発明の実施形態に係る第１反転ユニットを図３における矢印ＩＶが示す方向から見た図であるこの発明の実施形態に係る基板処理装置の処理動作を示すフローチャートである。この発明の実施形態に係る反転ユニットによって基板の表裏を反転させながら、キャリア保持部から基板処理部に複数枚の基板を搬送させるときのインデクサロボット、メイン搬送ロボット、および第２反転ユニットの動作の一例を説明するための概略図である。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の実施形態に係る基板処理装置１の平面図である。図２は、この発明の実施形態に係る基板処理装置１を図１における矢印ＩＩが示す方向から見た図であり、図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う基板処理装置１の概略図である。

基板処理装置１は、半導体ウエハ等の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。この基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３と、基板処理装置１を制御する制御部４とを備えている。インデクサブロック２と処理ブロック３との境界部分には、基板受け渡し部５が設けられている。なお、制御部４は、本発明の制御手段に相当する。

インデクサブロック２は、キャリア保持部６と、インデクサロボットＩＲ１と、インデクサロボット移動機構（以下、「ＩＲ移動機構７」という。）とを備えている。キャリア保持部６は、複数のキャリアＣ（収容部材）を保持している。複数のキャリアＣは、水平に延びるキャリア配列方向Ｕに沿って配列された状態でキャリア保持部６に保持されている。インデクサロボットＩＲ１は、キャリア保持部６と処理ブロック３との間に配置されている。ＩＲ移動機構７は、キャリア配列方向Ｕに沿ってインデクサロボットＩＲ１を水平移動させる。インデクサロボットＩＲ１は、ＩＲ移動機構７によって、各キャリアＣに対向する位置および基板受け渡し部５に対向する位置に配置される。インデクサロボットＩＲ１は、各キャリアＣと基板受け渡し部５との間で基板Ｗの搬送を行う。さらに、インデクサロボットＩＲ１は、キャリアＣおよび基板受け渡し部５に基板Ｗを搬入する搬入動作と、キャリアＣおよび基板受け渡し部５から基板Ｗを搬出する搬出動作とを行う。ここでは、キャリア保持部６は、本発明の第１基板保持部、インデクサロボットＩＲ１は、本発明の第１搬送機構にそれぞれ相当する。

図１に示すように、インデクサロボットＩＲ１は、たとえば、２つのアーム８と、２つのハンド９とを備えている。インデクサロボットＩＲ１は、２つのアーム８を互いに独立して水平に伸縮させることができる。各アーム８の先端には、ハンド９が１つ取り付けられている。２つのハンド９は、上下方向Ｄ１（図３参照）に間隔を空けて水平に配置されている。図１では、２つのハンド９が上下に重なり合っている。インデクサロボットＩＲ１は、各ハンド９によって基板Ｗを支持することにより、２枚の基板Ｗを水平に保持することができる。インデクサロボットＩＲ１に備えられるハンド９の数は、２つに限らず、１つ、または３つ以上であってもよい。ハンド９が３つ以上備えられる場合は、複数のハンド９が上下方向Ｄ１に間隔を空けて１つのアーム８に取り付けられていてもよいし、ハンド９ごとに専用のアーム８が設けられていてもよい。

また、図示はしないが、インデクサロボットＩＲ１は、インデクサロボットＩＲ１に内蔵された第１旋回機構および第１昇降駆動機構を備えている。第１旋回機構は、２つのハンド９を対応するアーム８とともに鉛直軸線まわりに回転させる。また、第１昇降駆動機構は、２つのハンド９を対応するアーム８とともに上下方向Ｄ１に昇降させる。これにより、インデクサロボットＩＲ１は、各キャリアＣおよび基板受け渡し部５に各ハンド９を対向させることができる。

一方、処理ブロック３は、図１および図２に示すように、基板Ｗを処理する複数（たとえば８つ）の基板処理部１２と、メイン搬送ロボットＴＲ１とを備えている。８つの基板処理部１２のうち４つの基板処理部１２は、第１処理ユニット１３を構成しており、残り４つの基板処理部１２は、第２処理ユニット１４を構成している。図２に示すように、第１処理ユニット１３を構成する４つの基板処理部１２は、上下に積層されており、第２処理ユニット１４を構成する４つの基板処理部１２は、上下に積層されている。図１に示すように、第１処理ユニット１３および第２処理ユニット１４は、メイン搬送ロボットＴＲ１を間に挟んでキャリア配列方向Ｕに対向するように配置されている。さらに、第１処理ユニット１３および第２処理ユニット１４は、キャリア保持部６に対して、キャリア配列方向Ｕに直交する水平方向に間隔を空けて配置されている。メイン搬送ロボットＴＲ１は、各基板処理部１２と基板受け渡し部５との間で基板Ｗの搬送を行う。さらに、メイン搬送ロボットＴＲ１は、基板処理部１２および基板受け渡し部５に基板Ｗを搬入する搬入動作と、基板処理部１２および基板受け渡し部５から基板Ｗを搬出する搬出動作とを行う。ここでは、メイン搬送ロボットＴＲ１は、本発明の第２搬送機構に相当する。

図１に示すように、メイン搬送ロボットＴＲ１は、２つのアーム１５と、２つのハンド１６とを備えている。メイン搬送ロボットＴＲ１は、２つのアーム１５を互いに独立して水平に伸縮させることができる。各アーム１５の先端には、ハンド１６が１つ取り付けられている。２つのハンド１６は、上下方向Ｄ１に間隔を空けて水平に配置されている（図２および図３参照。なお、図１では、２つのハンド１６が上下に重なり合っている。）。メイン搬送ロボットＴＲ１は、各ハンド１６によって基板Ｗを支持することにより、２枚の基板Ｗを水平に保持することができる。メイン搬送ロボットＴＲ１に備えられるハンド１６の数は、２つに限らず、１つ、または３つ以上であってもよい。ハンド１６が３つ以上備えられる場合は、複数のハンド１６が上下方向Ｄ１に間隔を空けて１つのアーム１５に取り付けられていてもよいし、ハンド１６ごとに専用のアーム１５が設けられていてもよい。

また、図示はしないが、メイン搬送ロボットＴＲ１は、メイン搬送ロボットＴＲ１に内蔵された第２旋回機構および第２昇降駆動機構を備えている。第２旋回機構は、２つのハンド１６を対応するアーム１５とともに鉛直軸線まわりに回転させる。また、第２昇降駆動機構は、２つのハンド１６を対応するアーム１５とともに上下方向Ｄ１に昇降させる。これにより、メイン搬送ロボットＴＲ１は、各基板処理部１２および基板受け渡し部５に各ハンド１６を対向させることができる。

また、各基板処理部１２では、基板Ｗが１枚ずつ処理される。各基板処理部１２では、洗浄、エッチング、剥離処理などの各種の処理が行われる。この実施形態では、たとえば、基板Ｗに処理液を供給しながらブラシを擦りつけて基板Ｗを洗浄するスクラブ洗浄が各基板処理部１２で行われる。第１処理ユニット１３は、たとえば、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するための表面処理ユニットであり、第２処理ユニット１４は、たとえば、基板Ｗの裏面をスクラブ洗浄するための裏面処理ユニットである。すなわち、第１処理ユニット１３を構成する各基板処理部１２は、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄する表面処理部１２ａであり、第２処理ユニット１４を構成する各基板処理部１２は、基板Ｗの裏面をスクラブ洗浄する裏面処理部１２ｂである。

図２に示すように、表面処理部１２ａは、基板Ｗを水平に保持して回転させる第１スピンチャック１９と、基板Ｗの上面（表面）に処理液を供給するノズル２０と、基板Ｗの上面に押し付けられるブラシ２１とを備えている。また、裏面処理部１２ｂは、基板Ｗを水平に保持して回転させる第２スピンチャック２２と、基板Ｗの上面（裏面）に処理液を供給するノズル２０と、基板Ｗの上面に押し付けられるブラシ２１とを備えている。第１スピンチャック１９は、たとえば、基板Ｗの下面（裏面）を吸着することによって基板Ｗを水平に保持し、基板Ｗの中心を通る鉛直軸線まわりに基板Ｗを回転させるバキューム式のスピンチャックである。また、第２スピンチャック２２は、たとえば、基板Ｗを周囲から挟持することによって基板Ｗを保持し、基板Ｗの中心を通る鉛直軸線まわりに基板Ｗを回転させる挟持式のスピンチャックである。

また、図１に示すように、基板受け渡し部５は、平面視において、キャリア保持部６とメイン搬送ロボットＴＲ１との間に配置されている。図３に示すように、基板受け渡し部５は、第１反転ユニット２３と、上下に積層された複数の送り側載置部２４と、上下に積層された複数の戻り側載置部２５と、第２反転ユニット２６とを備えている。第１反転ユニット２３、複数の送り側載置部２４、複数の戻り側載置部２５、および第２反転ユニット２６は、上からこの順番で上下に積層されている。

第１反転ユニット２３は、メイン搬送ロボットＴＲ１側からアクセスでき、インデクサロボットＩＲ１側からアクセスできないように構成されている。また、各送り側載置部２４、各戻り側載置部２５、および第２反転ユニット２６は、インデクサロボットＩＲ１側およびメイン搬送ロボットＴＲ１側のいずれの方向からでもアクセスできるように構成されている。第１反転ユニット２３および第２反転ユニット２６は、水平に保持した基板Ｗを水平軸線まわりに１８０度回転させることにより、基板Ｗの表裏を反転させる。また、各送り側載置部２４および各戻り側載置部２５は、インデクサロボットＩＲ１およびメイン搬送ロボットＴＲ１によって基板Ｗを載置させて保持する。ここでは、第２反転ユニット２６は、本発明の第２基板保持部、第１反転ユニット２３は、反転機構にそれぞれ相当する。

たとえば、複数枚の基板Ｗの裏面だけを一枚ずつ処理する場合には、制御部４が、インデクサロボットＩＲ１およびメイン搬送ロボットＴＲ１等を制御して、たとえば以下の一連の動作を繰り返し実行させる。すなわち、各キャリアＣには、デバイス形成面である基板Ｗの表面を上に向けて複数枚の基板Ｗが保持されている。キャリアＣに収容された未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲ１によってキャリアＣから搬出され、表面が上に向けられた状態で第２反転ユニット２６に搬入される。第２反転ユニット２６に搬入された未処理の基板Ｗは、第２反転ユニット２６によって表裏が反転された後、メイン搬送ロボットＴＲ１によって搬出される。そして、第２反転ユニット２６から搬出された未処理の基板Ｗは、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、裏面が上に向けられた状態でいずれかの基板処理部１２（裏面処理部１２ｂ）に搬入される。これにより、基板Ｗの裏面が処理される。

また、基板処理部１２（裏面処理部１２ｂ）で処理された処理済みの基板Ｗは、メイン搬送ロボットＴＲ１によって基板処理部１２から搬出され、第１反転ユニット２３に搬入される。第１反転ユニット２３に搬入された処理済みの基板Ｗは、第１反転ユニット２３によって表裏が反転された後、メイン搬送ロボットＴＲ１によって搬出される。そして、第１反転ユニット２３から搬出された処理済みの基板Ｗは、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、表面が上に向けられた状態でいずれかの戻り側載置部２５に搬入される。戻り側載置部２５に搬入された処理済みの基板Ｗは、インデクサロボットＩＲ１によって戻り側載置部２５から搬出され、表面が上に向けられた状態でいずれかのキャリアＣに搬入される。このような一連の動作が繰り返し行われ、複数枚の基板Ｗの裏面だけが処理される。

図４は、この発明の実施形態に係る第２反転ユニット２６を図３における矢印ＩＶが示す方向から見た図である。第２反転ユニット２６は、基板Ｗを保持する複数の基板保持部２７と、複数の基板保持部２７を回転させる回転機構２８とを備えている。複数の基板保持部２７は、予め定める配列方向に配列されている。回転機構２８は、複数の基板保持部２７を配列方向に交差する軸線まわりに１８０度回転させる。回転機構２８が複数の基板保持部２７を回転させると、複数の基板保持部２７は、回転前との逆の順番で配列方向に配列される。

この実施形態では、たとえば、３個の基板保持部２７（第１基板保持部２７ａ、第２基板保持部２７ｂ、および第３基板保持部２７ｃ）が第２反転ユニット２６に備えられている。第１基板保持部２７ａ、第２基板保持部２７ｂ、および第３基板保持部２７ｃは、たとえば、上からこの順番で上下方向Ｄ１に配列されている。すなわち、この実施形態では、上下方向Ｄ１が、配列方向である。回転機構２８は、たとえば、３個の基板保持部２７の中間に位置する基板保持部２７（第２基板保持部２７ｂ）を通る水平な回転軸線Ｌ１まわりに３個の基板保持部２７を１８０度回転させる。回転軸線Ｌ１は、たとえば、キャリア配列方向Ｕに平行な軸線である。したがって、回転機構２８は、キャリア配列方向Ｕに直交する平面に沿って３個の基板保持部２７を１８０度回転させる。

各基板保持部２７は、たとえば、上下に対向する可動板２９および固定板３０と、可動板２９を上下方向Ｄ１に平行移動させるアクチュエータ３１とを含む。各可動板２９は、たとえば、矩形状の板であり、各固定板３０は、たとえば、可動板２９と大きさが概ね等しい矩形状の板である。３つの基板保持部２７の可動板２９および固定板３０は、平面視において重なり合うように水平な姿勢で上下方向Ｄ１に配列されている。さらに、３つの基板保持部２７の可動板２９および固定板３０は、可動板２９および固定板３０が交互に並ぶように上下方向Ｄ１に配列されている。

第２反転ユニット２６は、鉛直面に沿って配置された支持板３２と、上下方向Ｄ１に延びる複数（たとえば３つ）のガイド３４とを備えている。各固定板３０および可動板２９は、支持板３２に対して回転機構２８とは反対側に配置されている。３つの固定板３０は、上下に等間隔を空けて支持板３２に水平に固定されている。また、各可動板２９は、ガイド３４を介して支持板３２に水平に取り付けられている。各可動板２９は、ガイド３４に沿って上下方向Ｄ１に平行移動可能である。回転機構２８は、各固定板３０および可動板２９とは反対側において支持板３２に取り付けられている。

各アクチュエータ３１は、開位置と閉位置との間で対応する可動板２９を上下方向Ｄ１に平行移動させる。開位置は、インデクサロボットＩＲ１の各ハンド９およびメイン搬送ロボットＴＲ１の各ハンド１６が対を成す可動板２９および固定板３０の間に進入できる位置である。また、閉位置は、可動板２９が開位置に位置しているときよりも対を成す可動板２９および固定板３０の間隔が狭い位置である。アクチュエータ３１は、たとえば、エアシリンダを含む。また、回転機構２８は、支持板３２を回転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させる。これにより、３つの基板保持部２７が一括して回転される。回転機構２８は、たとえば、モータを含む。

また、各可動板２９の固定板３０に対向する面（図４では、各可動板２９の下面）には、当該面から突出する複数本の第１支持ピン３５が設けられている。また、各固定板３０の可動板２９に対向する面（図４では、各固定板３０の上面）には、当該面から突出する複数本の第２支持ピン３６が設けられている。複数本の第１支持ピン３５は、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。同様に、複数本の第２支持ピン３６は、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。

固定板３０が対となる可動板２９の下側に位置するように各可動板２９および固定板３０が配置されている状態（図４に示す状態）では、各固定板３０は、複数本の第２支持ピン３６の先端を基板Ｗの下面周縁部に点接触させて、基板Ｗを支持することができる。また、可動板２９が対となる固定板３０の下側に位置するように各可動板２９および固定板３０が配置されている状態では、各可動板２９は、複数本の第１支持ピン３５の先端を基板Ｗの下面周縁部に点接触させて、基板Ｗを支持することができる。各基板保持部２７は、基板検知センサ３７を備えており、各基板保持部２７での基板Ｗの有無は、基板検知センサ３７によって検知される。各基板検知センサ３７の検出値は、制御部４に入力される。

各可動板２９が開位置（図４に示す位置）に位置している状態では、各搬送ロボット（インデクサロボットＩＲ１およびメイン搬送ロボットＴＲ１のそれぞれ）は、上下に隣接する２個の基板保持部２７に基板Ｗを１枚ずつ同時に搬入したり、上下に隣接する２個の基板保持部２７から２枚の基板Ｗを同時に搬出したりすることができる。また、各可動板２９が開位置に位置している状態では、各搬送ロボットは、３個の基板保持部２７のいずれか１個の基板保持部２７に１枚の基板Ｗを搬入したり、１個の基板保持部２７から１枚の基板Ｗを搬出したりすることができる。

各搬送ロボットが搬送する基板Ｗは、可動板２９が開位置に位置している状態で対を成す可動板２９および固定板３０の間に搬入され、可動板２９または固定板３０に支持される。制御部４は、アクチュエータ３１を制御することにより、可動板２９または固定板３０によって基板Ｗが支持されている状態で可動板２９を閉位置に移動させて、対を成す可動板２９および固定板３０の間隔を減少させる。これにより、各第１支持ピン３５および第２支持ピン３６の先端が基板Ｗに点接触し、対を成す可動板２９および固定板３０によって基板Ｗが挟持される。

図５は、この発明の実施形態に係る第１反転ユニット２３を図３における矢印ＩＶが示す方向から見た図である。

第１反転ユニット２３は、基板Ｗを保持する複数の基板保持部４０と、複数の基板保持部４０を回転させる回転機構４１とを有する反転機構を備えている。複数の基板保持部４０は、予め定める配列方向に配列されている。回転機構４１は、複数の基板保持部４０を配列方向に交差する軸線まわりに１８０度回転させる。回転機構４１が複数の基板保持部４０を回転させると、複数の基板保持部４０は、回転前との逆の順番で配列方向に配列される。

この実施形態では、たとえば、２個の基板保持部４０（第１基板保持部４０ａ、および第２基板保持部４０ｂ）が第１反転ユニット２３に備えられている。第１基板保持部４０ａ、および第２基板保持部４０ｂは、たとえば、上からこの順番で上下方向Ｄ１に配列されている。すなわち、この実施形態では、上下方向Ｄ１が、配列方向である。回転機構４１は、たとえば、２個の基板保持部４０の中間に位置する位置を通る水平な回転軸線Ｌ２まわりに２個の基板保持部４０を１８０度回転させる。回転軸線Ｌ２は、たとえば、キャリア配列方向Ｕに平行な軸線である。したがって、回転機構４１は、キャリア配列方向Ｕに直交する平面に沿って２個の基板保持部４０を１８０度回転させる。

各基板保持部４０は、たとえば、上下に対向する可動板４２および固定板４３と、可動板４２を上下方向Ｄ１に平行移動させるアクチュエータ４４とを含む。各可動板４２は、たとえば、矩形状の板であり、各固定板４３は、たとえば、可動板４２と大きさが概ね等しい矩形状の板である。２つの基板保持部４０の可動板４２および固定板４３は、平面視において重なり合うように水平な姿勢で上下方向Ｄ１に配列されている。さらに、２つの基板保持部４０の可動板４２および固定板４３は、可動板４２および固定板４３が交互に並ぶように上下方向Ｄ１に配列されている。

第１反転ユニット２３は、鉛直面に沿って配置された支持板４５と、上下方向Ｄ１に延びる複数（たとえば２つ）のガイド４６とを備えている。各固定板４３および可動板４２は、支持板３５に対して回転機構４１とは反対側に配置されている。２つの固定板４３は、上下に等間隔を空けて支持板４５に水平に固定されている。また、各可動板４２は、ガイド４６を介して支持板４５に水平に取り付けられている。各可動板４２は、ガイド４６に沿って上下方向Ｄ１に平行移動可能である。回転機構４１は、各固定板４３および可動板４２とは反対側において支持板４５に取り付けられている。

各アクチュエータ４４は、開位置と閉位置との間で対応する可動板４２を上下方向Ｄ１に平行移動させる。開位置は、メイン搬送ロボットＴＲ１の各ハンド１６が対を成す可動板４２および固定板４３の間に進入できる位置である。また、閉位置は、可動板４２が開位置に位置しているときよりも対を成す可動板４２および固定板４３の間隔が狭い位置である。アクチュエータ４４は、たとえば、エアシリンダを含む。また、回転機構４１は、支持板３２を回転軸線Ｌ２まわりに１８０度回転させる。これにより、２つの基板保持部４０が一括して回転される。回転機構４１は、たとえば、モータを含む。

また、各可動板４２の固定板４３に対向する面（図５では、各可動板４２の下面）には、当該面から突出する複数本の第１支持ピン４７が設けられている。また、各固定板４３の可動板４２に対向する面（図５では、各固定板４３の上面）には、当該面から突出する複数本の第２支持ピン４８が設けられている。複数本の第１支持ピン４７は、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。同様に、複数本の第２支持ピン４８は、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。

固定板４３が対の可動板４２の下側に位置するように各対の可動板４２および固定板４３が配置されている状態（図５に示す状態）では、各固定板４２は、複数本の第２支持ピン４８の先端を基板Ｗの下面周縁部に点接触させて、基板Ｗを支持することができる。また、可動板４２が対の固定板４３の下側に位置するように各対の可動板４２および固定板４３が配置されている状態では、各可動板４２は、複数本の第１支持ピン４７の先端を基板Ｗの下面周縁部に点接触させて、基板Ｗを支持することができる。各基板保持部４０は、基板検知センサ４９を備えており、各基板保持部４０での基板Ｗの有無は、基板検知センサ４９によって検知される。各基板検知センサ４９の検出値は、制御部４に入力される。

各可動板が開位置（図５に示す位置）に位置している状態では、メイン搬送ロボットＴＲ１は、上下に隣接する２個の基板保持部４０に基板Ｗを１枚ずつ同時に搬入したり、上下に隣接する２個の基板保持部４０から２枚の基板Ｗを同時に搬出したりすることができる。また、各可動板４２が開位置に位置している状態では、メイン搬送ロボットＴＲ１は、２個の基板保持部４０のいずれか１個の基板保持部４０に１枚の基板Ｗを搬入したり、１個の基板保持部４０から１枚の基板Ｗを搬出したりすることができる。

メイン搬送ロボットＴＲ１が搬送する基板Ｗは、可動板４２が開位置に位置している状態で対を成す可動板４２および固定板４３の間に搬入され、可動板４２または固定板４３に支持される。制御部４は、アクチュエータ４４を制御することにより、可動板４２または固定板４３によって基板Ｗが支持されている状態で可動板４２を閉位置に移動させて、一対の可動板４２および固定板４３の間隔を減少させる。これにより、各第１支持ピン４７および第２支持ピン４８の先端が基板Ｗに点接触し、対を成す可動板４２および固定板４３によって基板Ｗが挟持される。

また、制御部４は、回転機構４１を制御することにより、基板Ｗが挟持された状態で支持板４５を回転軸線Ｌ２まわりに１８０度回転させて基板Ｗの表裏を反転させる。そして、制御部４は、アクチュエータ４４を制御することにより、可動板４２を開位置に移動させて、対を成す可動板４２および固定板４３の間隔を増加させる。これにより、対を成す可動板４２および固定板４３による基板Ｗの挟持が解除される。その後、可動板４２または固定板４３に支持された基板Ｗがメイン搬送ロボットＴＲ１によって第１反転ユニット２３から搬出される。

第１反転ユニット２３の反転機構の上下には、加熱装置５０が配置されている。この加熱装置５０は、キャリア配列方向Ｕに沿って複数のＬＥＤの赤外線ランプ５１を備えている。この複数のＬＥＤの赤外線ランプ５１の加熱により、基板Ｗが乾燥させられる。なお、この複数のＬＥＤの赤外線ランプ５１は、約１５０℃に設定されている。ここでは、上側に配置されている加熱装置５０が、本発明の上側加熱機構、下側に配置されている加熱装置５０が、本発明の下側加熱機構にそれぞれ相当する。

上側の加熱装置５０の上側には、フィルターファンユニット（ＦＦＵ）５２が配置されている。図５に示すように、フィルターファンユニット５２からのダウンフローは、第１反転ユニット２３内に導かれ、下側の加熱装置５０側へ流れる構造になっている。このような構造にすることで、加熱装置５０による基板Ｗの加熱に加えて、ダウンフローの流れにより基板Ｗの乾燥をさらに促進するとともに、第１反転ユニット２３における基板Ｗへのパーティクルの付着を抑制できる。

次に、この基板処理装置の処理動作について説明する。図６は、この基板処理装置の処理動作を示すフローチャートであり、図７はこの発明の実施形態に係る第２反転ユニット２６によって基板Ｗの表裏を反転させながら、キャリア保持部６から基板処理部１２に複数枚の基板Ｗを搬送させるときのインデクサロボットＩＲ１、メイン搬送ロボットＴＲ１、および第２反転ユニット２６の動作の一例を説明するための概略図である。

制御部４は、インデクサロボットＩＲ１によって、ｎ（ｎは、２以上の整数）枚の基板ＷをキャリアＣから第２反転ユニット２６に同時に搬送させ、このｎ枚の基板Ｗを第２反転ユニット２６に搬入させる。そして、制御部４は、第２反転ユニット２６によって各基板Ｗの表裏を反転させた後、第２反転ユニット２６に保持されたｎ枚の基板Ｗをｍ（ｍは、ｎよりも小さい正の整数で、かつｎの約数）枚ずつメイン搬送ロボットＴＲ１によって第２反転ユニット２６から搬出させる。

この実施形態では、制御部４は、たとえば、インデクサロボットＩＲ１によって、２枚の基板ＷをキャリアＣから第２反転ユニット２６に同時に搬送させ、この２枚の基板Ｗを第２反転ユニット２６に搬入させる。そして、制御部４は、第２反転ユニット２６によって各基板Ｗの表裏を反転させた後、第２反転ユニット２６に保持された２枚の基板Ｗを１枚ずつメイン搬送ロボットＴＲ１によって第２反転ユニット２６から搬出させる。すなわち、第１実施形態では、ｎが２であり、ｍが１である。また、第２反転ユニット２６に備えられた基板保持部２７の個数は、ｎ＋ｍであり、この実施形態では、３である。

以下では、第２反転ユニット２６により基板Ｗの表裏を反転させながら、キャリア保持部６から基板処理部１２に複数枚の基板Ｗを搬送させるときのインデクサロボットＩＲ１、メイン搬送ロボットＴＲ１、および第２反転ユニット２６の一連の動作の一例を具体的に説明する。

制御部４は、インデクサロボットＩＲ１によって、表面が上面の２枚の基板ＷをキャリアＣから搬出させ、図７（ａ）に示すように、この２枚の基板ＷをキャリアＣから第２反転ユニット２６に同時に搬送させる（ステップＳ１）。そして、図７（ａ）に示すように、制御部４は、インデクサロボットＩＲ１によって、この２枚の基板Ｗを、上下方向Ｄ１の一方端から２番目までの２個の基板保持部２７（図７（ａ）では、第１基板保持部２７ａおよび第２基板保持部２７ｂ）に同時に搬入させる。

その後、図７（ｂ）に示すように、制御部４は、回転機構２８によって、３個の基板保持部２７を回転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させて、基板Ｗの表裏を反転させる（ステップＳ２）。これにより、図７（ｃ）に示すように、３個の基板保持部２７は、回転前とは逆の順番で上下方向Ｄ１に配列される。すなわち、上から第１基板保持部２７ａ、第２基板保持部２７ｂ、第３基板保持部２７ｃの順番で上下方向Ｄ１に配列されていた３個の基板保持部２７が、上から第３基板保持部２７ｃ、第２基板保持部２７ｂ、第１基板保持部２７ａの順番で上下方向Ｄ１に配列される。

制御部４は、３個の基板保持部２７を１８０度回転させた後、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、２個の基板保持部２７にそれぞれ搬入された２枚の基板Ｗを搬出させ、この２枚の基板Ｗを基板処理部１２に搬入させる。具体的には、図７（ｃ）に示すように、制御部４は、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、第２基板保持部２７ｂに保持された裏面が上面の基板Ｗ（１枚目の基板Ｗ）を搬出させ、この基板Ｗを裏面処理部１２ｂに搬入させる（ステップＳ３）。その後、図７（ｄ）に示すように、制御部４は、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、第１基板保持部２７ａに保持された裏面が上面の基板Ｗ（２枚目の基板Ｗ）を搬出させ、この基板Ｗを裏面処理部１２ｂに搬入させる（ステップＳ４）。このようにして、制御部４は、上下方向Ｄ１の一方端に位置する基板Ｗから順に１枚ずつ基板Ｗを搬出させる。

図７（ｄ）に示すように、第２基板保持部２７ｂに保持された基板Ｗ（１枚目の基板Ｗ）がメイン搬送ロボットＴＲ１によって搬出された後は、上から２番目までの２個の基板保持部２７（図７（ｄ）では、第３基板保持部２７ｃおよび第２基板保持部２７ｂ）が空になっている。図７（ｄ）に示すように、制御部４は、メイン搬送ロボットＴＲ１によって１枚の基板Ｗ（２枚目の基板Ｗ）を搬出させた後、インデクサロボットＩＲ１によって、上下方向Ｄ１の一方端から２番目までの２個の基板保持部２７（図７（ｄ）では、第３基板保持部２７ｃおよび第２基板保持部２７ｂ）に２枚の基板Ｗを同時に搬入させる（ステップＳ５）。

また、制御部４は、再びインデクサロボットＩＲ１によって２枚の基板Ｗを同時に搬入させ、メイン搬送ロボットＴＲ１によって第１基板保持部２７ａに保持された基板Ｗ（２枚目の基板Ｗ）を搬出させた後に、回転機構２８によって、３個の基板保持部２７を回転軸線Ｌ１まわりに１８０度回転させて、基板Ｗの表裏を反転させる。そして、制御部４は、再びメイン搬送ロボットＴＲ１によって第２基板保持部２７ｂから基板Ｗを搬出させる。制御部４は、このような一連の動作を繰り返し実施させて、複数枚の基板ＷをキャリアＣから基板処理部１２に搬送させる。

メイン搬送ロボットＴＲ１が１枚目の基板Ｗを搬出した後に行われるインデクサロボットＩＲ１による２枚の基板Ｗの搬入は、メイン搬送ロボットＴＲ１が２枚目の基板Ｗを搬出する前に行われてもよいし、搬出した後に行われてもよい。また、インデクサロボットＩＲ１による２枚の基板Ｗの搬入と、メイン搬送ロボットＴＲ１による２枚目の基板Ｗの搬出とが並行して行われてもよい。

上述したステップＳ３で、基板処理部１２へ搬送される基板Ｗの裏面処理のみを実施する場合は、メイン搬送ロボットＴＲ１は、裏面処理部１２ｂへ１枚目の基板を搬送する。裏面処理部１２ｂでは、ノズル２０が第２スピンチャック２２に保持された基板Ｗの裏面に処理液を供給しつつ、ブラシ２１が基板Ｗの裏面に押し付けられて、基板Ｗの裏面が洗浄される。ここでの洗浄処理としては、薬液を使用した後に純水でリンス処理を行っている。その後、ノズル２０からの処理液の供給が停止され、基板Ｗを保持した第２スピンチャック２２が回転して、基板Ｗの乾燥処理が行われる（ステップＳ６）。

ステップＳ６においての基板Ｗの乾燥処理が終了すると、メイン搬送ロボットＴＲ１が、裏面処理部１２ｂから第１反転ユニット２３へ裏面が上面の１枚目の基板Ｗを搬送する（ステップＳ７）。

上述したステップＳ４で、基板処理部１２へ搬送される基板Ｗの裏面処理のみを実施する場合は、メイン搬送ロボットＴＲ１は、裏面処理部１２ｂへ２枚目の基板を搬送する。裏面処理部１２ｂでは、ノズル２０が第２スピンチャック２２に保持された基板Ｗの裏面に処理液を供給しつつ、ブラシ２１が基板Ｗの裏面に押し付けられて、基板Ｗの裏面が洗浄される。ここでの洗浄処理としては、薬液を使用した後に純水でリンス処理を行っている。その後、ノズル２０からの処理液の供給が停止され、基板Ｗを保持した第２スピンチャック２２が回転して、基板Ｗの乾燥処理が行われる（ステップＳ８）。

基板Ｗの乾燥処理が終了すると、メイン搬送ロボットＴＲ１が、裏面処理部１２ｂから第１反転ユニット２３へ裏面が上面の２枚目の基板Ｗを搬送する（ステップＳ９）。

メイン搬送ロボットＴＲ１により、この第１反転ユニット２３へ２枚目の基板Ｗを搬送させると、制御部４は、フィルターファンユニット５２からのダウンフローを開始するとともに（ステップＳ１０）、第１反転ユニット２３の反転機構の上下に配置された加熱装置５０の加熱を開始する（ステップＳ１１）。

その後、制御部４は、回転機構４１によって、２個の基板保持部４０を回転軸線Ｌ２まわりに１８０度回転させて、基板Ｗの表裏を反転させる（ステップＳ１２）。これにより、２枚の基板Ｗともに、基板Ｗの表面が上側に向く。このとき、上下に配置された加熱装置５０による加熱処理により、基板Ｗの表面の処理液の濡れ残りを防止できる。特に、上下方向から加熱しているので、基板Ｗの表裏面を確実に乾燥できる。併せて、フィルターファンユニット５２からのダウンフローの流れにより、基板Ｗの乾燥をさらに促進するとともに、第１反転ユニット２３における基板Ｗへのパーティクルの付着を抑制できる。

制御部４は、２個の基板保持部４０を１８０度回転させて基板を反転させる動作が終わった後に、加熱装置５０の上下に配置された加熱装置５０による２枚の基板Ｗへの加熱処理を停止させるとともに（ステップＳ１３）、フィルターファンユニット５２からのダウンフローも停止させる（ステップＳ１４）。その後、メイン搬送ロボットＴＲ１によって、第１反転ユニット２３から２枚の基板Ｗを搬出させ、この２枚の基板Ｗを戻り側載置部２５へ搬送させる（ステップＳ１５）。最後に、制御部４は、インデクサロボットＩＲ１によって、２枚の基板Ｗを戻り側載置部２５からキャリアＣに同時に搬送させて（ステップＳ１６）、基板Ｗに対する一連の処理動作が終了する。

この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、上述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。この実施形態では、基板Ｗの裏面処理において、本発明の第２基板保持部として第２反転ユニット２６を用いたが、第２反転ユニット２６を用いなくてもよい。たとえば、複数の送り側載置部２４を本発明の第２基板保持部として用いてもよい。この場合、具体的には、キャリアＣ、インデクサロボットＩＲ１（搬送）、送り側載置部２４、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、第１反転ユニット２３（表面から裏面への反転）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、裏面処理部１２ｂ（洗浄・乾燥処理）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、第１反転ユニット２３（裏面から表面への反転かつ基板Ｗの乾燥）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、戻り側載置部２５、インデクサロボットＩＲ１（搬送）、キャリアＣの順序で搬送されることになる。

また、上述した実施形態では、基板Ｗの裏面処理のみについての洗浄・乾燥処理だったが、表裏面処理の場合でもよい。この場合、具体的には、キャリアＣ、インデクサロボットＩＲ１（搬送）、送り側載置部２４、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、表面処理部１２ａ、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、第１反転ユニット２３（表面から裏面への反転）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、裏面処理部１２ｂ（洗浄・乾燥処理）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、第１反転ユニット２３（裏面から表面への反転かつ基板Ｗの乾燥）、メイン搬送ロボットＴＲ１（搬送）、戻り側載置部２５、インデクサロボットＩＲ１（搬送）、キャリアＣの順序で搬送されることになる。

また、上述した実施形態では、本発明の第２基板保持部に相当する第２反転ユニット２６の上方位置に、本発明の反転機構に相当する第１反転ユニット２３を配置したが、第２反転ユニット２６の下方位置に、第１反転ユニット２３を配置してもよい。

また、上述の実施形態では、加熱装置５０として、赤外線ランプ５１を用いたが、赤外線ランプ５１に限らず、ヒータ等を用いてもよい。

１基板処理装置
４制御部
６キャリア保持部
７ＩＲ移動機構
１２基板処理部
１２ｂ裏面処理部
２３第１反転ユニット
２６第２反転ユニット
２８回転機構
４１回転機構
５０加熱装置
５１赤外線ランプ
５２フィルターファンユニット（ＦＦＵ）
Ｃキャリア
Ｄ１上下方向
ＩＲ１インデクサロボット
ＴＲ１メイン搬送ロボット

Claims

基板を保持する第１基板保持部と、
基板に処理液を供給して洗浄処理を行うとともに、洗浄処理された基板に乾燥処理を行う基板処理部と、
前記第１基板保持部と前記基板処理部との間に配置され、複数の基板を各々異なる高さ位置で受け入れて保持することが可能な第２基板保持部と、
前記第２基板保持部の上方位置または下方位置に配置され、基板の表裏を反転させる反転機構と、
前記第１基板保持部と前記第２基板保持部との間で基板を搬送する第１搬送機構と、
前記第２基板保持部と前記基板処理部と前記反転機構との間で基板を搬送する第２搬送機構と、
前記反転機構で反転される基板を乾燥させる加熱機構とを備え、
前記加熱機構は、前記反転機構の上側に配置された上側加熱機構と、前記反転機構の下側に配置された下側加熱機構とを有することを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記反転機構で反転される基板にダウンフローを供給するダウンフロー供給機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記反転機構と前記第２搬送機構とを制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２搬送機構により前記基板処理部において洗浄処理及び乾燥処理を行った基板を前記反転機構へ搬送させ、前記反転機構により基板を反転させながら、前記加熱機構により基板を加熱させることを特徴とする基板処理装置。