(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に沿って配置されており、外径の異なる大径部および小径部を有する回転軸と、
上記回転軸の大径部の周面に形成された気体取込口に連通されており、この気体取込口から流入した気体が流通する気体流通路と、
上記回転軸の周囲に設けられて、上記回転軸の大径部には接触し、上記回転軸の小径部には接触しないように設計されたシール部材と、
このシール部材と上記回転軸とを上記回転軸の中心軸方向に相対的に移動させるための移動機構と、
上記シール部材と上記回転軸との間に気体を供給する気体供給手段と、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記気体流通路に気体を流通させる必要がある時には、上記移動機構を制御して上記シール部材を上記回転軸の大径部に接触させて、上記シール部材と上記回転軸との間に上記気体取込口に連通した環状空間を形成し、上記気体流通路に気体を流通させる必要がない時には、上記移動機構を制御して上記シール部材を上記回転軸の小径部に対向させる制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記回転軸に固定されたスピンベースと、
このスピンベースに取り付けられており、基板の周縁部にそれぞれ当接して基板を挟持する複数の挟持部材と、
エアシリンダを駆動源とし、少なくとも１つの挟持部材を駆動するための挟持部材駆動機構とをさらに含み、
上記気体供給手段は、上記エアシリンダの駆動用エアを供給するものであり、
上記気体流通路は、上記エアシリンダに接続されて、上記エアシリンダの駆動用エアが流通するための駆動用エア流通路であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記回転軸を中心軸まわりに回転させる回転手段と、
上記制御手段は、上記回転軸が上記回転手段によって回転されている状態で、上記環状空間を形成するとともに、この環状空間に上記気体供給手段により駆動用エアを供給して、上記少なくとも１つの挟持部材の基板挟持状態を解除させるものであることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
上記シール部材は、上記気体供給手段により気体が供給されている状態で、上記回転軸の大径部に所定の圧力で接触するようにされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
上記回転軸は、上記大径部よりも外径の大きい圧調整部をさらに有し、
上記シール部材は、大気圧下において予め定める最適圧力で上記回転軸の圧調整部に接触するようにされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
上記回転軸は、上記大径部と上記圧調整部との間に、上記大径部から上記圧調整部に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部をさらに有していることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【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、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板に所定の処理を施すための基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面、裏面および端面の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄膜は、ウエハの表面の素子形成領域に形成されていればよいから、ウエハの表面の周縁部、裏面および端面に形成された銅薄膜は不要となる。
【０００３】
図５は、ウエハＷの表面の周縁部、裏面および端面に形成されている薄膜を除去するための装置の構成を図解的に示す図である。この処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持した状態で高速回転するスピンチャック１０１と、スピンチャック１０１に保持されているウエハＷの裏面の中央部に向けてエッチング液を吐出するノズル１０２とを備えている。スピンチャック１０１は、鉛直方向に沿って配置された回転軸１０３と、この回転軸１０３の上端に水平に固定されたスピンベース１０４と、このスピンベース１０４に立設され、ウエハＷの周縁部を保持する複数本のチャックピン１０５とを備えている。ノズル１０２は、スピンベース１０４の上面の回転中心上に配置されている。
【０００４】
ウエハＷに対して処理を施す際には、複数のチャックピン１０５によりウエハＷがほぼ水平に保持された状態で、モータなどを含む回転駆動機構から入力される回転力により回転軸１０３が回転される。そして、その回転中のウエハＷの裏面に向けてノズル１０２からエッチング液が供給されるとともに、ウエハＷの表面の回転中心に向けてエアが供給される。これにより、ウエハＷの表面の周縁部を除く領域がエアで覆われて、この領域にウエハＷの裏面に供給されたエッチング液が回り込むことが防止され、ウエハＷの表面の周縁部、裏面および端面に形成されている不要な薄膜のみをエッチング除去することができる。
【０００５】
ところが、全処理期間を通してチャックピン１０５に対するウエハＷの相対回転位置が一定であれば、ウエハＷの端面のチャックピン１０５と接触している部分にはエッチング液が供給されず、この部分の薄膜が除去されずに残ってしまう。そのため、複数本のチャックピン１０５のうちの少なくとも１本のチャックピンは、ウエハＷの端面に対して接触／離間可能な可動ピン１０５ａとなっており、この可動ピン１０５ａをスピンチャック１０１の回転中にウエハＷの端面から離間させることによってウエハＷの挟持を解放し、このときのウエハＷとスピンチャック１０１との回転速度の違いを利用して、チャックピン１０５に対するウエハＷの相対回転位置をずらすようにしている。
【０００６】
可動ピン１０５ａは、スピンベース１０４内に配設されたエアシリンダ１０６によって駆動されるようになっている。エアシリンダ１０６の本体部１０７の後端には、エア導入口（図示せず）が形成されており、スピンベース１０４内には、当該エア導入口に連通するようにエア通路１０８が形成されている。このエア通路１０８は、回転軸１０３に形成されたエア通路１０９と結合されている。そして、エア通路１０９は、回転軸１０３の周面に形成された貫通孔１１０と連通している。
【０００７】
回転軸１０３の周囲には、回転軸１０３の周面に摺接するリップシール１１１が配置されている。リップシール１１１は、回転軸１０３の全周に接触していて、回転軸１０３との間に環状の閉空間１１２を形成している。そして、この環状空間１１２に臨んで、エア通路１０９と連通した貫通孔１１０が形成されている。また、リップシール１１１には、環状空間１１２にエアを供給するためのエア供給路１１３が形成されており、このエア供給路１１３には、エア供給管１１４が結合されている。エア供給管１１４には、エア供給バルブ１１５が介装されており、図外のエア供給源からの圧縮エアを必要に応じて供給できるようになっている。
【０００８】
したがって、エア供給源からエア供給バルブ１１５を介して供給される圧縮エアは、エア供給管１１４、エア供給路１１３、環状空間１１２、回転軸１０３のエア通路１０９およびスピンベース１０４内のエア通路１０８を順に通ってエアシリンダ１０６に供給される。リップシール１１１の環状空間１１２と回転軸１０３のエア通路１０９との連通状態は、回転軸１０３の回転位置によらずに常時確立されているから、スピンチャック１０１の回転中においても、エアシリンダ１０６に駆動用の圧縮エアを供給することが可能である。
【０００９】
たとえば、エアシリンダ１０６に圧縮エアを供給しない状態では、エアシリンダ１０６のロッド１１６が本体部１０７に没入し、可動ピン１０５ａがウエハＷの端面に押し付けられる。このとき、可動ピン１０５ａは、定位置においてウエハＷの端面を規制する他のチャックピン１０５と協働してウエハＷを挟持する。そして、この挟持状態は、エアシリンダ１０６に圧縮エアを供給して、エアシリンダ１０６のロッド１１６を本体部１０７から進出させ、可動ピン１０５ａをウエハＷの端面から離間させることによって解除できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リップシール１１１は、大気圧下または低圧下（たとえば、０．０３ＭＰａ以下）において最適な規定圧力で回転軸１０３に接触するように設けられる。したがって、リップシール１１１の環状空間１１２にエアが供給されている状態では、リップシール１１１の回転軸１０３に対する接触圧力が上記規定圧力よりも高くなる。そのため、従来の装置では、回転軸１０３との摩擦によるリップシール１１１の摩耗が激しく、リップシール１１１の寿命が短いという問題があった。
【００１１】
さらに、リップシール１１１の環状空間１１２にエアを供給していない状態であっても、リップシール１１１が高速回転する回転軸１０３の周面と常に接触しているため、リップシール１１１の摩耗による発塵が多く、また、リップシール１１１と回転軸１０３との接触部分で発熱し、これらがウエハＷの処理に悪影響を及ぼすおそれがあった。
そこで、この発明の目的は、シール部材の摩耗を抑制できる基板処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、所定の方向に沿って配置されており、外径の異なる大径部（４１３）および小径部（４１１）を有する回転軸（２３１）と、上記回転軸の大径部の周面に形成された気体取込口（２９４）に連通されており、この気体取込口から流入した気体が流通する気体流通路（２９３）と、上記回転軸の周囲に設けられて、上記回転軸の大径部には接触し、上記回転軸の小径部には接触しないように設計されたシール部材（２９１）と、このシール部材と上記回転軸とを上記回転軸の中心軸方向に相対的に移動させるための移動機構（４２２，４２４）と、上記シール部材と上記回転軸との間に気体を供給する気体供給手段（２９５，２９６，２９７）と、を含むことを特徴とする基板処理装置である。
【００１３】
さらに、請求項２記載の発明のように、上記気体流通路に気体を流通させる必要がある時には、上記移動機構を制御して上記シール部材を上記回転軸の大径部に接触させて、上記シール部材と上記回転軸との間に上記気体取込口に連通した環状空間を形成し、上記気体流通路に気体を流通させる必要がない時には、上記移動機構を制御して上記シール部材を上記回転軸の小径部に対向させる制御手段（４３１）を含むのが好ましい。
【００１４】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じである。
この発明によれば、気体流通路に気体を流通させる必要がある時にのみ、シール部材が回転軸の大径部に接触して、回転軸の周囲に環状空間（環状の閉空間）が形成される。したがって、回転軸の周面にリップシール（シール部材）が常時密着している従来装置に比べて、シール部材の摩耗を抑えることができ、シール部材の寿命を延ばすことができる。また、シール部材の摩耗による発塵や発熱を抑制することができ、基板に対して良好な処理を施すことができる。
【００１５】
なお、請求項３記載のように、上記回転軸に固定されたスピンベース（２８１）と、このスピンベースに取り付けられており、基板の周縁部にそれぞれ当接して基板を挟持する複数の挟持部材（３１１，３１２，３１３，３１４）と、エアシリンダ（３４７）を駆動源とし、少なくとも１つの挟持部材（３１４）を駆動するための挟持部材駆動機構（３２０，３４５）とをさらに含み、上記気体供給手段は、上記エアシリンダの駆動用エアを供給するものであり、上記気体流通路は、上記エアシリンダに接続されて、上記エアシリンダの駆動用エアが流通するための駆動用エア流通路であってもよい。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記回転軸を中心軸まわりに回転させる回転手段（２２２）と、上記制御手段は、上記回転軸が上記回転手段によって回転されている状態で、上記環状空間を形成するとともに、この環状空間に上記気体供給手段により駆動用エアを供給して、上記少なくとも１つの挟持部材の基板挟持状態を解除させるものであることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置である。
この発明によれば、回転している基板がその挟持を解除されるたびに回転方向にずれて、基板と挟持部材との当接位置が変化する。これにより、基板の全周における裏面周縁部や周端面に良好な処理を施すことができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、上記シール部材は、上記気体供給手段により気体が供給されている状態で、上記回転軸の大径部に所定の圧力で接触するようにされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
この発明によれば、シール部材が回転軸の大径部に必要以上の大きな圧力で接触するおそれがないから、シール部材の摩耗をより効果的に抑えることができ、シール部材の寿命をさらに延ばすことができる。また、シール部材の摩耗による発塵や発熱を一層効果的に抑制することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、上記回転軸は、上記大径部よりも外径の大きい圧調整部（４１２）をさらに有し、上記シール部材は、大気圧下において予め定める最適圧力で上記回転軸の圧調整部に接触するようにされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置である。
シール部材が気体供給手段により気体が供給されている状態で大径部にほぼ最適圧力で接触するようになっている場合、シール部材を小径部から大径部に直ちに移動させて気体を供給しても、シール部材と大径部との間に隙間が生じて、この隙間からエアが漏れ、シール部材が大径部に密着しないおそれがある。
【００１９】
この発明によれば、圧調整部が設けられているので、シール部材を大径部に対向させる前に圧調整部に対向させて、この圧調整部に対向した状態で気体供給手段による気体の供給を開始することにより、シール部材を圧調整部に密着させることができ、この後、気体供給手段による気体の供給を続けながらシール部材を移動させることにより、シール部材と回転軸との密着性を保ったまま、シール部材を大径部に変位させることができる。ゆえに、シール部材が気体供給手段により気体が供給されている状態で大径部にほぼ最適圧力で接触するようになっていても、そのシール部材を大径部に良好に密着させることができる。
【００２０】
この場合、特に請求項７に記載のように、上記回転軸は、上記大径部と上記圧調整部との間に、上記大径部から上記圧調整部に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部をさらに有していることが好ましい。これにより、シール部材を回転軸に密着した状態のまま、シール部材を圧調整部から大径部に円滑に移動させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、この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、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。この基板処理装置は、ウエハＷの裏面に形成された薄膜とウエハＷの表面の周縁部および端面に形成されている薄膜を同時に除去することができるものであり、たとえば、ウエハＷをほぼ水平に保持し、この保持したウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転する周縁部保持チャック２２１を処理カップ（図示せず）の中に備えている。なお、図１において、右半分の部分については、回転する回転部分を実線で表し、回転しない固定部分を二点鎖線で表してある。
【００２２】
周縁部保持チャック２２１は、回転駆動機構としてのモータ２２２の駆動軸に結合されて回転されるようになっている。モータ２２２の駆動軸は、中空軸とされていて、その内部には、ウエハＷの裏面にエッチング液または純水などの処理液を供給するための処理液供給ノズル２２３が挿通されている。この処理液供給ノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの裏面（下面）中央に近接した位置に吐出口２２６ａを有しており、図外の処理液供給源から供給されてくる処理液を上方に向けて吐出することができる。これにより、処理液供給ノズル２２３から吐出される処理液は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの裏面中央に供給されることになる。
【００２３】
周縁部保持チャック２２１は、円板状の上カバー２８１と、同じく円板状の下カバー２８２とを備え、これらは重ね合わせられて、周縁部に設けられたボルト２８３や内方に設けられたボルト２８４などを用いて互いに固定されている。
上カバー２８１および下カバー２８２の各中央部には、挿通孔が形成されており、この挿通孔に処理液供給ノズル２２３が貫通している。すなわち、処理液供給ノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの中央（回転中心）に近接した位置に吐出口２２６ａを有する吐出部２２６と、この吐出部２２６が上端に取り付けられる管部２２７とを有している。吐出部２２６の上面は、周囲に向かって下降する円錐面をなしており、その頂点に対応する位置に吐出口２２６ａが設けられている。吐出部２２６の上部は、外方に張り出していて、純水またはエッチング液が上カバー２８１の中央の挿通孔に入り込むことを防いでいる。管部２２７は、保持筒２２８により保持された状態で、モータ２２２の中空駆動軸２３０を挿通している。
【００２４】
モータ２２２の駆動軸２３０の内壁には、保持筒２２８との間に、樹脂製の保護管２２９が配置されている。駆動軸２３０の上部には、保護管２２９の外方に配置された回転筒２３１（回転軸）がボルト２８８によって固定されている。この回転筒２３１の上端は、下カバー２８２の中央の挿通孔を通って、上カバー２８１の下面に当接していて、ボルト２８５により、上カバー２８１に固定されている。２８６は、処理液（純水またはエッチング液）の侵入を防止するためのカバーである。回転筒２３１と保護管２２９とは、埋め込みボルト２８７により、相対回転しないように固定されている。２８９は、モータ２２２の本体（非回転部分）である。
【００２５】
ケース２９０は、モータ２２２の本体２８９を覆っているとともに、この本体２８９に固定されている。ケース２９０の上部と下カバー２８２との間には、下カバー２８２に固定された第１摺動部材３０１と、ケース２９０の上部に固定された第２摺動部材３０２とを摺接させる形態の静圧型非接触シール３００が介装されていて、これにより、静圧型非接触シール３００よりも内側の機構部への処理液の侵入を防止している。
【００２６】
回転筒２３１には、外径の異なる小径部４１１、圧調整部４１２および大径部４１３が下方から順に設けられている。圧調整部４１２が最大外径を有しており、大径部４１３の外径は、圧調整部４１２の外径よりも小さく、小径部４１１の外径よりも大きく設計されている。小径部４１１と圧調整部４１２とは、小径部４１１から圧調整部４１２に近づくにつれて外径が大きくなるテーパ部４１４で接続されており、圧調整部４１２と大径部４１３とは、圧調整部４１２から大径部４１３に近づくにつれて外径が小さくなるテーパ部４１５で接続されている。
【００２７】
回転筒２３１の周囲には、リップシール２９１が設けられている。リップシール２９１の外周面には、フランジ部４２１が取り付けられており、このフランジ部４２１には、エアシリンダ４２２のロッド４２３が挿通されて、そのロッド４２３の上端部が固定されている。また、フランジ部４２１には、回転筒２３１に関してロッド４２３が挿通されている位置とはほぼ対称な位置に、回転筒２３１に沿う方向に延びたガイド４２４が挿通されている。
【００２８】
エアシリンダ４２２は、たとえば、ロッド４２３を本体部４２５に没入した状態から２段階に進出させることができるものである。エアシリンダ４２２は、ロッド４２３が本体部４２５に没入した状態で、リップシール２９１が回転筒２３１の小径部４１１に対向するように配置されている。そして、このロッド４２３が没入した状態から、ロッド４２３を１段階だけ進出させると、リップシール２９１が回転筒２３１の圧調整部４１２に対向し、さらにロッド４２３を進出させると、リップシール２９１が回転筒２３１の大径部４１３に対向するようになっている。エアシリンダ４２２の駆動エアは、本体部４２５に結合されたエア供給管４２６を介して供給されるようになっており、このエア供給管４２６には、エアシリンダ４２２への駆動エアの供給を制御するためのエア供給バルブ４２７が介装されている。
【００２９】
リップシール２９１には、回転筒２３１との間にエアを供給するためのエア供給路２９５が内部に形成されており、このエア供給路２９５は、エア供給管２９６に結合されている。エア供給管２９６には、エア供給バルブ２９７が介装されており、エア供給源からの圧縮エアを必要に応じて供給できるようになっている。
リップシール２９１は、エア供給路２９５からのエア供給に関わらず、小径部４１１には接触せず、大気圧下で回転筒２３１の圧調整部４１２に対向させた時に、この圧調整部４１２に予め定める最適圧力で接触するようになっている。また、リップシール２９１は、回転筒２３１の大径部４１３に対向させて、エア供給路２９５からエアを供給している状態で、大径部４１３に上記最適圧力にほぼ等しい圧力で接触するようになっており、このとき、回転筒の大径部４１３との間に環状の閉空間２９２（環状空間）を形成する。
【００３０】
回転筒２３１の大径部４１３には、上下方向（軸線方向）に沿って延びるエア通路２９３が形成されており、このエア通路２９３は、回転筒２３１の半径方向に延びた貫通孔２９４を介して、リップシール２９１の環状の空間２９２と連通している。この連通状態は、回転筒２３１がいずれの回転位置にあっても保持される。一方、回転筒２３１において、下カバー２８２に対向する位置には、半径方向に延びた貫通孔２９８が形成されている。この貫通孔２９８は、回転筒２３１のエア通路２９３と、下カバー２８２に形成されたエア通路２９９とを連通させる。このエア通路２９９は、エアシリンダ３４７（図２参照）へと結合されている。
【００３１】
周縁部保持チャック２２１の周縁部には、図２に示すように、円周方向に間隔を開けて、複数個（この実施形態では４個）の挟持部材３１１，３１２，３１３，３１４が配置されている。このうちほぼ等角度間隔で配置された３個の挟持部材３１１，３１２，３１３は、ウエハＷの処理時において、定位置でウエハＷの端面を規制する位置規制用挟持部材であり、残る１個の挟持部材３１４は、ウエハＷの処理時において、ウエハＷの端面に押し付け力を作用させて、位置規制用挟持部材３１１〜３１３と協働しウエハＷを挟持する押し付け用挟持部材である。なお、図２には、上カバー２８１および下カバー２８２を透視した構成を示してある。
【００３２】
挟持部材３１１〜３１４は、板状のベース部３２０上に、ウエハＷの周縁部の下面に点接触する略円錐形状の支持部３２１と、ウエハＷの端面を規制するための円柱状の規制部３２２とを立設して構成されている。規制部３２２の上端外周には、ウエハＷの飛び出しを防ぐフランジが形成されている。
ベース部３２０の下面には、丸軸３２３（図１参照）が一体的に設けられており、この丸軸３２３は、上カバー２８１および下カバー２８２に回転自在に取り付けられている。これにより、挟持部材３１１〜３１４は、支持部３２１の頂点を通る鉛直軸まわりに回転自在となっている。
【００３３】
位置規制用挟持部材３１１〜３１３と押し付け用挟持部材３１４とは、ほぼ共通の構成を有しているが、位置規制用挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０には、レバー３２４が一体的に設けられているのに際して、押し付け用挟持部材３１４のベース部３２０にはこのようなレバーは設けられていない。このレバー３２４は、ウエハＷの受け渡しの際に、図示しないエアシリンダによって操作されるほか、操作者がウエハＷの挟持を手動で解除する場合にも用いられる。
【００３４】
位置規制用挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０の下面に形成された丸軸３２３には、上カバー２８１と下カバー２８２との間の収容空間３１０内において、平面視においてほぼＬ字形のレバー３３１が固定されている。このレバー３３１の一端は、リンク３３２の一端に回動自在に連結されていて、このリンク３３２の他端は、レバー３３３の自由端に回動自在に連結されている。レバー３３３の基端部は、下カバー２８２を回転自在な状態で貫通した回動軸３３５（図１参照）に固定されている。これらのレバー３３１，３３３およびリンク３３２などからなるリンク機構３３０は、上下のカバー２８１，２８２間の収容空間３１０内に収容されている。
【００３５】
この回動軸３３５の下面には、さらに、別のレバー３３６が固定されている。このレバー３３６の先端は、ドーナツ板状の連結部材３３７に、ピン３３８によって回動自在に連結されている。この連結部材３３７には、周方向に間隔を開けた位置で、３つの位置規制用挟持部材３１１〜３１３に対応したレバー３３６の先端部が共通に連結されている。そして、連結部材３３７は、下カバー２８２の下面に形成された環状の案内溝３３９（図１参照）に案内されて、その周方向に回動変位することができるようになっている。
【００３６】
図３は、連結部材３３７の近傍の構成を抽出して描いた底面図である。連結部材３３７の下面に立設された３本のピン３３８には、３本の引っ張りコイルばね３４０の一端がそれぞれ引っ掛けられている。これらのコイルばね３４０の他端は、下カバー２８２の下面に立設された３本のばね掛けピン３４１に引っ掛けられている。これにより、レバー３３６は、図３において、時計回り方向に付勢されている。この方向は、位置規制用挟持部材３１１〜３１３の規制部３２２がウエハＷの端面に向かう方向に相当する。
【００３７】
さらに、レバー３３６の図３における時計まわり方向への回動は、ストッパ３４２によって規制されるようになっている。これにより、位置規制用挟持部材３１１〜３１３の規制部３２２は、ベース部３２０のレバー３２４に外力が加えられていない通常状態においては、定位置においてウエハＷの端面を規制することになる。
いずれかの位置規制用挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０のレバー３２４に外力を加え、コイルばね３４０のばね力に抗してこれを回動させると、リンク機構３３０および連結部材３３７の働きによって、３つの位置規制用挟持部材３１１〜３１３が連動し、それぞれの規制部３２２はウエハＷの端面から退避する。このとき、支持部３２１は回動中心に位置していて、ウエハＷの下面の支持状態を保持する。なお、図３において、下方側に描かれた１つのレバー３３６は、位置規制用挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０のレバー３２４を回動させたときの状態で描かれている。ただし、実際には、連結部材３２７の周囲の３つのレバー３３６は、連結部材３２７によって連動させられ、常にほぼ同様な状態をとる。
【００３８】
未処理のウエハＷを当該基板処理装置に搬入したり、処理済みのウエハＷを当該基板処理装置から搬出したりするときには、周縁部保持チャック２２１と基板搬送ロボット（図示せず）との間でのウエハＷの受け渡しが必要になる。この場合には、周縁部保持チャック２２１は、予め定められた回転位置で停止させられる。このとき、いずれかの位置規制用挟持部材３１１〜３１３のレバー３２４が、レバー駆動用のエアシリンダ（図示せず）のロッドに対向する。この状態において、上記のエアシリンダのロッドによって、これに対向しているいずれかの位置規制用挟持部材３１１〜３１３のレバー３２４が内方に押し込まれる。これにより、位置規制用挟持部材３１１〜３１３が回動し、規制部３２２がウエハＷの端面から大きく退避した位置へと変位する。この状態で、搬送ロボットが周縁部保持チャック２２１との間でウエハＷの受け渡しを行うことになる。
【００３９】
押し付け用挟持部材３１４のベース部３２０の下面の丸軸は、上カバー２８１に回転自在に取り付けられていて、図２に示すように、その下部には、回転時の遠心力により大きなモーメントが生じないようにほぼＬ字形に成形されたレバー３４５が固定されている。このレバー３４５の一端は、取り付け部材３４６を介して、エアシリンダ３４７のロッド３４８に結合されている。エアシリンダ３４７は、いわゆる単動型のシリンダであり、圧縮エアの供給により、ロッド３４８が本体部３４９から進出し、圧縮エアの開放に伴って、内蔵のばねの働きによって、ロッド３４８が本体部３４９内に没入するものである。
【００４０】
この実施形態では、ロッド３４８が本体部３４９に没入すると、押し付け用挟持部材３１４のベース部３２０が、図２において反時計回り方向に回動して、規制部３２２がウエハＷの端面に押し付けられる。また、ロッド３４８が本体部３４９から進出すると、押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２はウエハＷの端面から退避する。ロッド３４８の本体部３４９からの進出は、取り付け部材３４６がストッパ３５０に当接することによって規制されるようになっている。
【００４１】
エアシリンダ３４７の本体部３４９の前方端は、ブラケット３５１によって固定されており、本体部３４９の後方側は、ホルダ３５２の取り付け凹所３５３に嵌入されている。本体部３４９の後端には、エア導入口（図示せず）が形成されており、ホルダ３５２には、当該エア導入口に連通するようにエア供給路３５４が形成されている。
このエア供給路３５４は、下カバー２８２に形成された上述のエア通路２９９（図１参照）と結合されている。したがって、エア供給源からエア供給バルブ２９７を介して供給される圧縮エアは、リップシール２９１が回転筒２３１の大径部４１３に対向していれば、エア供給管２９６、リップシール２９１のエア供給路２９５および環状空間２９２、回転筒２３１のエア通路２９３、下カバー２８２のエア通路２９９、ならびにホルダ３５２のエア供給路３５４を順に通ってエアシリンダ３４７に供給されることになる。リップシール２９１の環状空間２９２と回転筒２３１のエア通路２９３との連通状態は、回転筒２３１の回転位置によらずに常時確立されているから、周縁部保持チャック２２１の回転中においても、エアシリンダ３４７に駆動用の圧縮エアを供給することが可能である。
【００４２】
エアシリンダ３４７に圧縮エアを供給しない状態では、押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２はウエハＷの端面に押し付けられる。このとき、押し付け用挟持部材３１４は、定位置においてウエハＷの端面を規制する位置規制用挟持部材３１１〜３１３と協働して、ウエハＷを挟持する。この挟持状態は、エアシリンダ３４７に圧縮エアを供給して押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２をウエハＷの端面から退避させることによって解除される。
【００４３】
図４は、ウエハＷの処理時におけるエア供給バルブ４２７，２９７の制御について説明するための図解図である。エア供給バルブ４２７，２９７は、たとえばマイクロプロセッサを含む制御部４３１によって制御されるようになっている。
ウエハＷの処理に際しては、図示しない基板搬送ロボットにより未処理のウエハＷが搬入されてきて、挟持部材３１１〜３１４の支持部３２１（図２参照）上に載置される。このウエハＷの載置時には、位置規制用挟持部材３１１〜３１３の規制部３２２（図２参照）がウエハＷの端面から大きく退避した位置に変位されているとともに、図４(c)に示すように、リップシール２９１が回転筒２３１の大径部４１３に対向して、環状空間２９２および回転筒２３１のエア通路２９３などを介してエアシリンダ３４７（図２参照）に圧縮エアが供給されることにより、押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２もウエハＷの端面から退避した位置に変位されている。
【００４４】
ウエハＷが支持部３２１上に載置されると、位置規制用挟持部材３１１〜３１３が回動されて、位置規制用挟持部材３１１〜３１３の規制部３２２がウエハＷの端面に対向される。また、エア供給バルブ４２７が閉じられて、エアシリンダ４２２への圧縮エアの供給が停止されるとともに、エア供給バルブ２９７が閉じられて、エアシリンダ３４７への圧縮エアの供給が停止される。これにより、図４(a)に示すように、エアシリンダ４２２のロッド４２３が本体部４２５に没入して、リップシール２９１が回転筒２３１の小径部４１１に対向する。また、押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２がウエハＷの端面に押し付けられ、挟持部材３１１〜３１４によってウエハＷが挟持される。
【００４５】
リップシール２９１が回転筒２３１の小径部４１１に対向し、リップシール２９１と回転筒２３１の小径部４１１との間に隙間が開いた状態で、処理液を用いたウエハＷへの処理が開始される。すなわち、周縁部保持チャック２２１が高速回転されることにより、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷが高速回転される。そして、この高速回転しているウエハＷの裏面に向けて、処理液供給ノズル２２３から処理液が供給される。これにより、ウエハＷの表面の周縁部、裏面および端面に処理液による処理が施されていく。
【００４６】
ウエハＷが高速回転されつつ、ウエハＷの裏面に処理液が供給されている途中で、所定の周期でウエハＷの挟持が所定の短時間だけ解除されるようになっている。ウエハＷの挟持を解除する際には、まず、エア供給バルブ４２７が制御されて、エアシリンダ４２２のロッド４２３が１段階だけ進出させられることにより、図４(b)に示すように、リップシール２９１が回転筒２３１の圧調整部４１２に対向する。このとき、リップシール２９１は、圧調整部４１２に予め定める最適圧力で密着している。次いで、エア供給バルブ２９７が開成されて、リップシール２９１と回転筒２３１との間へのエアの供給が開始される。これにより、リップシール２９１と回転筒２３１との間の空間の圧力が徐々に高くなっていく。
【００４７】
そして、エア供給バルブ２９７の開成後、適当なタイミングで、エア供給バルブ４２７が制御されて、エアシリンダ４２２のロッド４２３がさらに進出させられる。このロッド４２３の進出により、回転筒２３１の大径部４１３に密着しているリップシール２９１が、回転筒２３１との接触を保ったまま、大径部４１３からテーパ部４１５を経て大径部４１３に対向する位置まで変位する。図４(c)に示すように、リップシール２９１が大径部４１３に対向すると、大径部４１３に形成された貫通孔２９４がリップシール２９１の環状空間２９２と連通し、エア供給源からエア供給バルブ２９７を介して供給される圧縮エアが、回転筒２３１のエア通路２９３などを通ってエアシリンダ３４７に供給される。その結果、押し付け用挟持部材３１４の規制部３２２がウエハＷの端面から退避し、挟持部材３１１〜３１４によるウエハＷの挟持が解除される。
【００４８】
ウエハＷの挟持が解除されてから所定の短時間が経過すると、エア供給バルブ４２７が閉じられて、エアシリンダ４２２への圧縮エアの供給が再び停止されるとともに、エア供給バルブ２９７が閉じられて、エアシリンダ３４７への圧縮エアの供給が再び停止される。これにより、図４(a)に示すように、リップシール２９１が回転筒２３１の小径部４１１に再び対向し、挟持部材３１１〜３１４によってウエハＷが挟持される。
【００４９】
この短時間のウエハＷの挟持解除動作は、ウエハＷの高速回転中に所定の時間間隔で何度か行われる。これにより、回転しているウエハＷが、その挟持を解除されるたびに、位置規制用挟持部材３１１〜３１３上で回転方向にずれて、ウエハＷと挟持部材３１１〜３１４との当接位置が変化する。これにより、ウエハＷの全周における裏面周縁部や周端面に良好な処理を施すことができる。
以上のようにこの実施形態によれば、挟持部材３１１〜３１４によるウエハＷの挟持を解除するためにエアシリンダ３４７に圧縮エアを供給する必要がある時にのみ、リップシール２９１が回転筒２３１の大径部４１３に密着して、回転筒２３１の周囲に環状空間２９２が形成される。したがって、回転筒（回転軸）の周面にリップシール（シール部材）が常時密着している従来装置に比べて、リップシール２９１の摩耗を抑えることができ、リップシール２９１の寿命を延ばすことができる。また、リップシール２９１の摩耗による発塵や発熱を抑制することができ、ウエハＷに対して良好な処理を施すことができる。
【００５０】
なお、この実施形態において、回転筒２３１に圧調整部４１２が設けられているのは、リップシール２９１がエア供給路２９５からエアを供給している状態で大径部４１３にほぼ最適圧力で接触するようになっているために、リップシール２９１を小径部４１１から大径部４１３に直ちに移動させてエアを供給しても、リップシール２９１と大径部４１３との間に隙間が生じて、この隙間からエアが漏れ、リップシール２９１が大径部４１３に密着しないおそれがあるからである。ただし、この場合、リップシール２９１の大径部４１３への密着が十分である場合には、回転筒２３１に圧調整部４１２が特に設けられていなくてもよい。
【００５１】
この発明の一実施形態の説明は以上の通りであるが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の実施形態では、リップシール２９１によって環状空間２９２が形成されるとしたが、リップシール２９１に代えて、２個のＯリングが上下に配置されて、これらのＯリングが回転筒２３１の大径部４１３に対向した時に、２個のＯリング間に環状空間２９２が形成されるようにしてもよい。
【００５２】
また、リップシール２９１の種類は、特に限定されず、回転筒２３１との接触部分が断面Ｖ字状のＶシールであってもよいし、回転筒２３１との接触部分が断面Ｕ字状のＵシールであってもよい。  さらに、上述の実施形態では、ウエハＷを保持して回転させる周縁部保持チャック２２１の回転筒２３１にエア通路２９３が形成され、このエア通路２９３にエアシリンダ駆動用の圧縮エアを供給するための構成を取り上げたが、たとえば、上述の回転筒２３１に基板乾燥用のＮ2ガスが流通する気体通路が形成され、この気体通路に上記Ｎ2ガスを供給するための構成に本発明が適用されてもよい。また、基板のスクラブ洗浄用のブラシを回転させるための回転軸に気体流通路が形成され、この気体流通路に処理ガスやエアなどの気体を供給するための構成に本発明が適用されてもよい。また、基板に処理液を供給するためのノズルが取り付けられたノズルアームの回転軸に気体流通路が形成され、この気体流通路に気体を供給するための構成に本発明が提供されてもよい。さらには、基板の表面に遮断板を近接させ、基板の回転に伴って遮断板を回転させるとともに、その遮断板の中央から基板に向けてＮ2などの気体を供給する装置において、遮断板を回転させるための回転軸に形成された気体流通路に上記Ｎ2などの気体を供給するための構成に本発明が適用されてもよい。
【００５３】
さらにまた、上述の実施形態では、ウエハＷに処理を施す場合を例にとったが、処理対象の基板はウエハＷに限らず、たとえば、液晶表示装置用ガラス基板やＰＤＰ用ガラス基板などの他の種類の基板であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記基板処理装置に備えられた周縁部保持チャックの挟持部材を駆動するための構成を説明するための平面図である。
【図３】挟持部材を駆動するための構成の一部の底面図である。
【図４】ウエハの処理時におけるリップシール昇降用エアシリンダおよび挟持部材の制御について説明するための図解図である。
【図５】ウエハの表面の周縁部、裏面および端面に形成されている薄膜を除去するための従来装置の構成を図解的に示す図である。
【符号の説明】
２２１  周縁部保持チャック
２２２  モータ
２３１  回転筒
２８１  上カバー
２８２  下カバー
２９１  リップシール
２９２  環状空間
２９３  エア通路
２９４  貫通孔
２９５  エア供給路
２９６  エア供給管
２９７  エア供給バルブ
３１１，３１２，３１３，３１４  挟持部材
３２０  ベース部
３４５  レバー
３４７  エアシリンダ
４１１  小径部
４１２  圧調整部
４１３  大径部
４１５  テーパ部
４２２  エアシリンダ
４２４  ガイド
４２６  エア供給管
４２７  エア供給バルブ
４３１  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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