(57)【要約】【課題】  処理液による処理中に、チャックを基板の保持位置と案内位置との間で移動させることにより、処理液の滞留を防止して基板を均一に処理することが可能な基板保持装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】  処理液供給ノズル１０から半導体ウエハ１００の主面に処理液を供給する。そして、チャック１１を保持位置と中間の中間位置との間で往復移動させる。これにより、チャック１１が中間位置に移動した状態においてチャック１１と半導体ウエハ１００の当接部における処理液を置換することが可能となり、処理ムラの発生を防止することが可能となる。【選択図】        図１
2014146747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら前記基板の主面に処理液を供給することにより前記基板を処理する基板処理装置に使用され、前記基板の主面と平行な平面内において前記基板を回転可能に保持する基板保持装置であって、
前記基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックと、
前記複数のチャックを、前記基板を保持する前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御することにより、前記基板の処理中に、前記複数のチャックを、前記保持位置と前記中間位置の間で往復移動させる制御部と、
を備えたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持装置において、
モータの駆動により回転する回転チャンバーと、固定チャンバーとをさらに備え、
前記移動機構は、
磁石を備え、前記回転チャンバー内に昇降可能に配設された第１昇降板と、
前記複数のチャックと前記第１昇降板とに接続され、前記第１昇降板の昇降動作に伴って、前記複数のチャックを前記保持位置と、前記受渡位置と、前記中間位置との間で同期して移動させる、前記回転チャンバー内に配設された開閉機構と、
磁石を備え、前記固定チャンバー内において前記第１昇降板と対向配置された第２昇降板と、
前記第２昇降板を昇降させるための、前記固定チャンバー内に配設された昇降機構と、
を備える基板保持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板保持装置において、
前記複数のチャックが前記保持位置に向かう方向に前記第１昇降板を付勢するバネを備える基板保持機構。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の基板保持装置において、
前記複数のチャックは、鉛直方向を向く回転軸を中心に回動することにより、前記保持位置と前記受渡位置との間を移動する基板保持装置。
【請求項５】
基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックにより前記基板を保持した状態で、前記基板を前記複数のチャックとともに、前記基板の主面と平行な平面内において回転させながら前記基板に処理液を供給することにより、前記基板を処理する基板処理方法において、
前記複数のチャックを、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置に配置した状態で、前記基板を搬入する搬入工程と、
前記複数のチャックを前記基板を保持するための保持位置に配置させた状態で、前記基板の回転を開始する回転開始工程と、
前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記複数のチャックを、前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で往復移動させる継続処理工程と、
前記基板の回転を停止する回転停止工程と、
前記複数のチャックを前記受渡位置に配置した状態で前記基板を搬出する搬出工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を回転させながらこの基板の表面に処理液を供給することにより、この基板を処理する基板処理装置に使用され、主面と平行な平面内において基板を回転可能に保持する基板保持装置およびこの基板保持装置を使用した基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の略円形の基板を回転させながらその主面に処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置においては、その主面を水平方向に向けて保持した基板を回転させる基板保持装置が使用される。この基板保持装置は、基板の端縁と当接することにより基板を保持する複数のチャックを備えている。これら複数のチャックは、基板を保持する保持位置と、基板を搬送アーム等との間で受け渡しするための受渡位置との間を移動可能となっている。
【０００３】
このような基板処理装置においては、複数のチャックにより半導体ウエハを保持した状態で、この半導体ウエハに対して処理液が供給される。このとき、半導体ウエハの処理中において、複数のチャックが半導体ウエハと常に接触する位置においては、チャックと半導体ウエハとの当接部において処理液が十分に循環せずに滞留し、処理ムラが発生する場合があった。
【０００４】
特許文献１には、磁石を昇降させることにより、６本のチャッキングピンのうち、３本ずつのチャッキングピンを交互に基板をチャッキングする位置に移動させることにより、基板の表面に処理液が残留する現象を防止して、基板を均一に処理することができるスピンヘッドが開示されている。また、特許文献２には、ウエハの処理中において、複数の挟持爪を挟持位置および解放位置に反復動作させながら常にいずれかの挟持爪によってウエハを挟持するようにしたウエハの回転保持装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３５７５０号公報
【特許文献２】特開平９−１０７０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、基板を保持するための保持部材のうちの一部を保持位置に移動させ、また、残りの一部を解放位置に移動させる構成が記載されている。しかし、保持部材を選択的に移動させるため、移動機構の構成が複雑となるという問題がある。
【０００７】
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、処理液による処理中に、チャックを基板の保持位置と案内位置との間で移動させることにより、処理液の滞留を防止して基板を均一に処理することが可能な基板保持装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板を回転させながら前記基板の主面に処理液を供給することにより前記基板を処理する基板処理装置に使用され、前記基板の主面と平行な平面内において前記基板を回転可能に保持する基板保持装置であって、前記基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックと、前記複数のチャックを、前記基板を保持する前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で移動させる移動機構と、前記移動機構を制御することにより、前記基板の処理中に、前記複数のチャックを、前記保持位置と前記中間位置の間で往復移動させる制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
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、モータの駆動により回転する回転チャンバーと、固定チャンバーとをさらに備え、前記移動機構は、磁石を備え、前記回転チャンバー内に昇降可能に配設された第１昇降板と、前記複数のチャックと前記第１昇降板とに接続され、前記第１昇降板の昇降動作に伴って、前記複数のチャックを前記保持位置と、前記受渡位置と、前記中間位置との間で同期して移動させる、前記回転チャンバー内に配設された開閉機構と、磁石を備え、前記固定チャンバー内において前記第１昇降板と対向配置された第２昇降板と、前記第２昇降板を昇降させるための、前記固定チャンバー内に配設された昇降機構とを備える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数のチャックが前記保持位置に向かう方向に前記第１昇降板を付勢するバネを備える。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記複数のチャックは、鉛直方向を向く回転軸を中心に回動することにより、前記保持位置と前記受渡位置との間を移動する。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックにより前記基板を保持した状態で、前記基板を前記複数のチャックとともに、前記基板の主面と平行な平面内において回転させながら前記基板に処理液を供給することにより、前記基板を処理する基板処理方法において、前記複数のチャックを、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置に配置した状態で、前記基板を搬入する搬入工程と、前記複数のチャックを前記基板を保持するための保持位置に配置させた状態で、前記基板の回転を開始する回転開始工程と、前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記複数のチャックを、前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で往復移動させる継続処理工程と、前記基板の回転を停止する回転停止工程と、前記複数のチャックを前記受渡位置に配置した状態で前記基板を搬出する搬出工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１および請求項５に記載の発明によれば、基板を処理液により処理するときに、チャックを基板の保持位置と案内位置との間で移動させることにより、処理液の滞留を防止して基板を均一に処理することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、第１昇降板の作用により複数のチャックを同期して移動させることができることから、複数のチャックにより基板を同時に保持することができ、基板が偏心して保持されることを防止することが可能となる。また、回転チャンバーと固定チャンバーの作用により、移動機構を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、バネの作用により、基板をチャックによって確実に保持することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、チャックを保持位置と受渡位置の間で容易に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る基板保持装置を処理液供給ノズル１０とともに示す側面概要図である。
【図２】チャック１１を移動させるための開閉機構を、チャック１１および第１昇降板３１とともに示す斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー９１および固定チャンバー９２を取り外して見た斜視図である。
【図４】半導体ウエハ１００とチャック１１との配置を示す説明図である。
【図５】この発明に係る基板保持装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図６】この発明に係る基板保持装置を利用した基板処理方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー９１および固定チャンバー９２を取り外して見た斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る第２昇降板３７の平面図である。
【図９】第２チャック１２を移動させるための第２開閉機構の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、この発明の第１実施形態に係る基板保持装置を処理液供給ノズル１０とともに示す側面概要図である。図２は、チャック１１を回動させるための開閉機構を、チャック１１および第１昇降板３１とともに示す斜視図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー９１および固定チャンバー９２を取り外して見た斜視図である。
【００１９】
この基板保持装置は、基板としての半導体ウエハ１００を回転させながら、この半導体ウエハ１００の処理液供給ノズル１０から処理液を供給して処理する基板処理装置に使用されるものであり、半導体ウエハ１００を、その主面と平行な平面内において回転可能に保持するためのものである。この基板保持装置は、モータ６１の駆動により回転する回転チャンバー９１と、固定チャンバー９２とを備える。
【００２０】
回転チャンバー９１には、オリフラ部分を除いて略円形の形状をなす半導体ウエハ１００の端縁に当接することにより、この半導体ウエハ１００を保持する６個のチャック１１が配設されている。このチャック１１は、回転チャンバー９１に配設された鉛直方向を向く回転軸２１を中心に回動することにより、後述する保持位置と、受渡位置と、中間位置との間を移動する構成となっている。
【００２１】
図１に示すように、回転チャンバー９１内には、第１昇降板３１が、図示を省略した昇降機構により昇降可能な状態で配設されている。この第１昇降板３１は、複数のバネ３５の作用により、下方向に付勢されている。この第１昇降板３１の下面には、リング状の磁石３３が付設されている。
【００２２】
一方、固定チャンバー９２内には、第２昇降板３２が、第１昇降板３１と対向配置された状態で配設されている。この第２昇降板３２は、案内部材６４に案内されて昇降するスライダー６３と、支持部材６５を介して連結されている。また、この第２昇降板３２は、固定チャンバー９２に配設されたエアシリンダ６２のシリンダロッドと連結されている。このため、第２昇降板３２は、エアシリンダ６２の駆動により昇降する。この第２昇降板３２の上面には、第１昇降板３１の下面に付設されたリング状の磁石３３と反発する特性を有するリング状の磁石３４が配設されている。
【００２３】
このため、エアシリンダ６２の駆動により固定チャンバー９２内の第２昇降板３２が上昇した場合には、互いに反発する磁石３３、３４の作用により、回転チャンバー９１内の第１昇降板３１も上昇する。一方、エアシリンダ６２の駆動により固定チャンバー９２内の第２昇降板３２が下降した場合には、第１昇降板３１自身の自重およびバネ３５の作用により、回転チャンバー９１内の第１昇降板３１も下降する。
【００２４】
なお、磁石３３および磁石３４は、必ずしもリング状である必要はない。上述した第１昇降板３１の昇降動作を実行可能であれば、複数個の磁石を第１昇降板３１および第２昇降板３２に配置してもよい。
【００２５】
図１に示すように、第２昇降板３２の昇降領域の側方には、エアシリンダ６６の駆動により移動可能なストッパ６７が配設されている。このストッパ６７は、エアシリンダ６６の駆動により、図１において実線で示す退避位置と、図１において仮想線で示す第２昇降板３２との当接位置との間を移動可能となっている。このため、エアシリンダ６２の駆動により昇降する第２昇降板３２は、図１に示す上昇位置と、ストッパ６７と当接する中間位置と、中間位置より下方の下降位置との間を昇降可能となっている。そして、この第２昇降板３２の昇降動作に伴って、第１昇降板３１も、上昇位置と、中間位置と、下降位置の間を往復移動することになる。
【００２６】
図２に示すように、第１昇降板３１には、連結部材２５を介してカム板２４が配設されている。このカム板２４には、斜め方向を向く孔部２３が穿設されている。そして、この孔部２３には、回転軸２１に付設された軸２２の先端が係合している。このため、第１昇降板３１が昇降した場合には、斜め方向を向く孔部２３および軸２２の作用により、回転軸２１がその軸心を中心に回転する。この回転軸２１の回転に伴い、チャック１１も、回転軸２１の軸心を中心として回動される。そして、チャック１１の回転角度位置は、第１昇降板３１の高さ位置によって決定されることになる。
【００２７】
このカム板２４および軸２２を備えたチャック１１を回動させるための開閉機構は、６個のチャック１１の各々について配設されている。なお、図３においては、連結部材２５のみを表示し、カム板２４および軸２２の図示を省略している。
【００２８】
図４は、半導体ウエハ１００とチャック１１との配置を示す説明図である。なお、図４（ａ）はチャック１１が受渡位置に配置された状態を、図４（ｂ）はチャック１１が保持位置に配置された状態を、図４（ｃ）は、チャック１１が中間位置に配置された状態を示している。
【００２９】
図４に示すように、チャック１１は、半導体ウエハ１００の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ１００の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部１３と、半導体ウエハ１００の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部１４とを備える。回転軸２１から支持部１３の先端までの距離は、回転軸２１から案内部１４の先端までの距離より大きくなっている。すなわち、このチャック１１は、半導体ウエハ１００を保持するための保持位置に配置された状態においては、半導体ウエハ１００の回転中心に向かって延びる案内部１４の先端は、半導体ウエハ１００の回転中心に向かって延びる支持部１３の先端より、半導体ウエハ１００の回転中心から離隔した位置に配置されている。
【００３０】
第１昇降板３１が上述した上昇位置に移動することにより、チャック１１は、図２に示す状態から所定の角度（１５〜４５度）回転した角度位置に回動される。このときには、回転軸２１から支持部１３の先端までの距離と回転軸２１から案内部１４の先端までの距離との差により、図４（ａ）に示すように、チャック１１における支持部１３の先端は半導体ウエハ１００の端縁より内側に配置され、チャック１１における案内部１４の先端は半導体ウエハ１００の端縁より外側に配置される。この状態においては、半導体ウエハ１００はチャック１１における支持部１３には支持されるが、上方には移動可能となっている。チャック１１が図４（ａ）に示す受渡位置に配置された状態においては、チャック１１により支持された半導体ウエハ１００を、このチャック１１と図示しない搬送アーム等との間で受け渡すことが可能となる。
【００３１】
第１昇降板３１が上述した下降位置に移動することにより、チャック１１は、図２に示す状態から若干（５〜１０度）回転した角度位置に回動される。このときには、図４（ｂ）に示すように、チャック１１における支持部１３と案内部１４が半導体ウエハ１００の端縁と当接する位置に配置される（すなわち、回動が停止される）。この状態においては、半導体ウエハ１００はチャック１１における支持部１３と案内部１４に当接することになる。チャック１１が図４（ｂ）に示す保持位置に配置された状態においては、半導体ウエハ１００はチャック１１により確実に保持される。
【００３２】
第１昇降板３１が上述した中間位置に移動した時には、チャック１１は、受渡位置と図２に示す保持位置の間の角度位置に配置される。この時には、図４（ｃ）に示すように、チャック１１における支持部１３の先端は半導体ウエハ１００の端縁より内側に配置され、チャック１１における案内部１４の先端も半導体ウエハ１００の端縁より内側に配置される。チャック１１が図４（ｃ）に示す中間位置に配置された状態においては、半導体ウエハ１００はチャック１１における支持部１３に当接する位置と案内部１４に当接する位置の間を移動可能となる。
【００３３】
図５は、この発明に係る基板保持装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【００３４】
この基板保持装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ８１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ８２と、論理演算を実行するＣＰＵ８３とを有する制御部８０を備える。この制御部８０は、上述した第２昇降板３２を昇降するためのエアシリンダ６２と、第２昇降板３２の昇降位置を規制するためのエアシリンダ６６と、回転チャンバー９１を回転させるためのモータ６１とに接続されている。チャック１１の開閉動作や、回転チャンバー９１の回転動作は、この制御部８０により制御される。また、処理液供給ノズル１０からの処理液の供給動作や、その他の処理動作も、この制御部８０により制御される。
【００３５】
次に、この発明に係る基板保持装置を使用して半導体ウエハ１００を処理液で処理するときの基板処理方法について説明する。図６は、この発明に係る基板保持装置を利用した基板処理方法を示すフローチャートである。
【００３６】
半導体ウエハ１００を処理するときには、最初に、半導体ウエハ１００を搬入する（ステップＳ１）。具体的には、制御部８０がエアシリンダ６２を駆動することにより、第２昇降板３２を上昇位置に移動させる。このときには、ストッパ６７は、エアシリンダ６６の駆動により、図１において実線で示す退避位置に配置されている。第２昇降板３２を上昇位置に移動させることにより、互いに反発する磁石３３、３４の作用によって回転チャンバー９１内の第１昇降板３１も上昇位置に移動する。この状態においては、チャック１１は、回転軸２１を中心として回動し、図４（ａ）に示す受渡位置に配置される。そして、半導体ウエハ１００が図示しない搬送アームによって、６個のチャック１１上に搬送される。これにより、図４（ａ）に示すように、半導体ウエハ１００は、その端縁がチャック１１における支持部１３に当接した状態で、６個のチャック１１により支持される。
【００３７】
次に、６個のチャック１１により半導体ウエハ１００を保持する(ステップＳ２)。具体的には、制御部８０がエアシリンダ６２を駆動することにより、固定チャンバー９２内の第２昇降板３２を下降位置に移動させる。これにより、回転チャンバー９１内の第１昇降板３１は、自重およびバネ３５の作用により、下降位置に移動する。この状態においては、チャック１１は、回転軸２１を中心として回転され、図４（ｂ）に示す保持位置に近づくように回動される。
【００３８】
６個のチャック１１は、軸２２、カム板２４および連結部材２５等からなる開閉機構を介して第１昇降板３１に連結されている。このため、６個のチャック１１が回動するときには、第１昇降板３１の昇降動作に伴って、互いに完全に同期して回動される。従って、略円形をなす半導体ウエハ１００の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ１００の中心を常に一定の位置（回転チャンバ９１の中心）に配置することができ、半導体ウエハ１００が偏心して保持されることを防止することが可能となる。そして、この時のチャック１１による半導体ウエハ１００の保持力は、バネ３５の作用により、一定に維持される。
【００３９】
６個のチャック１１による半導体ウエハ１００の保持動作が完了すれば、制御部８０は、モータ６１を駆動させることにより、回転チャンバー９１を、チャック１１および半導体ウエハ１００とともに回転させる（ステップＳ３）。
【００４０】
チャック１１に保持されて回転する半導体ウエハ１００が所定の回転数となれば、制御部８０は処理液供給ノズル１０から半導体ウエハ１００の主面に向けて処理液を供給する（ステップＳ４）。この処理液の供給動作は、一定時間で停止してもよく、後述する継続処理工程中において処理液の供給を継続してもよい。
【００４１】
この状態において半導体ウエハ１００の回転を継続して、半導体ウエハ１００に対して処理液による処理を行う（ステップＳ５）。この時には、エアシリンダ６２、６６の作用により、第２昇降板３２を、下降位置と中間位置との間で往復移動させる。具体的には、エアシリンダ６６を駆動し、ストッパ６７を当接位置に移動させる。その状態でエアシリンダ６２を駆動することにより、第２昇降板３２を前述のストッパ６７に当接する位置まで下降させる。第１昇降板３１は複数のバネ３５により下方向に付勢されているため、第２昇降板３２からの反発する磁力による影響が低減することで、前述の保持位置から若干下降した中間位置に保持される。このように第１昇降板３１は、下降位置と中間位置との間で往復移動される。
【００４２】
その結果、チャック１１は、回転軸２１を中心として回動し、図２および図４（ｂ）に示す保持位置と、図４（ｃ）に示す保持位置と受渡位置の中間の中間位置との間を往復移動する。このチャック１１の往復移動動作は、図５に示す制御部８０の制御により実行される。
【００４３】
半導体ウエハ１００の処理中において、チャック１１を常に図４（ｂ）に示す保持位置に配置して半導体ウエハ１００を保持し続けた場合においては、チャック１１と半導体ウエハ１００の当接部において処理液が十分に循環せずに滞留し、処理ムラが発生する。このため、半導体ウエハ１００を処理液により処理するときに、チャック１１を保持位置から中間位置に回動させることにより、チャック１１が中間位置に移動した状態においてチャック１１と半導体ウエハ１００の当接部における処理液を置換することが可能となり、処理ムラの発生を防止することが可能となる。
【００４４】
なお、チャック１１が中間位置に配置された状態においては、半導体ウエハ１００はチャック１１の支持部１３により下面から支持されているだけの状態になる。しかし、半導体ウエハ１００は慣性により回転を継続しており、また半導体ウエハ１００とチャック１１の支持部１３との間には摩擦力も作用するため、チャック位置が変化ことはない。また、この状態においては、半導体ウエハ１００の上面は、案内部１４によりガイドされ、案内されることになるから、半導体ウエハ１００の回転中心が変化した場合であっても、半導体ウエハがチャック１１から外れることはない。
【００４５】
チャック１１を保持位置と中間位置との間で回動させるタイミングは、例えば、数秒乃至十数秒ごととすることができる。また、半導体ウエハ１００を回転して処理する間にチャック１１を中間位置に配置する割合を５０％以上とすることにより、半導体ウエハ１００を一組のチャック１１によりつかみかえる場合と同様の、処理ムラの防止効果を得ることが可能となる。
【００４６】
また、半導体ウエハ１００を処理液により処理する場合において、この基板保持装置では磁石３３を備えた第１昇降板３１や、軸２２、カム板２４および連結部材２５等からなる等を回転チャンバー９１内に収納すると共に、磁石３４を備えた第２昇降板３２や、この第２昇降板３２の昇降機構を固定チャンバー９２内に収納していることから、これらの部材を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。
【００４７】
半導体ウエハ１００に対する処理液を使用した処理が終了すると（ステップＳ６）、制御部８０は処理液供給ノズル１０からの処理液の供給を停止する。そして、回転チャンバー９１とともに半導体ウエハ１００を高速回転させ、乾燥処理を行う。半導体ウエハ１００が乾燥すれば、回転チャンバー９１の回転を停止する（ステップＳ７）。
【００４８】
この乾燥処理中においても、前述の処理液による工程と同様に、チャック１１を保持位置から中間位置の間で回動させつつ、乾燥処理を行うことも可能である。これにより乾燥処理における処理ムラの防止効果を得ることが可能となる。
【００４９】
ただし、半導体ウエハの回転速度を変化させる（加速、および減速）させる際には、チャック１１は保持位置である必要がある。これは、半導体ウエハ１００の回転速度とチャック１１の回転速度との間に速度差がある場合は、半導体ウエハ１００とチャック１１の支持部１３との間で、こすれが生じるためである。
【００５０】
しかる後、半導体ウエハ１００を搬出する（ステップＳ８）。具体的には、制御部８０がエアシリンダ６２を駆動することにより、第２昇降板３２を上昇位置に移動させる。これにより、第１昇降板３１も上昇位置に移動する。この状態においては、チャック１１は、回転軸２１を中心として回動し、図４（ａ）に示す受渡位置に配置される。そして、半導体ウエハ１００が図示しない搬送アームによって搬出される。
【００５１】
以上のように、この発明に係る基板保持装置においては、６個のチャック１１を完全に同期して回動させることができることから、半導体ウエハ１００の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ１００の中心を常に一定の位置に配置することができ、半導体ウエハ１００が偏心して保持されることを防止することが可能となる。また、処理液による半導体ウエハ１００の処理中、および乾燥処理中において、チャック１１を図４（ｂ）に示す保持位置と図４（ｃ）に示す中間位置との間で往復回動させることにより、チャック１１と半導体ウエハ１００の当接部における処理液の滞留による処理ムラの発生を防止することが可能となる。さらに、回転チャンバー９１と固定チャンバー９２の作用により、磁石３３、３４や開閉機構および昇降機構等を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。
【００５２】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図７は、この発明の第２実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー９１および固定チャンバー９２を取り外して見た斜視図である。また、図８は、第２実施形態に係る第２昇降板３７の平面図である。さらに、図９は、第２チャック１２を回動させるための第２開閉機構の斜視図である。なお、上述した第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
上述した第１実施形態に係る基板保持装置においては、６個のチャック１１を第１、第２昇降板３１、３２の作用により同期して回動させている。これに対して、この第２実施形態に係る基板保持装置においては、第１実施形態と同様の機構により３個のチャック１１を第１、第２昇降板３６、３７の作用により同期して回動させるとともに、３個の第２チャック１２を、個別の第２開閉機構を利用して個別に回動させる構成となっている。
【００５４】
なお、第２チャック１２は、図４に示すチャック１１と同様、半導体ウエハ１００の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ１００の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部１３と、半導体ウエハ１００の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部１４とを備える。この第２チャック１２においても、回転軸２１から支持部１３の先端までの距離は、回転軸２１から案内部１４の先端までの距離より大きくなっている。
【００５５】
この第２実施形態においては、図７および図８に示すように、第２昇降板３７には三箇所の凹部が形成されており、また、この第２昇降板３７の上面には３個の磁石３９が配設されている。また、図７に示すように、第１昇降板３６にも三箇所の凹部が形成されており、また、この第１昇降板３６の下面には、第２昇降板３７における３個の磁石３９と対向する位置に、３個の磁石３８が配設されている。なお、第２昇降板３７は、第１実施形態と同様、図１に示すエアシリンダ６２、６６の作用により、上昇位置、下降位置および中間位置への昇降動作を実行する。
【００５６】
図７においても図示は省略しているが、第１実施形態と同様のカム板２４および軸２２を備えたチャック１１の開閉機構が、第１昇降板３６と連結部材２５を介して接続されている。このため、第１昇降板３１と連結された３個のチャック１１は、上述した第１実施形態と同様、図１に示すエアシリンダ６２を駆動させることにより第２昇降板３７および第１昇降板３６を介して、互いに、完全に同期して回動する。
【００５７】
第１昇降板３６および第２昇降板３７に形成された凹部と対応する場所には、第２チャック１２を回動させるための、図９に示す第２開閉機構が配設されている。なお、この第２チャック１２は、回転チャンバー９１における３個のチャック１１の間の領域において、半導体ウエハ１００の端縁に沿って配置されている。この第２チャック１２は、回転チャンバー９１に配設された鉛直方向を向く回転軸４１を中心に回動することにより、上述したチャック１１と同様の、保持位置と、受渡位置と、中間位置との間を移動する構成となっている。
【００５８】
図９に示すように、回転チャンバー９１内には、斜め方向を向く孔部４３が形成されたカム板４４が配設されている。このカム板４４の下端部は、第１昇降部材４０と連結されており、この第１昇降部材４０の下面には、磁石４５が付設されている。このカム板４４には、案内部材４９に案内されるスライダー５０が配設されている。この案内部材４９は、回転チャンバー９１内においてこの回転チャンバー９１に固定されたブラケット４８に支持されている。また、カム板４４には、このカム板４４を下方に付勢するバネ５１が付設されている。
【００５９】
一方、固定チャンバー９２内には、エアシリンダ５２の作用により昇降する第２昇降部材４７が、第１昇降部材４０と対向配置された状態で配設されている。この第２昇降部材４７の上面には、第１昇降部材４０の下面に付設された磁石４５と反発する特性を有する磁石４６が配設されている。なお、この第２昇降部材４７は、第１実施形態に係る第２昇降板３２や第２実施形態に係る第２昇降板３７と同様、図１に示すエアシリンダ６６と同様の、図示を省略したストッパを有するエアシリンダと、エアシリンダ５２との作用により、上昇位置と、下降位置と、中間位置との間を昇降する。ここで、図９においては、円弧状の第２昇降部材４７を使用しているが、この第２昇降部材４７としては、エアシリンダ５２のシリンダロットと磁石４６とを連結しうるものであれば、任意の形状のものを採用することが可能である。
【００６０】
カム板４４に穿設された斜め方向を向く孔部４３には、回転軸４１に付設された軸４２の先端が係合している。このため、第１昇降部材４０が昇降した場合には、斜め方向を向く孔部４３および軸４２の作用により、回転軸４１がその軸心を中心に回転する。この回転軸４１の回転に伴い、第２チャック１２も、回転軸４１の軸心を中心として回動される。そして、第２チャック１２の回転角度位置は、第１昇降部材４０の高さ位置によって決定される。すなわち、この第２チャック１２は、第１、第２昇降部材４０、４７が上昇位置と、下降位置と、中間位置の間を往復移動することにより、チャック１１と同様、受渡位置と、保持位置と、中間位置との間を移動する。
【００６１】
この第２実施形態に係る基板保持装置を利用して半導体ウエハ１００の処理を行うときには、チャック１１と第２チャック１２とを同期して回動させることにより、上述した第１実施形態と同様の動作で半導体ウエハ１００の処理を実行することができる。特に、半導体ウエハ１００を処理液により処理する処理工程、および乾燥処理を行う工程においては、この第２チャック１２とチャック１１とを切り替えて保持位置に回動させることにより、チャック１１および第２チャック１２と、半導体ウエハ１００との当接部における処理液の滞留により処理ムラが発生することを効果的に防止することが可能となる。
【００６２】
なお、この第２実施形態に係る基板保持装置においては、第１昇降板３６に連結された完全に同期して回動する３個のチャック１１の作用により、略円形をなす半導体ウエハ１００の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ１００の中心を常に一定の位置に配置することができ、半導体ウエハ１００が偏心して保持されることを防止することが可能となる。そして、個別の第２開閉機構を備えた３個の第２チャック１２の作用により、半導体ウエハ１００の端縁の形状が真円となっていない場合においても、３個のチャック１１と３個の第２チャック１２の両方により、半導体ウエハ１００を確実に保持することが可能となる。
【００６３】
なお、上述した実施形態においては、チャック１１および第２チャック１２として、半導体ウエハ１００の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ１００の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部１３と、半導体ウエハ１００の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部１４とを備えたものを使用している。しかしながら、半導体ウエハ１００を支持する支持部と、半導体ウエハ１００をガイドして案内する案内部とを備え、回転軸２１から支持部の先端までの距離が回転軸２１から案内部の先端までの距離より大きい構成であれば、その他の形状のものを使用してもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態においては、半導体ウエハ１００を６個のチャックで保持する場合について説明したが、チャックは、少なくとも３個あればよい。また、このチャックを、例えば８個など、６個以上配設するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、上述した実施形態においては、チャック１１が軸２１を中心として回動し、第２チャック１２が軸４１を中心に回動する構成としているが、第１チャック１１および第２チャック１２を、半導体ウエハ１００の中心に対して、近接または離隔する方向に移動する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０      処理液供給ノズル
１１      チャック
１２      第２チャック
１３      支持部
１４      案内部
２１      回転軸
２２      軸
２３      孔部
２４      カム板
２５      連結部材
３１      第１昇降板
３２      第２昇降板
３３      磁石
３４      磁石
３５      バネ
３６      第１昇降板
３７      第２昇降板
３８      磁石
３９      磁石
４０      第１昇降部材
４１      回転軸
４２      軸
４３      孔部
４４      カム板
４５      磁石
４６      磁石
４７      第２昇降部材
４９      案内部材
５０      スライダー
５１      バネ
６１      モータ
６２      エアシリンダ
６３      スライダー
６４      案内部材
６６      エアシリンダ
６７      ストッパ
８０      制御部
９１      回転チャンバー
９２      固定チャンバー
１００    半導体ウエハ
【図１】
2014146747.tif 000003
【図２】
2014146747.tif 000004
【図３】
2014146747.tif 000005
【図４】
2014146747.tif 000006
【図５】
2014146747.tif 000007
【図６】
2014146747.tif 000008
【図７】
2014146747.tif 000009
【図８】
2014146747.tif 000010
【図９】
2014146747.tif 000011