(57)【要約】【課題】設計および製造上の困難を伴うことなく、基板の回転速度に依存しない一定の保持力で基板を保持すること。【解決手段】基板処理装置は、基板保持部材７ａが基板Ｗの周端面に当接する閉位置と、基板当接部材７ａが基板Ｗの周端面から離間する開位置との間で回動可能な回動部材２８と、回動部材２８に接触して回動部材２８を開位置に規制する規制位置と、回動部材２８から離間する解除位置との間で変位可能な移動部材２９とを含む。回動部材２８が閉位置に位置するとき、回動部材２８の重心Ｇは、回転ベース６の回転軸線Ｌ１と、この軸線Ｌ１と平行になるように設定された開閉軸線Ｌ２とを通る平面内に位置している。そのため、基板Ｗの回転速度等によらずに、基板当接部３４は一定の押し付け力で基板Ｗの周端面に押し付けられ、それによって、基板Ｗが安定に保持される。【選択図】図７
2014045029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線まわりに回転可能な回転ベースと、
前記回転ベースを前記回転軸線まわりに回転させる回転手段と、
前記回転ベースに設けられ、基板の周端面に当接する基板当接部を有する基板保持部材と、
前記回転ベースの周縁部に前記回転軸線と平行に設定された開閉軸線まわりに前記基板保持部材とともに回動可能であるように前記回転ベースに設けられ、前記基板当接部が基板の周端面に当接する閉位置と前記基板当接部が基板の周端面から離間する開位置との間で回動し、前記閉位置に位置している状態で前記回転軸線と前記開閉軸線とを通る平面内に重心が位置する回動部材と、
前記回転ベースに設けられ、前記回動部材を前記閉位置に向けて付勢する回動部材付勢手段と、
前記回転ベースに設けられ、前記回動部材に接触して当該回動部材を前記開位置に規制する規制位置と、前記回動部材の規制を解いて当該回動部材から離間した解除位置との間で変位する移動部材を有し、前記回転ベースの回転によって生じる遠心力によって前記規制位置から前記解除位置へと前記移動部材が移動する規制機構とを含む、基板回転保持装置。
【請求項２】
前記規制機構は、前記移動部材を前記規制位置に向けて付勢する移動部材付勢手段を含む、請求項１に記載の基板保持回転装置。
【請求項３】
前記規制機構は、前記回転ベースの回転によって生じる遠心力による前記移動部材の移動を前記解除位置で規制するストッパをさらに含む、請求項２に記載の基板保持回転装置。
【請求項４】
前記移動部材は、前記規制位置と前記解除位置との間で前記回転ベースの回転半径方向に沿ってスライド可能なスライド部材を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
【請求項５】
前記移動部材は、前記規制位置と前記解除位置との間で、所定の回動軸線まわりに回動するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
【請求項６】
前記回動部材は、前記閉位置にあるときに、前記回転軸線と前記開閉軸線とを含む平面に対して対称な形状を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
【請求項７】
前記回動部材は、前記回転ベースの回転方向に沿って前記開閉軸線の両側に延びた一対の腕部を有し、前記一対の腕部が、前記回動部材が閉位置にあるときに、前記回転軸線と前記開閉軸線とを含む平面に対して対称になる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板保持回転装置と、
前記基板保持回転装置に保持された基板に処理流体を供給する処理流体供給手段とを含む、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を保持して回転させる基板回転保持装置、およびそれを備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、基板を保持して回転させるスピンチャックを開示している。このスピンチャックは、スピンベースと、スピンベースに設けられた複数の基板保持部とを備えている。
基板保持部は、鉛直軸まわりに回動可能な回動部材と、この回動部材に結合された保持アームと、保持アームの先端に設けられた保持部と、回動部材に結合された揺動部材とを有している。回動部材が回動することによって、保持部が変位する。これにより、保持部が、基板の外周端縁に当接したり、基板の外周端縁から離間したりする。
【０００３】
揺動部材は、リンク部材に結合されている。リンク部材は、スピンベースの回転軸に挿通された駆動軸に結合されている。この駆動軸は、コイルバネによって、一方の回転方向に付勢されている。この付勢力は、駆動軸、リンク部材および揺動部材によって回動部材に伝達され、保持アームの先端の保持部を基板の外周端縁に押し付けるように作用する。
スピンベースの回転時には、リンク部材等に働く遠心力と、保持アーム等に働く遠心力とのために、回動部材の回転が生じず、したがって、基板のサイズ、回転数にかかわらず、コイルバネによる付勢力に応じた力で保持部が基板の外周端縁を押圧付勢する、と説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４６５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の構成では、回動部材の回動軸線まわりのモーメントが釣り合うように、保持アーム、保持部、揺動部材、リンク部材等の多数の部材の設計（とくに重量の設計）を行う必要がある。そのうえ、それらの多数の部材を高精度に加工して調整しなければ、回動部材の回動軸線まわりのモーメントを零にすることができない。よって、設計上の困難が伴う上に、生産コストが嵩む課題がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、設計および製造上の困難を伴うことなく、基板の回転速度に依存しない一定の保持力で基板を保持することができる基板保持回転装置、およびそれを備えた基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、回転軸線まわりに回転可能な回転ベース（６）と、前記回転ベースを前記回転軸線まわりに回転させる回転手段（９）と、前記回転ベースに設けられ、基板（Ｗ）の周端面に当接する基板当接部を有する基板保持部材（７，７ａ，７ｂ）と、前記回転ベースの周縁部に前記回転軸線と平行に設定された開閉軸線まわりに前記基板保持部材とともに回動可能であるように前記回転ベースに設けられ、前記基板当接部が基板の周端面に当接する閉位置と前記基板当接部が基板の周端面から離間する開位置との間で回動し、前記閉位置に位置している状態で前記回転軸線と前記開閉軸線とを通る平面内に重心が位置する回動部材（２８，６３，７３）と、前記回転ベースに設けられ、前記回動部材を前記閉位置に向けて付勢する回動部材付勢手段（３９，６９，７７）と、前記回転ベースに設けられ、前記回動部材に接触して当該回動部材を前記開位置に規制する規制位置と、前記回動部材の規制を解いて当該回動部材から離間した解除位置との間で変位する移動部材（２９，７４，９３）を有し、前記回転ベースの回転によって生じる遠心力によって前記規制位置から前記解除位置へと前記移動部材が移動する規制機構（３１，８３，１００）とを含む、基板回転保持装置（２）である。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が、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【０００８】
回転ベースの回転が停止しているとき、回転ベースに備えられた各部に遠心力は働かない。このとき、規制機構の移動部材は規制位置にあって、回動部材を開位置に規制する。すなわち、規制機構は、回動部材付勢手段の付勢力に抗して回動部材を開位置に規制する。それによって、回動部材とともに回動する基板保持部材は、その基板当接部が基板の周端面から離間した解除状態となり、基板の保持を解除している。
【０００９】
一方、回転ベースが回転しているとき、規制部材の移動部材は遠心力によって解除位置へと移動し、回動部材から離間する。これにより、回動部材は、回動部材付勢手段の付勢力によって閉位置へと導かれる。それによって、基板保持部材は、その基板当接部が基板の周端面に当接した保持状態となる。回動部材が閉位置に位置するとき、その重心は、回動部材の開閉軸線と回転ベースの回転軸線とを含む平面内に位置している。そのため、回動部材に働く遠心力は、開閉軸線まわりのモーメントを生じさせない。しかも、規制機構の移動部材は回動部材から離間している。よって、回動部材に働く開閉軸線まわりのモーメントは、回動部材付勢手段の付勢力に由来するモーメントのみとなる。そのため、基板の回転速度等によらずに、基板当接部は一定の押し付け力で基板の周端面に押し付けられ、それによって、基板が安定に保持される。基板当接部の押し付け力が一定であることによって、基板を確実に保持でき、かつ基板に損傷を与えることを回避できる。
【００１０】
一方、回転ベースが回転しているときには、移動部材が回動部材から離間しているので、移動部材に働く遠心力は、回動部材に作用しない。そのため、専ら回転部材の重心位置に関する設計を行えば、基板当接部の一定の押し付け力を達成できるから、設計および製造が容易であり、それに応じて、コストを低減できる。
請求項２に記載の発明は、前記規制機構は、前記移動部材を前記規制位置に向けて付勢する移動部材付勢手段（４６，８０，９７）を含む、請求項１に記載の基板回転保持装置である。
【００１１】
この構成によれば、回転ベースの回転停止時には、移動部材を確実に規制位置に配置して、回動部材を開位置に規制できる。
移動部材付勢手段の付勢力は、回転ベースの回転時に生じる遠心力によって、移動部材が、当該移動部材付勢手段の付勢力に抗して規制位置から解除位置へと移動するように設計されることが好ましい。
【００１２】
また、移動部材付勢手段の付勢力、およびその付勢力の回動部材に対する作用点は、回転ベースの停止時に、回動部材付勢手段の付勢力に抗して、前記移動部材を前記規制位置に導くことができるように設計されることが好ましい。
請求項３に記載の発明は、前記規制機構は、前記回転ベースの回転によって生じる遠心力による前記移動部材の移動を前記解除位置で規制するストッパ（４１，８１，９８）をさらに含む、請求項２に記載の基板保持回転装置である。
【００１３】
この構成によれば、ストッパ（第１ストッパ）によって移動部材を解除位置で規制できるので、移動部材付勢手段の付勢力が弱くても、移動部材の移動を規制できる。したがって、移動部材付勢手段の付勢力を弱くして、比較的低い回転速度で回転ベースが回転しているときであっても移動部材を解除位置まで移動させるように設計できる。
前記規制機構は、前記移動部材付勢手段の付勢力による前記移動部材の移動を前記規制位置で規制する第２ストッパ（４２，８２，９９）をさらに含むことが好ましい。この構成によれば、第２ストッパによって移動部材を規制位置で規制できるので、回動部材の開位置を正確に規定できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記移動部材が、前記規制位置と前記解除位置との間で前記回転ベースの回転半径方向に沿ってスライド可能なスライド部材（２９）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。
スライド部材は、遠心力が働く方向である回転ベースの回転半径方向に沿ってスライドするので、遠心力を効率的に利用できる。そのため、回転ベースが回転し始めると、移動部材を速やかに解除位置へと移動させ、基板を基板保持部材によって保持させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記移動部材が、前記規制位置と前記解除位置との間で、所定の回動軸線（Ｌ３）まわりに回動するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。
この構成によれば、移動部材が所定の回動軸線まわりに回動することによって、規制位置と解除位置との間で変位する。このような構成は、移動部材が回転ベース上でスライド移動する構成に比較して構造が簡単である。加えて、スライド移動する構成に比較して、摺動部が少なく、それに応じて、パーティクル対策が容易である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記回動部材が、前記閉位置にあるときに、前記回転軸線と前記開閉軸線とを含む平面に対して対称な形状を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。
この構成によれば、回動部材が対称な形状を有しているので、閉位置における重心位置を回転ベースの回転軸線と回動部材の開閉軸線とを通る平面内に配置するための設計が容易である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記回動部材が、回転ベースの回転方向に沿って前記開閉軸線の両側に延びた一対の腕部（２８ｂ，２８ｃ）を有し、前記一対の腕部が、前記回動部材が閉位置にあるときに、前記回転軸線と前記開閉軸線とを含む平面に対して対称になる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。
この構成によれば、回転ベースの回転時に、一対の腕部に遠心力が対称に作用し、遠心力による回動部材の開閉軸線まわりのモーメントを零に保つ。また、一対の腕部が回転ベースの回転方向に沿っているので、回動部材の重心を開閉軸線に近づける設計が可能である。これにより、回動部材に働くモーメントを零にするための設計および加工が一層容易になる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板保持回転装置と、前記基板保持回転装置に保持された基板に処理流体を供給する処理流体供給手段（３）とを含む、基板処理装置である。
この構成によれば、回転速度によらずに基板を一定の保持力で保持できるので、基板の破損等を生じることなく、処理流体による基板の処理を良好に行うことができる。しかも、基板の保持力を一定に保つための構成の設計および製造が容易であるので、基板処理装置のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理室内の構成を水平に見た模式図である。
【図２】図２は、スピンチャックの模式的な平面図である。
【図３】図３は、スピンベースが回転していない状態の基板保持部材回動機構を示す模式的な平面図である。
【図４】図４は、図３に示す矢印ＩＶの方向に基板保持部材および回動部材を見た模式図である。
【図５】図５は、図３に示す矢印Ｖの方向に移動部材を見た模式図である。
【図６】図６は、スピンベースが停止しているときの基板保持部材回動機構の状態を示す模式的な平面図である。
【図７】図７は、スピンベースが回転しているときの基板保持部材回動機構の状態を示す模式的な平面図である。
【図８】図８は、基板処理装置によって行われる基板の処理の一例について説明するための工程図である。
【図９】図９は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置の基板保持部材回動機構の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図１０】図１０は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置の基板保持部材回動機構の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図１１】図１１は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の基板保持部材回動機構の概略構成を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理室４内の構成を水平に見た模式図である。図２は、スピンチャック２の模式的な平面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。図１に示すように、基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転させるスピンチャック２（基板回転保持手段）と、処理液や処理ガスなどの処理流体を基板Ｗに供給する処理流体供給機構３（処理流体供給手段）とを含む。スピンチャック２は、図示しない隔壁によって区画された処理室４内に収容されている。
【００２１】
図１に示すように、スピンチャック２は、鉛直に延びる筒状の回転軸５と、回転軸５の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース６と、スピンベース６の上方で基板Ｗを水平方向に挟む複数の基板保持部材７とを含む。スピンチャック２は、さらに、回転軸線Ｌ１と平行な軸線（後述する開閉軸線Ｌ２）まわりに複数の基板保持部材７を回動させる複数の基板保持部材回動機構８と、回転軸５を回転させることによりスピンベース６および基板保持部材７を回転軸線Ｌ１まわりに一体回転させる回転モータ９（回転手段）と、スピンベース６の上方で基板Ｗを水平な姿勢で支持する複数の水平支持ピン１０とを含む。
【００２２】
スピンチャック２は、複数のチャックピンとしての複数の基板保持部材７で基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックである。図２に示すように、この実施形態では、４つの基板保持部材７（７ａ，７ｂ）が、スピンチャック２に設けられている。４つの基板保持部材７のうち、２つの基板保持部材７ａは、スピンベース６に対して移動可能な可動ピンであり、残りの２つの基板保持部材７ｂは、スピンベース６に固定された固定ピンである。２つの基板保持部材７ａは、それぞれ、２つの基板保持部材回動機構８に接続されている。
【００２３】
図２に示すように、４つの基板保持部材７は、スピンベース６の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されている。同様に、４つの水平支持ピン１０は、スピンベース６の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されている。４つの水平支持ピン１０は、４つの基板保持部材７よりも内側（回転軸線Ｌ１側）に配置されている。４つの水平支持ピン１０は、それぞれ、４つの基板保持部材７に対応している。水平支持ピン１０は、対応する基板保持部材７の近傍に配置されている。水平支持ピン１０は、半球状の先端部（上端部）を含む。
【００２４】
基板処理装置１の制御装置は、基板搬送ロボット（図示せず）によって、基板Ｗを複数の水平支持ピン１０上に載置させる。基板Ｗは、水平支持ピン１０の先端部と基板Ｗの下面周縁部との点接触によって、スピンベース６の上方の受け渡し高さで水平な姿勢で支持される。基板Ｗが複数の水平支持ピン１０に支持されている状態で、２つの基板保持部材７ａが基板Ｗ側に回動すると、全ての基板保持部材７が基板Ｗの周縁部に当接し、基板Ｗが複数の基板保持部材７によって持ち上げられる。これにより、図１に示すように、基板Ｗの下面が、複数の水平支持ピン１０から離れ、受け渡し高さよりも上方の処理高さ（図１に示す基板Ｗの高さ）で基板Ｗが水平に保持される。
【００２５】
図１に示すように、処理流体供給機構３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給する上面処理液供給機構１１を含む。上面処理液供給機構１１は、薬液ノズル１２と、第１薬液供給配管１３と、第１薬液バルブ１４とを含む。さらに、上面処理液供給機構１１は、リンス液ノズル１５と、第１リンス液供給配管１６と、第１リンス液バルブ１７とを含む。第１薬液供給配管１３は、薬液ノズル１２に接続されている。第１薬液バルブ１４は、第１薬液供給配管１３に介装されている。また、第１リンス液供給配管１６は、リンス液ノズル１５に接続されている。第１リンス液バルブ１７は、第１リンス液供給配管１６に介装されている。
【００２６】
第１薬液バルブ１４が開かれると、第１薬液供給配管１３から薬液ノズル１２に薬液が供給される。また、第１薬液バルブ１４が閉じられると、第１薬液供給配管１３から薬液ノズル１２への薬液の供給が停止される。薬液ノズル１２から吐出された薬液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。同様に、第１リンス液バルブ１７が開かれると、第１リンス液供給配管１６からリンス液ノズル１５にリンス液が供給される。また、第１リンス液バルブ１７が閉じられると、第１リンス液供給配管１６からリンス液ノズル１５へのリンス液の供給が停止される。リンス液ノズル１５から吐出されたリンス液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。
【００２７】
図１に示すように、処理流体供給機構３は、さらに、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に処理液を供給する下面処理液供給機構１８を含む。下面処理液供給機構１８は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に向けて処理液を吐出する下面ノズル１９と、回転軸５内で上下に延びる第１処理液供給配管２０と、第１処理液供給配管２０に連結された第２処理液供給配管２１とを含む。さらに、下面処理液供給機構１８は、第２処理液供給配管２１に連結された第２薬液供給配管２２および第２リンス液供給配管２３と、第２薬液供給配管２２に介装された第２薬液バルブ２４と、第２リンス液供給配管２３に介装された第２リンス液バルブ２５とを含む。
【００２８】
図１に示すように、下面ノズル１９は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に対向する対向部２６を含む。対向部２６は、スピンベース６より上方に配置されている。図２に示すように、対向部２６は、たとえば、水平面に沿って配置された円板状である。対向部２６は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する処理液吐出口２７を含む。
【００２９】
第２薬液バルブ２４が開かれると、第２処理液供給配管２１を介して、第１処理液供給配管２０から下面ノズル１９に薬液が供給される。また、第２薬液バルブ２４が閉じられると、下面ノズル１９への薬液の供給が停止される。下面ノズル１９に供給された薬液は、処理液吐出口２７から上方に吐出される。これにより、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に薬液が供給される。同様に、第２リンス液バルブ２５が開かれると、第２処理液供給配管２１を介して、第１処理液供給配管２０から下面ノズル１９にリンス液が供給される。また、第２リンス液バルブ２５が閉じられると、下面ノズル１９へのリンス液の供給が停止される。下面ノズル１９に供給されたリンス液は、処理液吐出口２７から上方に吐出され、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に供給される。
【００３０】
処理流体供給機構３から基板Ｗに供給される薬液としては、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、ＢＨＦ（Buffered Hydrogen Fluoride：バッファードフッ酸）、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえばＴＭＡＨ：テトラチメルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうち少なくとも１つを含む液を例示することができる。また、処理流体供給機構３から基板Ｗに供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００３１】
図３は、スピンベース６が回転していない状態の基板保持部材回動機構８を示す模式的な平面図である。図４は、図３に示す矢印ＩＶの方向に基板保持部材７ａおよび回動部材２８を見た模式図である。図５は、図３に示す矢印Ｖの方向に移動部材２９を見た模式図である。
図３に示すように、基板保持部材回動機構８は、スピンベース６の回転軸線Ｌ１と平行な開閉軸線Ｌ２まわりに回動可能な回動部材２８と、開閉軸線Ｌ２まわりのモーメントを回動部材２８に与える第１弾性部材３０と、回動部材２８の回動を規制する規制機構３１とを含む。回動部材２８、第１弾性部材３０、および規制機構３１は、スピンベース６の内部に配置されている。第１弾性部材３０は、引張コイルバネである。第１弾性部材３０は、引張コイルバネに限らず、樹脂やゴムなどの弾性体であってもよい。
【００３２】
回動部材２８は、基板保持部材７ａと共に開閉軸線Ｌ２まわりに回動する。図３に示すように、回動部材２８は、基板保持部材７ａが基板Ｗの周端面に当接する閉位置（二点鎖線の位置）と、基板保持部材７ａが基板Ｗの周端面から離間する開位置（実線の位置）との間で回動可能である。回動部材２８は、回動部材２８が閉位置に位置する状態で、回転軸線Ｌ１と開閉軸線Ｌ２とを含む平面に対して対称なＹ字状に形成されている。
【００３３】
図４に示すように、回動部材２８は、基板保持部材７ａよりも下方に配置されている。基板保持部材７ａは、スピンベース６の周縁部に配置された保持ベース３２から上方に延びている。同様に、基板保持部材７ａに対応する水平支持ピン１０は、共通の保持ベース３２から上方に延びている。水平支持ピン１０は、開閉軸線Ｌ２上に配置されている。保持ベース３２は、スピンベース６の上面から上方に突出している。保持ベース３２は、スピンベース６に対して開閉軸線Ｌ２まわりに回転可能である。保持ベース３２とスピンベース６との間は、シール３３によって密閉されている。
【００３４】
図４に示すように、基板保持部材７ａは、柱状に形成されており、スピンベース６の回転軸線Ｌ１側に開いた側面視Ｖ字状の基板当接部３４を有している。基板保持部材７ａは、保持ベース３２の回動に伴い、基板当接部３４が基板Ｗの周端面に当接する閉位置（図４に示す位置）と、基板Ｗの周端面が基板当接部３４から離間する開位置との間で、開閉軸線Ｌ２まわりに回動する。基板保持部材７ａが開位置から閉位置に回動すると、水平支持ピン１０上に載置された基板Ｗは、その周端面が基板当接部３４の下側傾斜面３４ａによって案内されながら、基板受け渡し高さから処理高さへとせり上がる。そして、基板保持部材７ａが閉位置に達したとき、基板Ｗは、基板当接部３４に入り込み、その周縁部が基板当接部３４の上側傾斜面３４ｂと下側傾斜面３４ａとに挟まれることにより、水平に保持される。図示しないが、基板保持部材７ｂも基板保持部材７ａと同様の形状を有している。
【００３５】
図４に示すように、回動部材２８は、基板保持部材７ａの下方に配置された凸部２８ａを含む。凸部２８ａは、開閉軸線Ｌ２に沿って保持ベース３２から下方に延びるシャフト３５に連結されている。シャフト３５の下端部は、スピンベース６の内部に配置されたシャフト保持部３６に軸受３７を介して保持されている。シャフト３５は、スピンベース６に対して開閉軸線Ｌ２まわりに回転可能である。開閉軸線Ｌ２まわりの回動部材２８の回動は、シャフト３５および保持ベース３２を介して、基板保持部材７ａに伝達される。これにより、回動部材２８および基板保持部材７ａが開閉軸線Ｌ２まわりに一体的に回動する。
【００３６】
図３に示すように、回動部材２８は、凸部２８ａから回転軸線Ｌ１に向かって広がるＶ字状の一対の腕部２８ｂ，２８ｃを有している。一対の腕部２８ｂ，２８ｃは、開閉軸線Ｌ２の両側に配置されている。一対の腕部２８ｂ，２８ｃは、スピンベース６の回転方向に沿って延びている。腕部２８ｂ，２８ｃのそれぞれの付け根部分には、大きさが互いに等しい溝部２８ｄ，２８ｅが形成されている。溝部２８ｄ，２８ｅは、回動部材２８を二等分する平面に関して対称な位置に配置されている。これにより、回動部材２８の重心の位置が調整されている。
【００３７】
図３に示すように、第１弾性部材３０は、回動部材２８と、回動部材２８の内側に配置された第１弾性部材支持部３８との間に配置されている。第１弾性部材支持部３８は、スピンベース６に固定されている。第１弾性部材３０は、回動部材２８から第１弾性部材支持部３８に延びている。第１弾性部材３０の外端部は、一方の腕部２８ｂの付け根部分に形成された溝部２８ｄに取り付けられており、第１弾性部材３０の内端部は、第１弾性部材支持部３８に取り付けられている。回動部材２８の一方の腕部２８ｂは、第１弾性部材３０の復元力によって内側に引っ張られている。つまり、回動部材２８の腕部２８ｂは、第１弾性部材３０によりスピンベース６の内方に向けて付勢されている。第１弾性部材３０および第１弾性部材支持部３８は、回動部材２８を付勢する回動部材付勢機構３９を構成している。
【００３８】
図３に示すように、規制機構３１は、スピンベース６が回転していないときに、回動部材付勢機構３９の付勢力に抗して回動部材２８を開位置に位置させるように構成されている。規制機構３１は、回動部材２８に接触する規制位置（実線の位置）と回動部材２８から離れる解除位置（二点鎖線の位置）との間で移動可能な移動部材２９を含む。規制機構３１は、さらに、移動部材２９を規制位置に向けて付勢する第２弾性部材４０と、移動部材２９を解除位置で停止させる第１ストッパ４１と、移動部材２９を規制位置で停止させる第２ストッパ４２とを含む。第２弾性部材４０は、引張コイルバネである。第２弾性部材４０は、引張コイルバネに限らず、樹脂やゴムなどの弾性体であってもよい。
【００３９】
移動部材２９は、規制位置と解除位置との間でスピンベース６の回転半径方向に沿ってスライド可能なスライド部材によって構成されている。図５に示すように、規制機構３１は、移動部材２９に固定されたブロック４３と、スピンベース６に固定されたレール４４とを含む。ブロック４３およびレール４４は、移動部材２９の下方に配置されている。ブロック４３は、下向きに開いた凹部を形成している。レール４４の上端部は、ブロック４３の凹部内に配置されている。レール４４は、スピンベース６の回転半径方向に延びている。ブロック４３は、レール４４によって回転半径方向に案内される。したがって、移動部材２９は、遠心力が働く方向である回転半径方向にスピンベース６に対して移動可能である。
【００４０】
移動部材２９は、たとえば、回動部材２８と同一平面上に配置されている。図３に示すように、移動部材２９は、凹部２９ａ、凸部２９ｂ、および突出部２９ｃを含む。回動部材２８の腕部２８ｃは、凹部２９ａ内に配置されている。凸部２９ｂは、回転半径方向に関して、第１ストッパ４１および第２ストッパ４２の間に配置されている。突出部２９ｃは、スピンベース６の回転方向に関して、凸部２９ｂとは反対側に配置されている。突出部２９ｃには、第２弾性部材４０を接続するための溝部２９ｄが形成されている。
【００４１】
図３に示すように、第２弾性部材４０は、突出部２９ｃと、突出部２９ｃの内側に配置された第２弾性部材支持部４５との間に配置されている。突出部２９ｃと第２弾性部材支持部４５とは、移動部材２９の移動方向と平行な直線上に配置されている。第２弾性部材支持部４５は、スピンベース６に固定されている。第２弾性部材４０は、突出部２９ｃから第２弾性部材支持部４５に延びている。第２弾性部材４０の外端部は、突出部２９ｃに形成された溝部２９ｄに取り付けられており、第２弾性部材４０の内端部は、第２弾性部材支持部４５に取り付けられている。移動部材２９は、第２弾性部材４０の復元力によって内側に引っ張られている。つまり、移動部材２９は、第２弾性部材４０によりスピンベース６の内方に向けて付勢されている。第２弾性部材４０および第２弾性部材支持部４５は、移動部材２９を付勢する移動部材付勢機構４６を構成している。
【００４２】
第１ストッパ４１は、凸部２９ｂの外側（回転軸線Ｌ１とは反対側）に配置されている。第２ストッパ４２は、凸部２９ｂの内側（回転軸線Ｌ１側）に配置されている。移動部材２９は、第１ストッパ４１によって解除位置で規制される。そのため、移動部材付勢機構４６の付勢力が弱くても、移動部材２９の移動を規制できる。したがって、移動部材付勢機構４６の付勢力を弱くして、比較的低い回転速度でスピンベース６が回転しているときであっても移動部材２９を解除位置まで移動させることができる。また、移動部材２９は、第２ストッパ４２によって規制位置で規制される。そのため、回動部材２８の開位置を正確に規定できる。
【００４３】
図６は、スピンベース６が停止しているときの基板保持部材回動機構８の状態を示す模式的な平面図である。図７は、スピンベース６が回転しているときの基板保持部材回動機構８の状態を示す模式的な平面図である。
図６に示すように、スピンベース６が停止している状態では、（回動部材付勢機構３９の付勢力）×（開閉軸線Ｌ２から第１作用点４７までの長さ）で表される第１モーメント４８が、回動部材２８に加わっている。さらに、この状態では、（移動部材付勢機構４６の付勢力）×（開閉軸線Ｌ２から第２作用点４９までの長さ）で表される第２モーメント５０が回動部材２８に加わっている。第１モーメント４８と第２モーメント５０とは、方向が互いに反対の開閉軸線Ｌ２まわりのモーメントである。スピンベース６が停止している状態では、第１モーメント４８＜第２モーメント５０の関係が成立している。そのため、この状態では、回動部材２８は、開位置に保持される。
【００４４】
一方、スピンベース６が回転している状態では、遠心力５１（図６参照）が移動部材２９に加わる。すなわち、第２弾性部材４０が移動部材２９を引っ張る力とは反対の方向の力（遠心力５１）が移動部材２９に加わる。そのため、スピンベース６が停止しているときよりも、第２モーメント５０が小さくなる。スピンベース６の回転速度が高まり、遠心力５１が移動部材付勢機構４６の付勢力を上回ると、移動部材２９が外方に移動し始める。それに伴って、第１モーメント４８と第２モーメント５０との大小関係が逆転し（第１モーメント４８＞第２モーメント５０の関係が成立し）、回動部材２８が閉位置側に回動し始める。そして、図７に示すように、移動部材２９が回動部材２８から離れ、解除位置に移動する。その一方で、回動部材２８は、閉位置に移動する。
【００４５】
図７に示すように、回動部材２８が閉位置に位置している状態では、回動部材２８の重心Ｇが回転軸線Ｌ１と開閉軸線Ｌ２とを通る平面内に位置している。そのため、回動部材２８に働く遠心力は、開閉軸線Ｌ２まわりのモーメントを生じさせない。しかも、移動部材２９は、回動部材２８から離間している。よって、回動部材２８に働く開閉軸線Ｌ２まわりのモーメントは、回動部材付勢機構３９の付勢力に由来するモーメントのみとなる。そのため、基板Ｗの回転速度等によらずに、基板保持部材７ａは一定の押し付け力で基板Ｗの周端面に押し付けられ、それによって、基板Ｗが安定に保持される。したがって、基板Ｗの回転速度等によらずに、基板保持部材７ａは一定の押し付け力で基板Ｗの周端面に押し付けられる。
【００４６】
図８は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。以下では、図１および図３を参照する。図８については適宜参照する。
処理対象の基板Ｗは、基板搬送ロボットからスピンチャック２に渡される（図８の基板搬入工程）。このとき、スピンチャック２は回転停止状態に制御されており、全ての基板保持部材７は解除位置にある。よって、基板Ｗは、複数の水平支持ピン１０に水平に載置されることになる。その後、基板搬送ロボットが退避する。
【００４７】
この状態で、回転モータ９が駆動され、スピンベース６が回転軸線Ｌ１まわりに回転を始める（図８の基板回転開始）。スピンベース６の回転に伴い、基板保持部材回動機構８に設けられた移動部材２９は、遠心力によって規制位置から解除位置へと変位する。これに伴い、回動部材２８および基板保持部材７ａは、開位置から閉位置に向けて回動する。スピンベース６が所定の液処理速度に達すると、基板Ｗは、水平支持ピン１０から上方へと離間して、複数の基板保持部材７の基板当接部３４（図４参照）に入り込み、それによって一定の押付圧で水平に挟持される。
【００４８】
さらに、薬液バルブ１４，２４が開かれることにより、薬液ノズル１２および処理液吐出口２７から基板Ｗの上面および下面にそれぞれ薬液が供給される。供給された薬液は、遠心力によって基板Ｗの上面および下面の全域に拡がり、その化学的作用によって基板全面を処理する（図８の薬液処理工程）。
所定の薬液処理時間にわたって薬液が供給された後、薬液バルブ１４，２４が閉じられ、薬液の供給が停止される。代わって、リンス液バルブ１７，２５が開かれることによって、リンス液ノズル１５および処理液吐出口２７から基板Ｗの上面および下面にそれぞれリンス液が供給される。供給されたリンス液は、遠心力によって基板Ｗの上面および下面の全域に拡がり、基板全面の薬液を置換して洗い流す（図８のリンス工程）。
【００４９】
所定のリンス処理時間にわたってリンス液が供給された後、リンス液バルブ１７，２５が閉じられ、リンス液の供給が停止される。次いで、スピンベース６の回転速度が、液処理速度からそれよりも高速な乾燥速度まで加速される。基板Ｗに付着している液体は、基板Ｗの高速回転によってその周囲に振り切られる。このようにして、乾燥工程（スピンドライ）が実行され、基板Ｗが乾燥する。
【００５０】
所定の乾燥処理時間にわたってスピンドライ（図８の乾燥工程）が実行された後、回転モータ９が停止される（図８の基板回転停止）。そのため、移動部材２９に加わる遠心力が無くなり、移動部材２９が解除位置から規制位置へと変位する。これに伴い、回動部材２８および基板保持部材７ａは、閉位置から開位置に回動する。そのため、基板Ｗの挟持が解かれ、基板Ｗは保持ベース３２の水平支持ピン１０上に載置される。この状態で、基板搬送ロボットは、スピンチャック２から処理済みの基板Ｗを搬出する（図８の基板搬出工程）。
【００５１】
以上のように、この実施形態によれば、基板当接部３４は一定の押し付け力で基板Ｗの周端面に押し付けられ、それによって、基板Ｗが安定に保持される。したがって、基板当接部３４の押し付け力が一定であることによって、基板Ｗを確実に保持でき、かつ基板Ｗに損傷を与えることを回避できる。また、回動部材２８が対称な形状を有しているので、閉位置における重心の位置をスピンベース６の回転軸線Ｌ１と回動部材２８の開閉軸線Ｌ２とを通る平面内に配置するための設計が容易である。
【００５２】
一方、スピンベース６が回転しているときには、移動部材２９が回動部材２８から離間しているので、移動部材２９に働く遠心力は、回動部材２８に作用しない。そのため、専ら回動部材２８の重心の位置に関する設計を行えば、基板当接部３４の一定の押し付け力を達成できるから、設計および製造が容易であり、それに応じて、コストを低減できる。
[第２実施形態]
図９は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置６１の基板保持部材回動機構６２の概略構成を示す模式的な平面図である。図９において、図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図９に係る基板保持部材回動機構６２は、前記第１実施形態とは異なり、円形状の回動部材６３を有している。回動部材６３は、基板保持部材７ａおよび移動部材２９の下方に配置されており、その周縁部は、基板保持部材７ａの下方に配置されたシャフト３５（図４参照）に接続されている。
また、回動部材６３の周縁部には、回動規制ピン６４と、バランスウェイト６５とが配置されている。回動規制ピン６４およびバランスウェイト６５は、たとえば、回動部材６３の中心に対して基板保持部材７ａとの成す角が±９０°になる位置にそれぞれ配置されている。回動規制ピン６４およびバランスウェイト６５は、平面視柱状に形成されている。
【００５４】
さらに、第１弾性部材６６の外端部は、回動部材６３の周縁部に形成された溝部６７に取り付けられている。具体的には、溝部６７とスピンベース６の回転軸線Ｌ１との間に第１弾性部材支持部６８が配置されており、これらの間に、第１弾性部材６６が張り渡らされている。第１弾性部材６６は、たとえば、引張コイルバネである。これにより、回動部材６３を付勢するための回動部材付勢機構６９が形成されている。つまり、回動部材６３は、回動部材付勢機構６９によりスピンベース６の内方に向けて付勢されている。
【００５５】
この構成によれば、回動部材６３の重心Ｇは、スピンベース６の回転軸線Ｌ１と平行になるように設定された開閉軸線Ｌ２を通る平面内に位置している。また、移動部材２９は、回動規制ピン６４に接触して回動部材６３を開位置に規制する規制位置と、回動規制ピン６４から離間して回動部材６３を閉位置に規制する解除位置との間で変位することができる。そのため、前記第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５６】
[第３実施形態]
図１０は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置７１の基板保持部材回動機構７２の概略構成を示す模式的な平面図である。図１０において、図１〜図９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第３実施形態に係る基板保持部材回動機構７２は、回動部材７３と、回動部材７３と同一平面上に配置された移動部材７４とを含む。回動部材７３は、一対の受け部７３ａ，７３ｂを有している。受け部７３ａ，７３ｂは、回動部材７３を二等分する鉛直面に対して対称となるように形成されている。回動部材７３の重心Ｇは、受け部７３ａ，７３ｂによって調整されている。
【００５７】
第１弾性部材７５の外端部は、回動部材７３に周縁部に形成された溝部７３ｃに取り付けられている。具体的には、溝部７３ｃとスピンベース６の回転軸線Ｌ１との間に第１弾性部材支持部７６が配置されており、これらの間に、第１弾性部材７５が張り渡らされている。第１弾性部材７５は、たとえば、引張コイルバネである。これにより、回動部材７３を付勢するための回動部材付勢機構７７が形成されている。つまり、回動部材７３はスピンベース６の内方に向けて付勢されている。
【００５８】
移動部材７４は、１つの腕部７４ａを有しており、腕部７４ａが回動部材７３の受け部７３ｂに入り込むように配置されている。移動部材７４には、第２弾性部材７８を接続するための溝部７４ｂが形成されている。具体的には、溝部７４ｂとスピンベース６の回転軸線Ｌ１とを結ぶ直線上に、第２弾性部材支持部７９が配置されており、これらの間において、第２弾性部材７８が張り渡らされている。第２弾性部材７８は、たとえば、引張コイルバネである。第２弾性部材７８および第２弾性部材支持部７９は、スピンベース６の回転軸線Ｌ１側に移動部材７４を付勢する移動部材付勢機構８０を構成している。つまり、移動部材７４は、移動部材付勢機構８０によりスピンベース６の回転軸線Ｌ１側に付勢されている。
【００５９】
また、移動部材７４は、第１ストッパ８１および第２ストッパ８２に挟まれるように配置されている。第１ストッパ８１は、移動部材７４を解除位置で停止させ、第２ストッパ８２は、移動部材７４を規制位置で停止させる。解除位置は、移動部材７４の腕部７４ａが回動部材７３の受け部７３ｂから離間して、回動部材７３が閉位置に配置される位置であり、規制位置は、移動部材７４の腕部７４ａが回動部材７３の受け部７３ｂに接触して、回動部材７３が開位置に配置される位置である。これらにより、規制機構８３が形成されている。つまり、規制機構８３は、スピンベース６が停止しているときに、回動部材付勢機構７７の付勢力に抗して回動部材７３を開位置に規制するように構成されている。
【００６０】
この構成によれば、回動部材７３の重心Ｇは、スピンベース６の回転軸線Ｌ１と平行になるように設定された開閉軸線Ｌ２とを通る平面内に位置している。また、移動部材７４は、回動部材７３の受け部７３ｂに接触して回動部材７３を開位置に規制する規制位置と、回動部材７３の受け部７３ｂから離間して閉位置に規制する解除位置との間で変位することができる。そのため、前記第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６１】
[第４実施形態]
図１１は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置９１の基板保持部材回動機構９２の概略構成を示す模式的な平面図である。図１１において、図１〜図１０に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
移動部材９３は、スピンベース６の回転軸線Ｌ１と平行に設定された回動軸線Ｌ３まわりに回動可能な移動部材回動軸９４と、移動部材回動軸９４から延びる平面視Ｖ字状の一対の腕部９３ａ，９３ｂとを有している。移動部材９３は、腕部９３ａ，９３ｂが回動部材２８の腕部２８ｃを挟むように配置されている。
【００６２】
移動部材９３の腕部９３ａには、第２弾性部材９５を接続するための溝部９３ｃが形成されている。具体的には、溝部９３ｃとスピンベース６の回転軸線Ｌ１とを結ぶ直線上に第２弾性部材支持部９６が配置されており、これらの間に、第２弾性部材９５が張り渡らされている。第２弾性部材９５は、たとえば、引張コイルバネである。これにより、移動部材９３を付勢するための移動部材付勢機構９７が形成されている。つまり、移動部材９３は、スピンベース６の回転軸線Ｌ１側に付勢されている。
【００６３】
また、移動部材９３の周辺には、第１ストッパ９８と第２ストッパ９９とが配置されている。これらにより、規制機構１００が形成されている。つまり、規制機構１００は、スピンベース６が停止しているときに、回動部材付勢機構３９の付勢力に抗して回動部材２８を開位置に規制するように構成されている。
この構成によれば、移動部材９３が回動軸線Ｌ３まわりに回動することによって、規制位置と解除位置との間で変位する。このような構成は、移動部材９３がスピンベース６上でスライド移動する構成に比較して構造が簡単である。加えて、スライド移動する構成に比較して、摺動部が少なく、それに応じて、パーティクル対策が容易である。
【００６４】
[その他の実施形態]
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第４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。
たとえば、第１〜第４実施形態では、４つの基板保持部材７がスピンチャック２に設けられている場合について説明したが、基板保持部材７の数は、４つに限らず、３つ以上であればよい。たとえば、６つの基板保持部材７が、スピンチャック２に設けられていてもよい。
【００６５】
また、回動部材２８，６３，７３は、第１〜第４実施形態に示した形状に限定されず、回動部材が閉位置に位置している状態でその重心がスピンベース６の回転軸線Ｌ１と開閉軸線Ｌ２と含む平面内に位置する形状であればどのような形状であってもよい。
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。
【符号の説明】
【００６６】
１        基板処理装置
３        処理流体供給機構
６        スピンベース
７        基板保持部材
９        回転モータ
２８      回動部材
２９      移動部材
３９      回動部材付勢機構
４１      第１ストッパ
３１      規制機構
４６      移動部材付勢機構
３４      基板当接部
４３      ブロック
６１      基板処理装置
６３      回動部材
６９      回動部材付勢機構
７１      基板処理装置
７３      回動部材
７４      移動部材
７７      回動部材付勢機構
８０      移動部材付勢機構
８１      第１ストッパ
８３      規制機構
９１      基板処理装置
９３      移動部材
９４      移動部材回動軸
９７      移動部材付勢機構
９８      第１ストッパ
１００    規制機構
Ｌ１      回転軸線
Ｌ２      開閉軸線
Ｌ３      回動軸線
Ｗ        基板
【図１】
2014045029.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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