(57)【要約】【課題】基板周縁部での応力集中を回避でき、かつ基板処理品質を向上できる基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック２を含む。スピンチャック２は、回転軸線Ｌ１まわりに回転されるスピンベース６と、スピンベース６上に設けられた複数の保持ベース７とを含む。各保持ベース７は、基板Ｗが保持される保持位置と基板Ｗの保持が解除される解除位置との間で変位可能である。保持ベース７には、固定ピン２８と可動ピン２９とが支持されている。固定ピン２８は、保持ベース７に対する相対位置が固定された固定当接部３２を有する。可動ピン２９は、保持ベース７に対して相対移動可能な可動当接部３３を有する。可動ピン２９は、付勢手段により、基板Ｗの周端面に向けて弾性的に付勢されている。【選択図】図２
2014045028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して処理液で処理する基板処理装置であって、
基板が保持される保持位置と基板の保持が解除される解除位置との間で変位可能な保持ベースと、
前記保持ベースに対する相対位置が固定された固定当接部を有し、前記保持ベースが前記保持位置にあるときに前記固定当接部が基板の周端面に当接し、前記保持ベースが前記解除位置にあるときに前記固定当接部が基板の周端面から離間するように前記保持ベースに支持された固定ピンと、
前記保持ベースに対して相対移動可能な可動当接部を有し、前記解除位置よりも前記保持位置に近い中間位置から前記保持位置までの当接範囲に前記保持ベースがあるときに前記可動当接部が基板の周端面に当接し、前記保持ベースが解除位置にあるときに前記可動当接部が基板の周端面から離間するように前記保持ベースに支持された可動ピンと、
前記当接範囲において前記可動当接部を基板の周端面に向けて弾性的に付勢する付勢手段と
を含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記可動ピンが前記保持ベースに対して相対移動可能に支持されており、
前記付勢手段が前記可動ピンと前記保持ベースとの間に配置された弾性部材を含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記可動ピンが前記保持ベースに固定された固定部を含み、
前記付勢手段が、前記固定部と前記可動当接部とを相対変位可能に結合する弾性結合部材を含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の周端面に接触するピンによって基板を保持し、その保持された基板を処理液で処理する基板処理装置に関する。処理の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(Field Emission Display)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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハのような基板を処理する基板処理装置の一例は、特許文献１に開示されている。この基板処理装置は、一枚の基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板に処理液を供給するノズルとを含む。スピンチャックは、スピンベースと、その周縁部近傍に等間隔で配置された３つの保持部材とを含む。各保持部材は、複数の保持ピンおよび水平支持ピンを上面に備え、スピンベースに回転自在に取り付けられた軸部を下面に有している。軸部は、スピンベースに内蔵された連動リンク機構によって、その軸線まわりに回動される。軸部の回動によって保持部材が回動し、それに応じて、一対の保持ピンが円弧状の軌道に沿って回動する。これにより、保持ピンを基板の周縁に対して接近または離間させることができ、基板を保持または解放できる。
【０００３】
一対の保持ピンが基板にそれぞれ当接して基板を保持する構造であるので、保持ピンから基板に加えられる応力が分散し、それによって、基板の破損を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５３２１０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、一対の保持ピンは、いずれも保持部材に対して固定されており、保持部材に対して相対移動しない。そのため、一対の保持ピンのいずれか一方のみが基板に当接し、他方の保持ピンは基板から離間した状態となるおそれがある。より具体的には、加工精度上の限界のために保持ピンの配置に誤差が生じる場合がある。また、基板のサイズおよび形状にばらつきがある場合もある。これらの場合には、一対の保持ピンの両方が基板の周端面に当接するとは限らない。
【０００６】
よって、特許文献１の構成では、基板の周縁部において一方の保持ピンが当接した箇所に応力が集中し、基板に悪影響を与えたり、基板が破損したりするおそれがある。
加えて、一対の保持ピンの両方が基板に当接することを前提に設計された保持ピンは、その一方のみで基板を保持するときには、強度が不充分になるおそれもある。各保持ピンを十分に大きく形成すれば強度の問題は克服できるかもしれないが、大きな保持ピンは基板からの処理液の排出を妨げるので、保持ピンの近傍の基板表面に対する処理品質が悪くなるおそれがある。具体的には、保持ピンと基板との接触部近傍における処理液の置換効率が悪くなったり、乾燥処理後に保持ピン近傍の基板表面に処理液が残り、乾燥不良が生じたりするおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、基板周縁部での応力集中を回避でき、かつ基板処理品質を向上できる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】
【０００８】
この発明の基板処理装置は、基板（Ｗ）を保持して処理液で処理する基板処理装置であって、基板が保持される保持位置と基板の保持が解除される解除位置との間で変位可能な保持ベース（７，４３，５２，６４）と、前記保持ベースに対する相対位置が固定された固定当接部（３２）を有し、前記保持ベースが前記保持位置にあるときに前記固定当接部が基板の周端面に当接し、前記保持ベースが前記解除位置にあるときに前記固定当接部が基板の周端面から離間するように前記保持ベースに支持された固定ピン（２８）と、前記保持ベースに対して相対移動可能な可動当接部（３３，４４）を有し、前記解除位置よりも前記保持位置に近い中間位置から前記保持位置までの当接範囲に前記保持ベースがあるときに前記可動当接部が基板の周端面に当接し、前記保持ベースが解除位置にあるときに前記可動当接部が基板の周端面から離間するように前記保持ベースに支持された可動ピン（２９，４２，５３，６３）と、前記当接範囲において前記可動当接部を基板の周端面に向けて弾性的に付勢する付勢手段（３７，４６）とを含む（請求項１）。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。
【０００９】
この構成によれば、保持ベースは、保持位置と解除位置との間で変位可能である。保持ベースには、固定ピンおよび可動ピンが支持されており、これらは、保持ベースが変位されると、それに伴って変位する。保持ベースが解除位置にあるとき、固定ピンの固定当接部および可動ピンの可動当接部は、いずれも基板の周端面から離間している。保持ベースが解除位置から保持位置まで変位するとき、中間位置で可動当接部が基板の周端面に当接し、保持位置で固定当接部が基板の周端面に当接する。中間位置から保持位置までの当接範囲では、付勢手段が可動当接部を基板の周端面に向けて弾性的に付勢する。
【００１０】
よって、保持ベースが保持位置に到達した状態では、固定ピンおよび可動ピンの両方が基板の周端面に確実に当接している。これにより、基板の周端面にかかる応力を分散できるので、大きな応力による基板への悪影響や基板の破損を回避できる。しかも、固定ピンおよび可動ピンの両方を基板の周端面に確実に当接させることができるので、固定ピンおよび可動ピンはそれぞれ大きな強度を有している必要がない。そのため、それらを比較的小さく設計することができる。これにより、基板を処理液で処理する場合であっても、固定ピンおよび可動ピンと基板との間において、処理液の置換効率が悪くなったり、処理液残りが生じたりすることを抑制または防止できる。したがって、品質の高い基板処理を実現できる。
【００１１】
この発明の一実施形態においては、前記可動ピンが前記保持ベースに対して相対移動可能に支持されており、前記付勢手段は、前記可動ピンと前記保持ベースとの間に配置された弾性部材（３７）を含む（請求項２）。
この構成によれば、弾性部材によって可動ピンを基板の周端面に向けて弾性的に付勢することにより、可動当接部を基板の周端面に押し付けることができる。したがって、簡単な構成で、固定ピンの固定当接部および可動ピンの可動当接部の両方を、確実に基板の周端面に当接させることができる。
【００１２】
また、この発明の他の実施形態においては、前記可動ピンは、前記保持ベースに固定された固定部（４５）を含み、前記付勢手段は、前記固定部と前記可動当接部とを相対変位可能に結合する弾性結合部材（４６）を含む（請求項３）。
この構成によれば、可動ピンに組み込まれた弾性結合部材の働きにより、可動当接部は、保持ベースに対して相対的に変位できる。これにより、一層簡単な構成で、固定ピンの固定当接部および可動ピンの可動当接部両方を、基板の周端面に確実に当接させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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の概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、前記第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、前記第１実施形態に係る保持ベースおよびこれに関連する構成を示す模式的な拡大上面図であり、保持ベースが保持位置にある状態を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、前記第１実施形態に係る保持ベースおよびこれに関連する構成を示す模式的な拡大上面図であり、保持ベースが解除位置にある状態を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、前記第１実施形態に係る保持ベースおよびこれに関連する構成を示す模式的な拡大上面図であり、保持ベースが中間位置にある状態を示す。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、前記第１実施形態に係る保持ベースおよび保持ベース上に配置された固定ピンの構成および動作を示す模式的な拡大側面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、前記第１実施形態に係る保持ベースおよび保持ベース上に配置された可動ピンの構成および動作を示す模式的な拡大側面図である。
【図６】図６は、前記第１実施形態に係る基板処理装置による処理の一例を示す工程図である。
【図７】図７は、乾燥時間と、基板および保持ピンの当接幅との背反を説明するためのグラフである。
【図８】図８は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置の保持ベースおよび可動ピンの構成を示す模式的な拡大側面図である。
【図９】図９は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置の保持ベースの模式的な拡大上面図である。
【図１０】図１０は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の保持ベースの模式的な拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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の概略構成を示す側面図であり、図２は、その平面図である。
この基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円形の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。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（基板保持手段）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗに処理液を供給する処理液供給機構３（処理液供給手段）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。
【００１５】
スピンチャック２は、回転軸線Ｌ１に沿って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、このスピンベース６上に配置された複数の保持ベース７と、回転軸５を回転軸線Ｌ１まわりに回転させるスピンモータ８（チャック回転駆動機構）とを含む。スピンチャック２は、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。
【００１６】
この実施形態では、４つの保持ベース７が、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に沿って適当な間隔をあけて配置されている。なお、保持ベースは３つ以上配置されていればよく、たとえば、６つの保持ベースがスピンベース６上に配置されていてもよい。
スピンチャック２は、各保持ベース７に支持された複数の保持ピン９を基板Ｗの周端面に当接させることにより、基板Ｗを水平方向に挟み込んで保持することができる。これにより、基板Ｗが、スピンベース６の上面から上方に間隔を開けた状態で水平に保持される。スピンチャック２は、スピンベース６上に水平支持ピン１０を有している。スピンチャック２と基板搬送ロボット（図示せず）との間で基板Ｗを受け渡しするときは、水平支持ピン１０が基板Ｗの下面に接して、当該基板Ｗを受け渡し高さで支持する。基板Ｗを回転させて処理するときには、保持ピン９を基板Ｗの周端面に当接させることにより、基板Ｗを水平支持ピン１０の上方に離間させて、受け渡し高さよりも高い処理高さで基板Ｗが保持される。基板Ｗが処理高さで保持された状態で、スピンモータ８の駆動力が回転軸５に入力されることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに基板Ｗが回転する。
【００１７】
処理液供給機構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。また、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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、処理液供給機構３は、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。
【００２０】
下面ノズル１９は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面の中央領域に対向する対向部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。対向部２６は、たとえば、水平面に沿って配置された円盤状である。対向部２６の中心付近には、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する処理液吐出口２７が形成されている。
【００２１】
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。
【００２２】
処理液供給機構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、腐食防止剤のうちすくなくとも一つを含む液を例示することができる。また、処理液供給機構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）、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。
【００２３】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、保持ベース７およびこれに関連する構成を示す模式的な拡大上面図である。
図３Ａでは、保持ベース７が保持位置にあって、基板Ｗが固定ピン２８と可動ピン２９とで保持されている状態が示されており、図３Ｂでは、保持ベース７が解除位置にあって、基板Ｗが水平支持ピン１０により支持されている状態が示されている。図３Ｃでは、保持ベース７が保持位置と解除位置との間の中間位置にあるときの状態が示されている。
【００２４】
保持ベース７上には、単一の固定ピン２８と複数の可動ピン２９とを含む複数の保持ピン９と、水平支持ピン１０とが配置されている。この実施形態では、複数の保持ピン９は、単一の固定ピン２８と二つの可動ピン２９とを含む。保持ベース７は、この実施形態では、楕円形状に形成されており、鉛直方向に沿って下方に延びた回転軸３０を楕円形状の長軸の一端部近傍に有している。この回転軸３０は、保持ベース回動機構３１（図４Ａおよび図４Ｂ参照）に連結されている。
【００２５】
保持ベース７は、保持ベース回動機構３１により、回転軸３０と共軸の鉛直な回動軸線Ｌ２まわりに回動変位させられる。具体的には、保持ベース７は、固定ピン２８および可動ピン２９を基板Ｗの周端面に当接させて当該基板を保持する保持位置（図３Ａの位置）と、固定ピン２８および可動ピン２９が基板Ｗの周端面から離間した解除位置（図３Ｂの位置）との間で変位させられる。保持ベース７が解除位置にあるとき、基板Ｗは水平支持ピン１０により下方から支持される。
【００２６】
また、保持ベース７は、スピンチャック２の上面から上方に所定の間隔を開けて配置されている（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。これにより、保持ベース７が回動変位させられる場合でも、保持ベース７とスピンチャック２との間には摺動部がないため、パーティクルの発生を抑制できる。
固定ピン２８は、保持ベース７に対する相対位置が固定された固定当接部３２を有している。保持ベース７が保持位置にあるときには、固定当接部３２が基板Ｗの周端面に当接する（図３Ａ参照）。一方、保持ベース７が解除位置にあるときには、固定当接部３２は基板Ｗの周端面から離間している（図３Ｂ参照）。
【００２７】
二つの可動ピン２９は、基板Ｗの周方向に関して固定ピン２８を挟んで配置されており、保持ベース７に対して相対移動可能な可動当接部３３をそれぞれ有している。より具体的には、二つの可動当接部３３は、基板Ｗの周方向に沿って、固定当接部３２からそれぞれ所定の間隔を開けて配置されている。さらに具体的には、固定当接部３２および二つの可動当接部３３の全てが基板Ｗの周端面に当接した状態において、二つの可動当接部３３の各当接位置は、固定当接部３２の当接位置からそれぞれ所定距離以上離間している。
【００２８】
可動当接部３３は、解除位置よりも保持位置に近い中間位置（図３Ｃ参照）から保持位置までの所定の当接範囲に保持ベース７があるときに、基板Ｗの周端面に当接する。保持ベース７が前記当接範囲よりも解除位置側にあるときには、可動当接部３３は基板Ｗの周端面から離間している。したがって、保持ベース７が解除位置にあるときには、可動当接部３３は基板Ｗの周端面から離間している。可動ピン２９は、解除位置から保持位置へと向かって保持ベース７が変位するときに、固定ピン２８に先行して基板Ｗに向かって変位するように配置されている。また、この実施形態では、二つの可動ピン２９は、解除位置から保持位置へと向かって保持ベース７が変位する過程で、前記中間位置においてほぼ同時に基板Ｗの周端面に当接するように配置されている。したがって、図３Ｃに示すように、保持ベース７が中間位置にあるとき、二つの可動ピン２９の可動当接部３３が基板Ｗの周端面に当接しており、固定ピン２８の固定当接部３２は基板Ｗの周端面から離間している。
【００２９】
水平支持ピン１０は、可動ピン２９よりも基板Ｗの回転軸線Ｌ１に近い位置に配置されている。より具体的には、水平支持ピン１０は、保持ベース７が解除位置にあるときでも、平面視において、基板Ｗの周端面の内側に位置している。したがって、保持ベース７が解除位置にあって、固定ピン２８および可動ピン２９が基板Ｗの周端面から離間しているときには、基板Ｗは水平支持ピン１０により水平に支持される。水平支持ピン１０は、回動軸線Ｌ２上に配置されていてもよい。この場合、水平支持ピン１０が回動中心となるため、水平支持ピン１０の基板Ｗに対する位置は固定されている。したがって、保持ベース７が回動変位するとき、水平支持ピン１０と基板Ｗの相対位置が不変に保たれるので、水平支持ピン１０による基板Ｗの支持位置が変化せず、それらの間の擦れが発生しない。また、この場合、固定ピン２８および可動ピン２９は水平支持ピン１０を回動中心として、回動変位させられることになる。
【００３０】
この実施形態では、スピンベース６に備えられた全ての保持ベース７が同様に構成されている。したがって、基板Ｗを保持して回転すべきときには、全ての保持ベース７が保持位置に配置されることによって、基板Ｗの周端面は全ての保持ベース７にそれぞれ備えられた固定ピン２８および可動ピン２９により保持される。また、基板搬送ロボット（図示せず）とスピンチャック２との間で基板Ｗを受け渡しするときには、全ての保持ベース７が解除位置に配置されることによって、基板Ｗの周縁部の下面が、全ての保持ベース７にそれぞれ備えられた水平支持ピン１０に当接し、それらの水平支持ピン１０によって基板Ｗが下方から支持される。
【００３１】
図４Ａおよび図４Ｂは、保持ベース７および固定ピン２８の構成および動作を示す模式的な拡大側面図である。
図４Ａでは、保持ベース７が解除位置にあって、基板Ｗが水平支持ピン１０により水平に支持されている状態が示されており、図４Ｂでは、保持ベース７が保持位置にあって、基板Ｗが固定ピン２８により水平に保持されている状態が示されている。
【００３２】
保持ベース回動機構３１は、保持ベース７に設けられた回転軸３０に連結されている。保持ベース回動機構３１は、たとえば、スピンチャック２内に収容されている。保持ベース回動機構３１の駆動力が保持ベース７の回転軸３０に入力されることにより、保持ベース７は、固定ピン２８および可動ピン２９の各当接部３２，３３が基板Ｗの周端面に接触して基板Ｗが保持される保持位置（図３Ａおよび図４Ｂ参照）と、各当接部３２，３３が基板Ｗの周端面から離れた解除位置（図３Ｂおよび図４Ａ参照）との間で変位する。
【００３３】
水平支持ピン１０は、ほぼ半球状の頭部を有している。したがって、保持ベース７が解除位置にあるとき、水平支持ピン１０は、基板Ｗの周縁部の下面に点接触する。これにより、基板Ｗは、下面側から水平支持ピン１０により水平に支持される（図４Ａ参照）。
固定ピン２８は、柱状に形成されており、基板Ｗの回転軸線Ｌ１に向かって水平方向に開いたＶ字状の固定当接部３２を有している。したがって、保持ベース７が解除位置から保持位置に向かって回動させられると、水平支持ピン１０上に載置された基板Ｗは、その周端面がＶ字状の固定当接部３２の下側傾斜面３２ｂによって案内されながら、受け渡し高さから処理高さへとせり上がる。そして、保持ベース７が保持位置に到達したとき、基板Ｗは、固定ピン２８に形成された固定当接部３２に入り込み、その周端部がＶ字状の固定当接部３２の上側傾斜面３２ａと下側傾斜面３２ｂとに挟まれることにより、水平に保持される（図４Ｂ参照）。
【００３４】
図５Ａおよび図５Ｂは、保持ベース７および可動ピン２９の構成および動作を示す模式的な拡大側面図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、図４Ａおよび図４Ｂに示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付し、それらの部分については説明を省略する。
図５Ａでは、保持ベース７が解除位置にあって、基板Ｗが水平支持ピン１０により水平に支持されている状態が示されており、図５Ｂでは、保持ベース７が保持位置にあって、基板Ｗが可動ピン２９の可動当接部３３により水平に保持されている状態が示されている。
【００３５】
可動ピン２９は、柱状に形成されており、基板Ｗの回転軸線Ｌ１に向かって水平方向に開いたＶ字状の可動当接部３３を有している。
可動ピン２９は、下方に延びた可動支持部３５を一体的に有している。可動支持部３５は、可動ピン２９の下方において保持ベース７内に設けられた可動機構収容凹部３４に挿入されている。可動機構収容凹部３４には、付勢手段としての弾性部材３７と、ストッパ３８とを含む可動機構３６が収容されている。可動機構収容凹部３４は、図５Ａおよび図５Ｂの例では、スピンベース６の回転半径方向（回転軸線Ｌ１に垂直な方向）に対向する一対の側面３４ａ，３４ｃと、それらの側面３４ａ，３４ｃ間を結合する底面３４ｂとにより区画されている。
【００３６】
弾性部材３７は、コイルばね、板ばねなどであってもよい。図５Ａおよび図５Ｂには、弾性部材３７の一例としてのコイルばねを示す。このコイルばねは、可動機構収容凹部３４の外方側の側面３４ａと可動支持部３５との間に配置された圧縮コイルばねである。これにより、可動支持部３５は、基板Ｗの回転軸線Ｌ１側に向かう方向に付勢されている。また、可動機構収容凹部３４の底面３４ｂには、ストッパ３８が突設されている。ストッパ３８は、弾性部材３７の付勢力に抗して、可動支持部３５の回転軸線Ｌ１側への移動を規制する。したがって、可動支持部３５は、外側の側面３４ａとストッパ３８との間で変位可能であり、それに応じて、可動ピン２９は、保持ベース７に対して相対移動可能である。
【００３７】
保持ベース７が保持位置から解除位置に向かって変位するとき、可動支持部３５は、可動機構収容凹部３４の側面３４ｃから一定距離だけ離間した位置で停止し、それによって基板Ｗの周端面から離間する。解除位置よりも保持位置に近い中間位置から保持位置までの当接範囲に保持ベース７があるときには、可動当接部３３は、基板Ｗの周端面に当接している。このとき、可動ピン２９（可動支持部３５）は、基板Ｗから押圧されるので、弾性部材３７を圧縮する。それにより、可動ピン２９は、弾性部材３７が発生する付勢力によって、基板Ｗの回転軸線Ｌ１側に付勢され、基板Ｗの周端面に押し付けられる。
【００３８】
保持ベース７が解除位置から保持位置に向かって回動させられると、水平支持ピン１０上に載置された基板Ｗは、その周端面がＶ字状の可動当接部３３の下側傾斜面３３ｂによって案内されながら、受け渡し高さから処理高さへとせり上がる。そして、保持ベース７が保持位置に到達したとき、基板Ｗは、可動当接部３３に入り込み、その周端部がＶ字状の可動当接部３３の上側傾斜面３３ａと下側傾斜面３３ｂとに挟まれることにより、水平に保持される。
【００３９】
図６は、基板処理装置１による処理の一例を示す工程図である。
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（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、全ての保持ベース７は解除位置にある。よって、基板Ｗは、保持ベース７上の水平支持ピン１０に載置されて水平に支持されることになる。その後、基板搬送ロボットが退避し、保持ベース回動機構３１は、保持ベース７を解除位置から保持位置へと回動変位させる。これにより、各保持ベース７の保持ピン９（固定ピン２８および可動ピン２９）が基板Ｗの周端面に当接し、基板Ｗは水平支持ピン１０から上方へと離間して、複数の保持ベース７にそれぞれ設けられた保持ピン９によって挟持される。
【００４０】
この状態で、スピンモータ８が駆動されることにより、スピンベース６が所定の液処理速度で回転され、それによって、基板Ｗが回転軸線Ｌ１まわりに回転する（基板回転工程）。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および下面ノズル１９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（薬液処理工程）。
【００４１】
所定の薬液処理時間に渡って薬液を供給した後、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および下面ノズル１９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（リンス工程）。
【００４２】
所定のリンス処理時間に渡ってリンス液を供給した後、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。これにより、基板Ｗの表面の液成分を遠心力によって振り切るスピンドライが実行される（乾燥工程）。
所定の乾燥処理時間にわたってスピンドライが実行された後、スピンモータ８が停止されて、スピンベース６の回転が停止される。その後、全ての保持ベース７が解除位置へと回動させられる。それによって、基板Ｗの挟持が解かれ、基板Ｗは保持ベース７の水平支持ピン１０上に載置された状態となる。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（基板搬出工程）。
【００４３】
図７は、乾燥時間と、保持ピンの当接幅との背反を説明するためのグラフである。保持ベース７を保持位置に導いて平面視円形の保持ピン９を基板Ｗの周端面に当接させたときに、平面視において、保持ピン９の外形円は、基板Ｗの外形がなす円の一部（円弧）を切り取る。その円弧の長さ（より正確には当該円弧の両端を結ぶ弦の長さ）によって「当接幅」が定義される。
【００４４】
図７のグラフを作成するに当たり、当接幅がそれぞれ６．０ｍｍ、５．５ｍｍ、２．３ｍｍになるように形成された複数種類の保持ピンを用意した。各種類の保持ピンに関して、基板の周端面に沿って等間隔に設定した４箇所に１本ずつ配置された同種の４本の保持ピンで基板を保持するスピンチャック（比較例）を製作した。それぞれのスピンチャックを用いて、基板に処理液を供給する液処理を行い、その後にスピンドライ処理を行って、処理液の乾燥時間を調べた。乾燥時間とは、基板上に残留する処理液量が許容量まで減少するのに要する時間である。より具体的には、基板と保持ピンとの当接部位における残留処理液が目視では確認できなくなるまでの時間である。スピンドライ時の基板の回転数は２５００ｒｐｍとした。
【００４５】
測定の結果によると、当接幅が６．０ｍｍの場合の乾燥時間は約８０秒であり、当接幅が５．５ｍｍの場合の乾燥時間は約６０秒であり、当接幅が２．３ｍｍの場合の乾燥時間は約２０秒であった。
たとえば、標準乾燥時間（乾燥工程での最長許容時間）が２５秒だとすると、当接幅は２．５ｍｍ以下としなければならない。ところが、保持ピンの径を小さくして当接幅を小さくすると、保持ピンの強度が問題となる。具体的には、当接幅が５．０ｍｍ以上（ピンの耐久性が確保できる領域）では保持ピンの耐久性を確保することができるが、当接幅２．５ｍｍ以下では保持ピンが十分な強度を有することができない。しかし、当接幅が５．０ｍｍ以上の領域では、保持ピンの周辺における処理液残りが顕著に表れ、乾燥時間が標準乾燥時間である２５ｓｅｃを大きく超えている。
【００４６】
結局、図７に表れているように、２５ｓｅｃ以下での乾燥可能領域とピン耐久性が確保できる領域とに重なり部分はなく、各保持位置に一つの保持ピンを配置した構成のスピンチャックでは、短時間の乾燥と保持ピンの十分な強度とを両立できない。
第１実施形態では、一つの保持ベース７には複数の保持ピン９（２９，２８）が間隔を開けて配置されており、これらの全部が基板Ｗの周端面に当接する。したがって、たとえば、それらの複数の保持ピン９（２８，２９）の各当接幅が２．５ｍｍ以下になるようにしながら、複数の保持ピン９（２８，２９）の当接幅の合計が５．０ｍｍ以上になるような設計が可能である。これにより、一つの保持ベース７に備えられた複数の保持ピン９（２８，２９）は、それら全体で、必要な強度を有することができる。そして、個々の保持ピン９（２８，２９）の当接幅が十分に小さいので、標準乾燥時間以下の乾燥時間で基板Ｗを十分に乾燥して処理液残りを解消できる。また、複数の保持ピン９（２８，２９）が間隔を開けて配置されているので、保持ピン９（２８，２９）が一体となって処理液を堰き止めるようなこともなく、遠心力による処理液のスムーズな排出を実現できる。このことも、乾燥時間の短縮および処理液置換効率の向上に寄与している。
【００４７】
以上のように、この実施形態によれば、各保持ベース７に設けられた複数の保持ピン９は、一つの固定ピン２８と複数の可動ピン２９とを含むので、全部の保持ピン９を確実に基板Ｗの周端面に当接させた状態で基板Ｗを保持することができる。そのため、基板Ｗに加わる応力が分散するので、応力集中による基板Ｗへの悪影響や基板Ｗの破損を回避できる。しかも、保持ベース７に備えられた全ての保持ピン９を基板Ｗの周端面に確実に当接させることができるので、各保持ピン９は大きな強度を有している必要がない。そのため、それらを比較的小さく設計することができる。それにより、各保持ピン９の近傍における処理液置換効率が良好になり、処理液残りが生じたりすることを抑制または防止しながら基板Ｗを乾燥できる。したがって、品質の高い基板処理を実現できる。
【００４８】
図８は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置４１の保持ベースおよび可動ピンの構成を示す模式的な拡大側面図である。図８において、図４Ａおよび図４Ｂに示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付し、それらの部分については説明を省略する。
第２実施形態に係る基板処理装置４１では、可動ピン４２が、保持ベース４３上に固定されて支持されている。より具体的には、可動ピン４２は、基板Ｗの周端面に当接する可動当接部４４と、保持ベース４３に固定された固定部４５と、固定部４５と可動当接部４４とを結合する弾性結合部４６とを一体的に有している。可動ピン４２は、柱状に構成されている。
【００４９】
固定部４５は、保持ベース４３に対して相対変位しないように固定されて支持されている。弾性結合部４６は、可動ピン４２の側面にスピンベース６の回転半径外方側から切り欠きを形成して構成されている。すなわち、弾性結合部４６は、断面積を小さくすることによって、弾性変形するように構成されている。この弾性結合部４６の上方に可動当接部４４が結合されている。可動当接部４４を基板Ｗの周端面に押し付けられると、弾性結合部４６が弾性的に変形することによって、可動当接部４４は固定部４５に対して基板Ｗの回転軸線Ｌ１から離れる方向に相対的に変位する。このときは、弾性結合部４６の変形量に応じて当該弾性結合部４６が発生する復元力によって、可動当接部４４が基板Ｗの周端面に向けて付勢される。すなわち、弾性結合部４６は、可動当接部４４を基板Ｗの周端面に向けて付勢する付勢手段としての役割を有する。
【００５０】
この構成によれば、可動ピン４２は、保持ベース４３に対する相対位置が固定されているが、可動当接部４４が保持ベース４３に対して相対的に変位することができる。その結果、第１実施形態のような可動機構収容凹部３４およびそれに収容される可動機構３６を設けなくとも、より一層簡単な構成で、可動ピン４２を構成することができる。これにより、簡単な構成で、固定ピン２８および可動ピン４２の両方を基板Ｗの周端面に確実に当接させることができる。この結果、基板処理装置１と同様の効果を達成することができる。
【００５１】
図９は、この発明の第３実施形態に係る基板処理装置５１の保持ベースの模式的な拡大上面図である。図９において、図３Ａおよび図３Ｂに示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付し、それらの部分については説明を省略する。
第３実施形態に係る基板処理装置５１では、保持ベース５２を解除位置から保持位置まで変位させるときに、保持ベース５２上に配置された二つの可動ピン５３（５３ａ，５３ｂ）の内の一方の可動ピン５３が、他方の可動ピン５３よりも基板Ｗの周端面に先に当接する位置に配置されている。図９では、回動軸線Ｌ２に近い側の可動ピン５３ａが、回動軸線Ｌ２から遠い側の可動ピン５３ｂよりも基板Ｗの周端面に先に当接する位置に配置されている。これにより、保持ベース５２が解除位置から保持位置まで回動変位するときに、一方の可動ピン５３ａが基板Ｗの周端面に最初に当接し、次に他方の可動ピン５３ｂが基板Ｗの周端面に当接し、最後に固定ピン２８が基板Ｗの周端面に当接する。保持ベース５２が保持位置から解除位置まで回動変位するときには、固定ピン２８が基板Ｗの周端面から離間し、次に可動ピン５３ｂが基板Ｗの周端面から離間し、最後に可動ピン５３ａが基板Ｗの周端面から離間する。このように、複数の可動ピン５３ｂ，５３ｂが、順次、基板Ｗの周端面に対して当接／離間する構成とすることもできる。
【００５２】
なお、図９には、回動軸線Ｌ２に近い可動ピン５３ａが可動ピン５３ｂよりも基板Ｗの周端面に先に当接するように配置された構成を示しているが、回動軸線Ｌ２から遠い側の可動ピン５３ｂが近い側の可動ピン５３ａよりも基板Ｗの周端面に先に当接する配置としてもよい。
図１０は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置６１の保持ベースの模式的な拡大上面図である。図１０において、図３Ａおよび図３Ｂに示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付し、それらの部分については説明を省略する。
【００５３】
第４実施形態に係る基板処理装置６１では、単一の固定ピン６２と一つの可動ピン６３とが保持ベース６４上に配置されている。このように、可動ピンは、一つだけとすることもできる。
[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。
【００５４】
たとえば、前述の第１実施形態では、単一の固定ピン２８を跨ぐように二つの可動ピン２９が配置されているが、一つの可動ピン２９を挟むように、固定ピン２８と他方の可動ピン２９とが配置されていてもよい。すなわち、単一の固定ピン２８に対して、基板Ｗの周方向に関する同じ側に複数の可動ピン２９が配置されてもよい。また、可動ピン２９は、３個以上配置されていてもよい。
【００５５】
また、第１〜第４実施形態では、楕円形状の保持ベース７，４３，５２，６４が用いられているが、楕円形以外の形状、たとえば、円形状や卵形状でもよい。
さらに、前述の実施形態では、保持ベースが回動変位する構成を説明したが、保持ベースがスピンベース６上で基板の周端面に対してスライド変位する構成としてもよい。
また、前述の実施形態では、円形の基板Ｗを例にとったが、角形の基板に対して処理を施す基板処理装置に対しても、この発明を同様に適用することができる。
【００５６】
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変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１        基板処理装置
７        保持ベース
９        保持ピン
２８      固定ピン
２９      可動ピン
３２      固定当接部
３３      可動当接部
３７      弾性部材
４１      基板処理装置
４２      可動ピン
４３      保持ベース
４４      可動当接部
４５      固定部
４６      弾性結合部
５１      基板処理装置
５２      保持ベース
５３      可動ピン
６１      基板処理装置
６２      固定ピン
６３      可動ピン
６４      保持ベース
Ｗ        基板
【図１】
2014045028.tif 000003
【図２】
2014045028.tif 000004
【図３Ａ】
2014045028.tif 000005
【図３Ｂ】
2014045028.tif 000006
【図３Ｃ】
2014045028.tif 000007
【図４】
2014045028.tif 000008
【図５】
2014045028.tif 000009
【図６】
2014045028.tif 000010
【図７】
2014045028.tif 000011
【図８】
2014045028.tif 000012
【図９】
2014045028.tif 000013
【図１０】
2014045028.tif 000014