(57)【要約】【課題】  回転時における基板の破損および処理不良を防止することができる基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】  基板Ｗを水平姿勢で保持しつつ回転させるスピンチャックは、中空構造のスピンベースと、そのスピンベース上に設けられた複数の保持部材とを備える。保持部材６００ａは、スピンベース７００に回動自在に取り付けられる軸部６０５を備える。軸部６０５の上部に平板部６０６が固定され、平板部６０６の略中央部に水平支持ピン６０３が上方へ突出するように形成されている。水平支持ピン６０３からずれた箇所に２つの保持ピン６０１，６０２が上方へ突出するように形成されている。２つの保持ピン６０１，６０２はともに基板Ｗの周縁部に当接し、基板Ｗの周縁部をスピンチャック５０１の中心に向かう方向に押圧して、基板Ｗを保持する。保持ピン６０１，６０２は互いに所定の距離離間している。これにより、保持ピン６０１，６０２間には隙間６０９が存在する。【選択図】        図５
2006253210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を略水平に保持しつつ、回転させる基板保持装置であって、
略水平姿勢で回転駆動される回転部材と、
前記基板の周縁部に当接して前記基板を略水平方向に保持する基板保持位置と前記基板の周縁部から離間する基板開放位置との間で移動可能に前記回転部材に設けられた複数の保持部材とを備え、
前記複数の保持部材の各々は、
前記回転部材に移動可能に設けられた支持部と、
前記基板保持位置で、前記基板の周縁部に当接可能に前記支持部に設けられた複数の当接部とを有し、
前記複数の当接部間に隙間が形成されたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記支持部は、略鉛直方向の回転軸の周りで回転可能に前記回転部材に取り付けられ、
前記複数の当接部の各々は、前記支持部の回転に伴って前記基板の周縁部に当接するように前記支持部の回転軸に対して偏心して設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記複数の保持部材を前記基板保持位置の方向に付勢する付勢手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記複数の保持部材を前記基板保持位置と前記基板開放位置との間で一体的に移動させる保持部材移動機構をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項５】
前記基板の周縁部に沿う方向における前記複数の当接部間の隙間の長さは、前記基板の周縁部に沿う方向における前記複数の当接部の各々の長さと略等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項６】
前記基板の周縁部に沿う方向における前記複数の当接部間の隙間の長さは、２ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項７】
前記複数の当接部の各々は、前記基板保持位置において前記基板に当接する凸状の曲面を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の基板保持装置と、
前記基板保持装置を略鉛直方向の軸の周りで回転駆動する回転駆動手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に処理液を供給して所定の処理を行う処理手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の基板保持装置を用いて基板を保持する工程と、
前記基板保持装置により保持された基板を略鉛直方向の軸の周りで回転させる工程と、
前記基板保持手段により回転される基板に処理液を供給して所定の処理を行う工程とを備える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】
本発明は、基板を保持する基板保持装置、ならびに基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。
【０００３】
基板を回転させることにより、回転する基板に対して種々の処理を行う基板処理装置がある。種々の処理は、洗浄液、リンス液、現像液またはレジスト液等の処理液を基板に吐出または塗布する処理を含む。
【０００４】
このような基板処理装置は、一枚の基板を水平に保持して回転させるためのスピンチャックを備える。スピンチャックは、鉛直方向に沿った回転軸を中心に回転されるスピンベースと、そのスピンベース上に設けられた複数の保持部材とを備える。保持部材は、基板の周縁部（端面）に接触して基板を保持するための複数の保持ピンを有する。
【０００５】
ここで、基板には、その面方位を特定するためのノッチ部が形成される場合がある。基板の回転時に保持ピンがノッチ部に嵌まり込み、保持ピンがノッチ部の内壁面に接触すると、ノッチ部の内壁面に応力が集中する。
【０００６】
ノッチ部の内壁面への応力集中は、基板の破損の要因となる。回転時に基板が破損すると、基板の破片が基板処理装置内で飛散する。基板の破片が基板処理装置内で飛散すると、基板処理装置内の種々の部品が損傷し、復旧作業に多大な時間を要する。
【０００７】
そこで、ノッチ部を有する基板を良好に保持することができる基板処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１の基板処理装置においては、保持ピンの基板との接触面が大きな曲率半径で形成されている。これにより、保持ピンがノッチ部に位置した場合であっても、ノッチ部に保持ピンが嵌まり込むことが防止される。それにより、ノッチ部の内壁面への応力集中に起因する基板の破損が防止されている。
【特許文献１】特開２００３−６００１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、回転時に基板が破損する要因はノッチ部の内壁面への応力集中に限られない。回転時に基板が破損する他の要因として、基板に残留する応力および歪みがある。
【００１０】
処理対象となる基板には、一度半導体パターンの形成がなされたにもかかわらず、処理不良の発生等により再度初めから処理を行う再生ウェハも存在する。この再生ウェハは、不良箇所を含む半導体パターンの形成された基板の両面を削り取り、その表面を研磨することにより作製される。そのため、再生ウェハには、研磨等の加工時に発生する応力および歪みが残留する。それにより、再生ウェハは破損し易くなっている。したがって、再生ウェハの処理時には、再生ウェハを回転することにより、再生ウェハに新たに加えられる応力および歪みをできる限り低減する必要がある。
【００１１】
したがって、基板処理装置においては、保持ピンにより基板に加えられる応力が分散されることが好ましい。これにより、基板への局部的な応力集中が防止され、基板（特に、再生ウェハ）の破損が防止される。
【００１２】
しかしながら、実際には、基板にはノッチ部があるために基板外周円の中心と基板の重心とが一致しないため、および基板が完全な真円であることが少ないため、基板はスピンチャックの回転軸に対して偏心した状態で回転する。それにより、基板は、複数の保持ピンのうちの一部の保持ピンから大きな応力を受けることになる。この場合、一部の保持ピンにより基板への局部的な応力集中が発生する。
【００１３】
本発明者は、以下のように、基板に対する保持ピンの接触面積を大きくすることにより基板への局部的な応力集中を分散することを考えた。
【００１４】
図７は、保持ピンと基板との接触面積および基板に加えられる応力を説明するための図である。図７においては、保持ピンと基板との接触部の水平方向における拡大断面図が示されている。
【００１５】
この保持ピン９５０においては、基板Ｗとの接触面９５０Ｓが基板Ｗの周縁部（端面）に沿うように形成されている。これにより、保持ピン９５０と基板Ｗとの接触部の面積が大きくなる。それにより、矢印ＣＮに示すように保持ピン９５０により基板Ｗに加えられる応力は接触面９５０Ｓ内で分散する。
【００１６】
しかしながら、図７の保持ピン９５０は基板Ｗの周縁部に沿って基板Ｗに接触している。これにより、図７の保持ピン９５０を用いた場合、基板Ｗの処理時に、基板Ｗと保持ピン９５０との接触部に処理液が滞留したり、基板Ｗ周辺の気流が乱れる場合がある。この場合、パーティクルの発生および基板Ｗ表面のしみの発生等の処理不良が生じ易くなる。
【００１７】
本発明の目的は、回転時における基板の破損および処理不良を防止することができる基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の発明に係る基板保持装置は、基板を略水平に保持しつつ、回転させる基板保持装置であって、略水平姿勢で回転駆動される回転部材と、基板の周縁部に当接して基板を略水平方向に保持する基板保持位置と基板の周縁部から離間する基板開放位置との間で、移動可能に回転部材に設けられた複数の保持部材とを備え、複数の保持部材の各々は、回転部材に移動可能に設けられた支持部と、基板保持位置で基板の周縁部に当接可能に支持部に設けられた複数の当接部とを有し、複数の当接部間に隙間が形成されたものである。
【００１９】
この基板保持装置においては、回転部材に設けられた複数の保持部材が基板保持位置と基板開放位置との間で移動する。各保持部材の支持部が移動することにより複数の保持部材が基板保持位置に移動すると、各保持部材の複数の当接部が基板の周縁部に当接する。これにより、基板は複数の保持部材の複数の当接部により略水平方向に保持される。
【００２０】
複数の保持部材が基板保持位置に位置する状態で、回転部材が回転駆動されることにより、基板が回転部材とともに略水平姿勢で回転される。各保持部材の支持部が移動することにより、複数の保持部材が基板開放位置に移動すると、各保持部材の当接部が基板の周縁部から離間する。それにより、基板が開放される。
【００２１】
この場合、各保持部材の複数の当接部間に隙間が設けられているので、基板の回転時に、特定の保持部材により基板に応力が加えられた場合、その応力は基板の複数の当接部の接触部に分散される。それにより、基板と保持部材との接触部で基板の局部的な応力集中が低減され、基板の破損が防止される。
【００２２】
また、回転する基板に処理液を用いた処理を行う際に、基板上に供給される処理液が複数の当接部間の隙間を通して外方に排出される。したがって、基板上に処理液が滞留することが防止され、回転時における基板の処理不良が防止される。
【００２３】
さらに、基板の中心部から外方への気流が複数の当接部間の隙間を通過することが可能となる。それにより、複数の保持部材による気流の乱れが低減され、回転時における基板の処理不良が防止される。
【００２４】
支持部は、略鉛直方向の回転軸の周りで回転可能に回転部材に取り付けられ、複数の当接部の各々は、支持部の回転に伴って基板の周縁部に当接するように支持部の回転軸に対して偏心して設けられてもよい。
【００２５】
このように、複数の当接部の各々が支持部の回転軸に対して偏心して設けられているので、支持部を回転させることにより複数の保持部材を基板保持位置と基板開放位置との間で容易に移動させることができる。
【００２６】
複数の保持部材を基板保持位置の方向に付勢する付勢手段をさらに備えてもよい。この場合、複数の保持部材が付勢手段により基板保持位置の方向に付勢される。これにより、複数の保持部材による基板の保持が確実となる。
【００２７】
複数の保持部材を基板保持位置と基板開放位置との間で一体的に移動させる保持部材移動機構をさらに備えてもよい。この場合、複数の保持部材が、保持部材移動機構により基板保持位置と基板開放位置との間で一体的に移動される。これにより、基板の中心位置を回転部材の回転中心と一致させることができる。それにより、基板が偏心した状態で回転することが防止される。
【００２８】
基板の周縁部に沿う方向における複数の当接部間の隙間の長さは、基板の周縁部に沿う方向における複数の当接部の各々の長さと略等しくてもよい。この場合、保持部材を大型化することなく応力を十分に分散させることができ、基板上に供給される処理液を複数の当接部間の隙間を通じて十分に外方に排出させることができ、基板の中心部から外方への気流を複数の当接部間の隙間を通じて十分に通過させることが可能となる。
【００２９】
基板の周縁部に沿う方向における複数の当接部間の隙間の長さは、２ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。この場合、保持部材を大型化することなく応力を十分に分散させることができ、基板上に供給される処理液を複数の当接部間の隙間を通じて十分に外方に排出させることができ、基板の中心部から外方への気流を複数の当接部間の隙間を通じて十分に通過させることができる。
【００３０】
複数の当接部の各々は、基板保持位置において基板に当接する凸状の曲面を有してもよい。この場合、基板上に供給される処理液が、複数の当接部の各々の曲面に沿って外方に排出され易くなる。
【００３１】
第２の発明に係る基板処理装置は、第１の発明に係る基板保持装置と、基板保持装置を略鉛直方向の軸の周りで回転駆動する回転駆動手段と、基板保持手段に保持された基板に処理液を供給して所定の処理を行う処理手段とを備えるものである。
【００３２】
この基板処理装置においては、第１の発明に係る基板保持装置により基板が保持された状態で、回転駆動手段によりその基板保持装置が略鉛直方向の軸の周りで回転駆動される。また、基板保持装置により保持された基板には、処理手段により処理液が供給されて所定の処理が施される。
【００３３】
第１の発明に係る基板保持装置が用いられることにより、基板と保持部材との接触部で基板の局部的な応力集中が低減され、基板の破損が防止される。また、回転する基板に処理液を用いた処理を行う際に、基板上に処理液が滞留することが防止され、回転時における基板の処理不良が防止される。さらに、複数の保持部材による気流の乱れが低減され、回転時における基板の処理不良が防止される。
【００３４】
第３の発明に係る基板処理方法は、第１の発明に係る基板保持装置を用いて基板を保持する工程と、基板保持装置により保持された基板を略鉛直方向の軸の周りで回転させる工程と、基板保持手段により回転される基板に処理液を供給して所定の処理を行う工程とを備えるものである。
【００３５】
この基板処理方法においては、第１の発明に係る基板保持装置により基板が保持され、その基板保持装置が略鉛直方向の軸の周りで回転駆動される。また、基板保持装置により回転される基板に、処理液が供給されて所定の処理が施される。
【００３６】
第１の発明に係る基板保持装置が用いられることにより、基板と保持部材との接触部で基板の局部的な応力集中が低減され、基板の破損が防止される。また、回転する基板に処理液を用いた処理を行う際に、基板上に処理液が滞留することが防止され、回転時における基板の処理不良が防止される。さらに、複数の保持部材による気流の乱れが低減され、回転時における基板の処理不良が防止される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法によれば、基板と保持部材との接触部で基板の局部的な応力集中が低減され、基板の破損が防止される。また、回転する基板に処理液を用いた処理を行う際に、基板上に処理液が滞留することが防止され、回転時における基板の処理不良が防止される。さらに、複数の保持部材による気流の乱れが低減され、回転時における基板の処理不良が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の一実施の形態に係る基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法について説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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等をいう。
【００３９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。
【００４０】
処理領域Ａには、制御部４、流体ボックス部２ａ，２ｂおよび回転処理部５ａ，５ｂが配置されている。
【００４１】
図１の流体ボックス部２ａ，２ｂの各々は、回転処理部５ａ，５ｂへの洗浄液の供給および回転処理部５ａ，５ｂからの排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。
【００４２】
回転処理部５ａ，５ｂでは、基板Ｗを回転させることにより洗浄処理および乾燥処理が行われる。洗浄処理の洗浄液としては、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸およびアンモニア等の薬液が用いられる。リンス液としては、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤または純水、炭酸水、水素水、電解イオン水等が用いられる。なお、回転処理部５ａ，５ｂにおいては、現像処理およびレジスト塗布処理等が行われてもよい。
【００４３】
回転処理部５ａ，５ｂにおいては、一枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるためのスピンチャックが設けられている。スピンチャックは、鉛直方向に沿った回転軸を中心に回転されるスピンベースと、そのスピンベース上に設けられた複数の保持部材とを備える。保持部材は、基板Ｗの周縁部（端面）に接触して基板Ｗを保持するための複数の保持ピンを有する。詳細は後述する。
【００４４】
処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび回転処理部５ｃ，５ｄが配置されている。流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび回転処理部５ｃ，５ｄの各々は、上記流体ボックス部２ａ，２ｂおよび回転処理部５ａ，５ｂと同様の構成を有し、回転処理部５ｃ，５ｄは回転処理部５ａ，５ｂと同様の処理を行う。
【００４５】
以下、回転処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが設けられている。
【００４６】
処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されており、インデクサロボットＩＲはインデクサＩＤの内部に設けられている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。本実施の形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）等を用いてもよい。
【００４７】
インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。
【００４８】
基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Ｗを他の処理ユニットまたはインデクサロボットＩＲに搬送する。
【００４９】
本実施の形態においては、回転処理部５ａ〜５ｄのいずれかにおいて基板Ｗに洗浄処理および乾燥処理が行われた後に、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗが回転処理部５ａ〜５ｄから搬出され、インデクサロボットＩＲを介してキャリア１に搬入される。
【００５０】
制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの各処理ユニットの動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作、インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの動作を制御する。
【００５１】
図２は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の回転処理部５ａ〜５ｄの構成を説明するための図である。
【００５２】
図２に示すように、処理ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック５０１を備える。スピンチャック５０１は、チャック回転駆動機構５０８によって回転される回転軸５０３の上端に固定されている。基板Ｗは、洗浄処理および乾燥処理時に、スピンチャック５０１により水平に保持された状態で回転する。
【００５３】
スピンチャック５０１の外方には、回動モータ５１１が設けられている。回動モータ５１１には、回動軸５１２が接続されている。また、回動軸５１２には、アーム５１３が水平方向に延びるように連結され、アーム５１３の先端にノズル５１０が設けられている。
【００５４】
スピンチャック５０１の回転軸５０３は中空軸からなる。回転軸５０３の内部には、処理液供給管５０４が挿通されている。処理液供給管５０４には、基板Ｗの下面を洗浄するための洗浄液が供給される。処理液供給管５０４は、スピンチャック５０１に保持された基板Ｗの下面に近接する位置まで延びている。処理液供給管５０４の先端には、基板Ｗの下面中央に向けて洗浄液を吐出する下面ノズル５０５が設けられている。
【００５５】
スピンチャック５０１は、処理カップ５０２内に収容されている。処理カップ５０２の内側には、筒状の仕切壁５０９が設けられている。また、処理カップ５０２と仕切壁５０９の間に基板Ｗの洗浄処理に用いられた洗浄液を回収するための回収液空間５０６が形成されている。回収液空間５０６には、回収された洗浄液を再利用するための回収管５０７が接続されている。
【００５６】
ノズル５１０および下面ノズル５０５の両方から洗浄液が吐出される。それにより、基板Ｗの上面および下面の洗浄を行うことができる。
【００５７】
ここで、図２のスピンチャック５０１の構造および動作の詳細について説明する。上述のように、スピンチャック５０１は、中空構造を有するスピンベースと、そのスピンベース上に設けられ、基板Ｗを保持する保持部材とを備える。
【００５８】
図３および図４は、図２のスピンチャック５０１の構造および動作を説明するための図である。
【００５９】
図３（ａ）にスピンチャック５０１の上面図が示されている。図３（ａ）においては、スピンチャック５０１により保持される基板Ｗが点線で示されている。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、スピンベース７００の上面で、その周縁部近傍には３つの保持部材６００ａ，６００ｂ，６００ｃが等間隔に配置されている。
【００６１】
３つの保持部材６００ａ〜６００ｃのうち、保持部材６００ａは他の２つの保持部材６００ｂ，６００ｃと比べて形状が異なり、レバー部６０４を備える。これにより、保持部材６００ａは保持部材６００ｂ，６００ｃに比べて、レバー部６０４の分長い形状を有する。詳細は後述する。
【００６２】
３つの保持部材６００ａ〜６００ｃの各々は、複数の保持ピン６０１，６０２および水平支持ピン６０３を備える。基板Ｗは保持部材６００ａ〜６００ｃの３つの水平支持ピン６０３上で水平に支持される。また、保持部材６００ａ〜６００ｃの保持ピン６０１，６０２の側面が基板Ｗの周縁部（端面）に接触する。これにより、基板Ｗがスピンベース７００上で水平に固定される。
【００６３】
スピンベース７００の中央部には、基板Ｗの下面と対向するように下面ノズル５０５の吐出口が配置されている。
【００６４】
図３（ｂ）に図３（ａ）のＳ−Ｓ線におけるスピンチャック５０１の断面図が示され、図４（ａ）にスピンベース７００を透過して見た場合のスピンチャック５０１の上面図が示されている。図４（ａ）においては、スピンベース７００が破線で示されている。
【００６５】
図３（ｂ）に示すように、スピンベース７００は中空構造を有する。保持部材６００ａ〜６００ｃの各々は、下方に延びる軸部６０５を有し、その軸部６０５はスピンベース７００に回転自在に取り付けられている。
【００６６】
ここで、軸部６０５の中心は水平支持ピン６０３の中心と一致している。したがって、保持部材６００ａ〜６００ｃの各々は水平支持ピン６０３を中心として回動可能である。
【００６７】
図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように、スピンベース７００には、保持部材６００ａ〜６００ｃの各々に対応して、連動リンク機構７１０が内蔵されている。
【００６８】
連動リンク機構７１０は、第１の連結部材７０１、第２の連結部材７０２、第３の連結部材７０３、第４の連結部材７０４およびばね部材７０５により構成されている。
【００６９】
図４（ａ）に示すように、第１の連結部材７０１は水平方向において、く字型形状を有する。第１の連結部材７０１の略中央部には孔部が形成されている。その孔部には保持部材６００ａ〜６００ｃの軸部６０５（図３（ｂ））が挿入される。第１の連結部材７０１は軸部６０５に固定される。それにより、保持部材６００ａ〜６００ｃおよび第１の連結部材７０１は、軸部６０５を中心に一体的に回動可能である。
【００７０】
第１の連結部材７０１の一端部は、第２の連結部材７０２の一端部に回動自在に連結されている。第２の連結部材７０２の他端部は、第３の連結部材７０３の一端部に回動自在に連結されている。
【００７１】
第３の連結部材７０３の他端部は第４の連結部材７０４の一端部に固定されるように連結されている。ここで、第３の連結部材７０３と第４の連結部材７０４との連結部を貫通するように回転軸Ｐ１が設けられている。
【００７２】
回転軸Ｐ１はスピンベース７００内の所定の箇所に立設されている。これにより、第３の連結部材７０３および第４の連結部材７０４は、ともに回転軸Ｐ１を中心として回動可能となっている。
【００７３】
第４の連結部材７０４の他端部は、リング７０６の所定の箇所に回動自在に連結されている。
【００７４】
リング７０６の所定の箇所およびスピンベース７００内の所定の箇所との間には、ばね部材７０５が張り渡されている。図３（ｂ）および図４（ａ）においては、ばね部材７０５の一端部がリング７０６と第４の連結部材７０４との連結部に接続され、ばね部材７０５の他端部がスピンベース７００内の所定の箇所に立設された軸Ｐ２に接続されている。これにより、リング７０６は、ばね部材７０５により反時計回りの方向へ付勢されている。
【００７５】
図４（ｂ）に連動リンク機構７１０の動作状況が示されている。図４（ｂ）に示すように、基板Ｗをスピンチャック５０１により保持する場合には、初めに、駆動機構（図示せず）により保持部材６００ａのレバー部６０４を矢印Ｍ１の方向（スピンチャック５０１の中心に向かう方向）へ押圧する。
【００７６】
これにより、保持部材６００ａの保持ピン６０１，６０２が開く。それにより、第１の連結部材７０１が時計回りに回動し、第２の連結部材７０２が矢印Ｍ２の方向に移動し、第３の連結部材７０３および第４の連結部材７０４が回転軸Ｐ１を中心として反時計回りに回動する。したがって、リング７０６がばね部材７０５の付勢力に抗して矢印Ｍ３の方向（時計回りの方向）に回転する。
【００７７】
その結果、他の保持部材６００ｂ，６００ｃに対応する連動リンク機構７１０がリング７０６の回転に伴って連動する。これにより、保持部材６００ｂ，６００ｃに対応する連動リンク機構７１０の働きにより同時に保持部材６００ｂ，６００ｃの保持ピン６０１，６０２も開く。
【００７８】
この状態で、保持部材６００ａ〜６００ｃの水平支持ピン６０３上に基板Ｗを載置する。そして、駆動機構による保持部材６００ａのレバー部６０４の押圧を解除すると、ばね部材７０５の弾性力により、リング７０６が矢印Ｍ３と逆の方向（反時計回りの方向）に回転する。これにより、連動リンク機構７１０の働きにより、保持部材６００ａ〜６００ｃの保持ピン６０１，６０２が閉じる。それにより、基板Ｗがスピンチャック５０１により保持される。
【００７９】
上記のように、本実施の形態においては、スピンチャック５０１への基板Ｗの載置およびスピンチャック５０１からの基板Ｗの取り出しが保持部材６００ａのレバー部６０４の操作により容易に行われる。
【００８０】
また、スピンチャック５０１により基板Ｗを保持する際には、連動リンク機構７１０の働きにより保持部材６００ａ〜６００ｃの保持ピン６０１，６０２が同時に閉じるので、基板Ｗの回転中心をほぼスピンベース７００の回転中心に一致させることができる。それにより、基板Ｗが偏心した状態で回転されることが防止される。
【００８１】
図５（ａ）に図３の保持部材６００ａの外観斜視図が示され、図５（ｂ）に保持部材６００ａを符号Ｑの方向（水平方向）から見た場合の保持部材６００ａの側面図が示されている。図５（ａ）および図５（ｂ）においては、保持部材６００ａにより保持される基板Ｗが点線により示されている。
【００８２】
保持部材６００ａは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、スピンベース７００に回動自在に取り付けられる軸部６０５を備える。軸部６０５の上部には、平板部６０６が固定されている。平板部６０６の略中央部に水平支持ピン６０３が上方へ突出するように形成されている。さらに、水平支持ピン６０３からずれた箇所に２つの保持ピン６０１，６０２が上方へ突出するように形成されている。上述のように、これら２つの保持ピン６０１，６０２はともに基板Ｗの周縁部に当接し、基板Ｗの周縁部をスピンチャック５０１の中心に向かう方向へ押圧して、基板Ｗを保持する。
【００８３】
図５（ｂ）に示すように、水平支持ピン６０３の頭部はほぼ円錐状に形成されており、かつ先端部が半球状に加工されている。これにより、水平支持ピン６０３は、基板Ｗの下面の周縁部近傍に点接触する。それにより、水平支持ピン６０３は基板Ｗを下面側から支持する。
【００８４】
図５（ａ）および図５（ｂ）においては、保持部材６００ａの構造について説明しているが、他の保持部材６００ｂ，６００ｃもレバー部６０４がないことを除き保持部材６００ａと同じ構造を有する。
【００８５】
平板部６０６上に突出する保持ピン６０１，６０２は互いに所定の距離離間している。これにより、保持ピン６０１，６０２間には隙間６０９が存在する。保持ピン６０１，６０２およびその間に形成された隙間６０９の詳細について説明する。
【００８６】
図６は図３の保持部材６００ａが基板Ｗを保持する状況を示す拡大上面図である。
【００８７】
スピンチャック５０１による基板Ｗの保持時において、基板Ｗの周縁部（端部）は保持ピン６０１，６０２の各々の接触面６０１ｔ，６０２ｔに当接する。また、図示しない保持部材６００ｂ，６００ｃにおいても同様に、基板Ｗの周縁部は保持ピン６０１，６０２の各々の接触面６０１ｔ，６０２ｔに当接する。このように、スピンチャック５０１による基板Ｗの保持時においては、基板Ｗの周縁部が６つの保持ピン６０１，６０２に当接する。
【００８８】
図６に示すように、保持ピン６０１，６０２の各々の接触面６０１ｔ，６０２ｔは、スピンチャック５０１の中心に対して凸となる曲面状を有し、所定の曲率半径ＲＲ（例えば、１０ｍｍ）を有する。したがって、半径ＲＷ（例えば、１５０ｍｍ）の基板Ｗの周縁部に対して、保持ピン６０１，６０２の接触面６０１ｔ，６０２ｔは点接触する。
【００８９】
上述のように、保持部材６００ａの保持ピン６０１，６０２間には隙間６０９が存在している。基板Ｗの円周方向における保持ピン６０１，６０２の長さは、例えば約２ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内に設定される。また、基板Ｗの円周方向における隙間６０９の間隔Ｕは、例えば約２ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内に設定される。
【００９０】
隙間６０９の間隔Ｕは、基板Ｗの円周方向における保持ピン６０１または保持ピン６０２の長さに応じて設定される。例えば、基板Ｗの円周方向における保持ピン６０１または保持ピン６０２の長さが５ｍｍである場合、隙間６０９の間隔Ｕは約５ｍｍに設定される。また、基板Ｗの円周方向における保持ピン６０１または保持ピン６０２の長さが２ｍｍである場合、隙間６０９の間隔Ｕは約２ｍｍに設定される。
【００９１】
上記構成において、隙間６０９の間隔Ｕは半径ＲＷの基板Ｗの周縁部の長さに比べて非常に小さい。これにより、基板Ｗの回転時に、特定の保持部材により基板Ｗに応力が加えられた場合、その応力は保持ピン６０１と基板Ｗとの接触部および保持ピン６０２と基板Ｗとの接触部に分散される。
【００９２】
すなわち、本例では複数の保持部材６００ａ〜６００ｃの各々に間隔Ｕで２つの保持ピン６０１，６０２が形成されているので、各保持部材の２つの保持ピン６０１，６０２により基板Ｗに加えられる応力が２箇所に分散されるとともに、それぞれの接触部で基板Ｗに集中する応力が、保持ピンが１つしかない場合に比べて１／２に低減される。
【００９３】
このように、本実施の形態に係るスピンチャック５０１においては、特定の保持部材により基板Ｗに加えられる応力が複数の保持ピンにより分散される。それにより、基板Ｗと保持ピンとの接触部で基板Ｗに応力が集中することによる基板の破損が防止される。
【００９４】
さらに、上述のように、保持部材６００ａ〜６００ｃは２つの保持ピン６０１，６０２を有する。これにより、基板Ｗにノッチ部が形成され、保持ピン６０１，６０２の一方がノッチ部に位置した場合でも、他方の保持ピンが基板Ｗの周縁部に当接するので、ノッチ部の内壁面に保持ピンが嵌まり込むことが防止される。その結果、ノッチ部の内壁面への応力集中に起因する基板Ｗの破損が防止される。
【００９５】
上記のように、保持部材６００ａ〜６００ｃにおいては、２つの保持ピン６０１，６０２間に隙間６０９が形成されている。それにより、基板Ｗの洗浄処理および基板Ｗの乾燥処理時に、基板Ｗ上に供給された洗浄液が保持ピン６０１，６０２間の隙間６０９を通じて外部に排出される。したがって、基板Ｗ上に洗浄液が滞留することが防止される。
【００９６】
特に、保持ピン６０１，６０２の各々の接触面６０１ｔ，６０２ｔは、基板Ｗに対して凸状の曲面を有している。これにより、基板Ｗ上に供給された洗浄液は、保持ピン６０１，６０２の各々の接触面６０１ｔ，６０２ｔに沿って外方に排出され易くなっている。
【００９７】
また、基板Ｗの中心部から外方への気流が保持ピン６０１，６０２間の隙間６０９を通過することが可能となっている。それにより、保持ピン６０１，６０２による気流の乱れが低減される。
【００９８】
したがって、本実施の形態に係るスピンチャック５０１によれば、パーティクルの発生および基板Ｗ表面のしみの発生等の処理不良の発生が防止され、信頼性の高い基板Ｗの処理が実現される。
【００９９】
なお、上記では、スピンチャック５０１に、３つの保持部材６００ａ〜６００ｃが設けられているが、スピンチャック５０１に設けられる保持部材の数は３つ以上であればよく、例えば等角度間隔に６つの保持部材が設けられてもよい。
【０１００】
また、上記では、保持部材６００ａ〜６００ｃの各々に２つの保持ピン６０１，６０２が形成されているが、保持部材６００ａ〜６００ｃの各々に形成される保持ピンの数は複数であればよく、３つ以上であってもよい。
【０１０１】
以上、本実施の形態においては、スピンチャック５０１が基板保持装置に相当し、スピンベース７００が回転部材に相当し、保持ピン６０１，６０２が閉じる際の保持部材６００ａ〜６００ｃの位置が基板保持位置に相当し、保持ピン６０１，６０２が開く際の保持部材６００ａ〜６００ｃの位置が基板開放位置に相当し、保持部材６００ａ，６００ｂ，６００ｃが複数の保持部材に相当し、平板部６０６が支持部に相当し、保持ピン６０１，６０２が複数の当接部に相当し、隙間６０９が隙間に相当する。
【０１０２】
また、ばね部材７０５が付勢手段に相当し、連動リンク機構７１０が保持部材移動機構に相当し、接触面６０１ｔ，６０２ｔが凸状の曲面に相当し、回転軸５０３およびチャック回転駆動機構５０８が回転駆動手段に相当し、処理液供給管５０４、下面ノズル５０５、ノズル５１０、回動モータ５１１、回動軸５１２およびアーム５１３が処理手段に相当し、基板処理装置１００の回転処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが基板処理装置に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る基板保持装置、および基板飛散防止方法は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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等の基板の製造に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の回転処理部の構成を説明するための図である。
【図３】図２のスピンチャックの構造および動作を説明するための図である。
【図４】図２のスピンチャックの構造および動作を説明するための図である。
【図５】図３の保持部材の外観斜視図および側面図である。
【図６】図３の保持部材が基板Ｗを保持する状況を示す拡大上面図である。
【図７】保持ピンと基板との接触面積および基板に加えられる応力を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０５】
４  制御部
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  回転処理部
１００  基板処理装置
５０１  スピンチャック
５０３  回転軸
５０４  処理液供給管
５０５  下面ノズル
５０８  チャック回転駆動機構
５１０  ノズル
５１１  回動モータ
５１２  回動軸
５１３  アーム
６００ａ，６００ｂ，６００ｃ  保持部材
６０１，６０２  保持ピン
６０１ｔ，６０２ｔ  接触面
６０６  平板部
６０９  隙間
７００  スピンベース
７０５  ばね部材
７１０  連動リンク機構
【図１】
2006253210.tif 000003
【図２】
2006253210.tif 000004
【図３】
2006253210.tif 000005
【図４】
2006253210.tif 000006
【図５】
2006253210.tif 000007
【図６】
2006253210.tif 000008
【図７】
2006253210.tif 000009