(57)【要約】【課題】各スピンドルの保持回転部による基板の周縁部を保持する保持力を均等にでき、保持した基板の回転を安定させることができる基板保持回転機構を提供すること。【解決手段】基板Ｗの周縁部を保持し回転する複数のスピンドル５０を、各々二本ずつのスピンドル５０からなるスピンドル群５３，５４として基板保持位置の対向する両側部に配置し、各スピンドル群５３，５４が取り付けられたベース部材１７，２５を基板保持位置の両側部で直線移動させる第１移動機構１０と第２移動機構２０を備えると共に、第１移動機構１０にベース部材１７を水平面内で回動自在にする回動機構を設けた。これにより、スピンドル群５３，５４が基板Ｗを保持する際に、回動機構によってベース部材１７が回動して、その上のスピンドル５０，５０が基板Ｗの周縁部を保持する保持力が自動調整されて互いに均等になる。【選択図】図９
2007294920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持回転部を備えた３本以上のスピンドルと、前記３本以上のスピンドルの保持回転部のうち少なくとも１つを回転させる回転機構とを具備し、前記３本以上のスピンドルの保持回転部で基板の周縁部を保持し該基板を回転させる基板保持回転機構において、
前記３本以上のスピンドルのうち少なくとも１本を搭載するベース部材と、該ベース部材を回動自在にする回動機構とを備え、該ベース部材が前記回動機構により回動することで、該ベース部材に搭載されたスピンドルの保持回転部による前記基板を保持する保持力が調整されるように構成したことを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持回転機構において、
前記回動機構は、前記ベース部材に取り付けた軸部を中心として該ベース部材を回動自在にすることを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板保持回転機構において、
前記ベース部材上に搭載されたスピンドルが、前記基板を保持する基板保持位置と該基板保持位置から退避した退避位置との間で移動するように前記ベース部材を往復移動させる往復移動機構を備えたことを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項４】
請求項３に記載の基板保持回転機構において、
前記ベース部材が複数設置されていると共に、各ベース部材に前記回動機構及び／又は前記往復移動機構が設置されていることを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項５】
保持回転部を備えた３本以上のスピンドルと、前記３本以上のスピンドルの保持回転部のうち少なくとも１つを回転させる回転機構とを具備し、前記３本以上のスピンドルの保持回転部で基板の周縁部を保持し該基板を回転させる基板保持回転機構において、
前記３本以上のスピンドルのうち少なくとも１本を搭載するベース部材と、前記ベース部材上に搭載されたスピンドルが、前記基板を保持する基板保持位置と該基板保持位置から退避した退避位置との間で移動するように前記ベース部材を往復移動させる往復移動機構とを備えたことを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項６】
請求項５に記載の基板保持回転機構において、
前記ベース部材を一対設けそれらを前記基板保持位置の両側部に配置し、該一対のベース部材に前記往復移動機構を設置し、該往復移動機構は、前記一対のベース部材上に搭載されたスピンドルを互いに共通の直線に沿う方向に往復移動させるように構成したことを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項７】
請求項６に記載の基板保持回転機構において、
前記一対のベース部材のうち少なくとも一方に、該ベース部材を回動自在にする回動機構を備え、該ベース部材が前記回動機構により回動することで、該ベース部材に搭載されたスピンドルの保持回転部による前記基板を保持する保持力が調整されるように構成したことを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項８】
一対の第１軸部材を中心にそれぞれ回転可能な一対の第１ベース部材と、
第２軸部材を中心に回転可能な第２ベース部材と、
前記一対の第１ベース部材および前記第２ベース部材に取り付けられた複数のスピンドルと、
前記複数のスピンドルにそれぞれ取り付けられ、基板を保持する複数の保持回転部と、
前記一対の第１ベース部材を前記一対の第１軸部材を中心に互いに反対方向に回転させる１つの駆動機構と、
前記複数の保持回転部のうちの少なくとも１つを回転させる回転機構とを備え、
前記一対の第１ベース部材の回転に伴って、前記複数の保持回転部のうちの少なくとも２つは基板に近接および離間する方向に移動することを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項９】
請求項８に記載の基板保持回転機構において、
前記一対の第１ベース部材に設けられた少なくとも１つの基板押し出し部材を更に備え、
前記一対の第１ベース部材の回転に伴って前記少なくとも２つの保持回転部が基板から離間する方向に移動するときに、前記基板押し出し部材が基板の周縁部に接触することを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項１０】
請求項８に記載の基板保持回転機構において、
前記複数の保持回転部に保持された基板の周縁部の近傍に基板ストッパーを配置し、
前記基板ストッパーと前記第２ベース部材とは、前記基板の中心に関して略対称に配置されることを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項１１】
請求項８に記載の基板保持回転機構において、
前記一対の第１ベース部材と前記第２軸部材とを連結する一対の連結部材をさらに備え、
前記第２軸部材は基板の径方向に移動可能に構成されていることを特徴とする基板保持回転機構。
【請求項１２】
基板を保持し回転させる基板保持回転機構と、前記基板に処理液を供給する処理液供給機構と、前記基板の処理を行う基板処理部とを備え、前記基板保持回転機構で基板を保持し回転させながら、前記処理液供給機構で該基板に処理液を供給し、前記基板処理部で該基板の処理を行う基板処理装置において、
前記基板保持回転機構として、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板保持回転機構を用いたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理装置において、
前記基板処理部で処理を行う前の基板に前処理を施す基板前処理部を具備し、該基板前処理部で前記基板の前処理を行った後、前記基板処理部で該基板の後処理を行うように構成したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板処理装置において、
前記基板前処理部で行う基板の前処理は該基板の研磨処理であり、前記基板処理部で行う基板の後処理は該基板の洗浄処理であることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスピンドルで基板を保持し回転させる基板保持回転機構、及び該基板保持回転機構を備えた基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、半導体ウエハ等の基板の洗浄処理や研磨処理を行う際に該基板を保持し回転させる基板保持回転機構がある。図１は、この種の基板保持回転機構を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構は、図１（ａ）に示すように、基板Ｗの両側部に各々複数本（図では各二本）のスピンドル１０１からなるスピンドル群１０２，１０２を備えている。スピンドル群１０２，１０２は、板状のベース部材１００，１００上に設置されている。ベース部材１００，１００は、該ベース部材１００，１００を基板Ｗの保持位置と退避位置との間で移動させる移動機構（図示せず）に搭載されている。この基板保持回転機構は、各スピンドル群１０２，１０２を退避位置から保持位置に向かって移動させることで、各スピンドル１０１に設けた保持回転部（コロ）１０１ａを基板Ｗの周縁部に当接させて基板Ｗを保持（クランプ）する。またその状態で保持回転部１０１ａを回転させ、保持した基板Ｗを回転させるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８０１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この基板保持回転機構は、通常、基板Ｗを保持した際に、各スピンドル１０１が上方から見て同一の円周上に配置され、各スピンドル１０１の保持回転部１０１ａが互いに均等な圧力で基板Ｗの周縁部に当接するようになっている。しかしながら、ベース部材１００の設置位置のずれや、移動機構のガタなどによって、基板Ｗを保持した際に各スピンドル１０１の位置が同一円周上からずれて微小な位置の誤差が生じることがある。そうすると、基板Ｗを保持した際に、図１（ｂ）に示すように一対のスピンドル１０１，１０１の片方だけしか基板Ｗに当接しなかったり、あるいは両方が当接してもその当接力に差が出たりする。このように、各スピンドル１０１の保持回転部１０１ａが基板Ｗを保持する保持力が均等でなくなる場合があった。そうすると、保持回転部１０１ａに保持された基板Ｗの回転が安定せず、基板Ｗの洗浄等の処理効率が低下するおそれがあった。また、保持力が不均等な状態で多数の基板Ｗを処理すると、次第に各スピンドル１０１の保持回転部１０１ａの磨耗度に差が生じてしまう。そのため、保持回転部１０１ａの磨耗が進む前に部品交換を行わなければならず、部品コストが増加したり、メンテナンスの回数が増えて装置の稼働率の低下につながる、という問題があった。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、基板を保持する際に、各スピンドルの保持回転部による基板の周縁部を保持する保持力を均等にでき、基板の回転を安定させることができ、且つ多数のウエハを保持しても各スピンドルの保持回転部の磨耗度に差が生じにくい基板保持回転機構、及び該基板保持回転機構を備えた基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の一態様は、保持回転部を備えた３本以上のスピンドルと、前記３本以上のスピンドルの保持回転部のうち少なくとも１つを回転させる回転機構とを具備し、前記３本以上のスピンドルの保持回転部で基板の周縁部を保持し該基板を回転させる基板保持回転機構において、前記３本以上のスピンドルのうち少なくとも１本を搭載するベース部材と、該ベース部材を回動自在にする回動機構とを備え、該ベース部材が前記回動機構により回動することで、該ベース部材に搭載されたスピンドルの保持回転部による前記基板を保持する保持力が調整されるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
上述の本発明によれば、各スピンドルの保持回転部による基板の周縁部を保持する保持力が互いに均等になるように調整することができる。すなわち基板を保持する際に、当初、各スピンドルの保持回転部が基板の周縁部に均等な圧力で当接しなくても、ベース部材上に搭載されたスピンドルの保持回転部が基板の周縁部に当接することで、当該スピンドルに掛かる力でベース部材が回動して、各スピンドルの保持回転部が互いに均等な圧力で基板の周縁部に当接するようになる。これにより保持した基板の回転が安定することで、基板の処理が滞りなく行えると共に、基板ごとの処理のばらつきを抑えることができる基板保持回転機構となる。また、多数の基板を保持し続けても各スピンドルの保持回転部の磨耗度に差が生じにくいことで、保持回転部の寿命が長くなる。したがって、部品交換を伴うメンテナンスの回数を抑えることができ、基板洗浄装置等に用いた場合に装置の稼働率を低下させずに済む。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、前記回動機構は、前記ベース部材に取り付けた軸部を中心として該ベース部材を回動自在にすることを特徴とする。
本発明によれば、簡単な機構でスピンドルの保持回転部による基板を保持する保持力を調整できる。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記ベース部材上に搭載されたスピンドルが、前記基板を保持する基板保持位置と該基板保持位置から退避した退避位置との間で移動するように前記ベース部材を往復移動させる往復移動機構を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、往復移動機構によって各スピンドルを移動させて基板を保持することができると共に、その際に回動機構によって各スピンドルによる基板の保持力を調整できる。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記ベース部材が複数設置されていると共に、各ベース部材に前記回動機構及び／又は前記往復移動機構が設置されていることを特徴とする。
本発明によれば、基板を保持する保持力の不均衡を是正することができ、より均等な圧力で基板を保持することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の態様は、保持回転部を備えた３本以上のスピンドルと、前記３本以上のスピンドルの保持回転部のうち少なくとも１つを回転させる回転機構とを具備し、前記３本以上のスピンドルの保持回転部で基板の周縁部を保持し該基板を回転させる基板保持回転機構において、前記３本以上のスピンドルのうち少なくとも１本を搭載するベース部材と、前記ベース部材上に搭載されたスピンドルが、前記基板を保持する基板保持位置と該基板保持位置から退避した退避位置との間で移動するように前記ベース部材を往復移動させる往復移動機構とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、簡単な構成で基板を保持することができると共に、保持した基板を安定した状態で回転させることができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記ベース部材を一対設けそれらを前記基板保持位置の両側部に配置し、該一対のベース部材に前記往復移動機構を設置し、該往復移動機構は、前記一対のベース部材上に搭載されたスピンドルを互いに共通の直線に沿う方向に往復移動させるように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、各ベース部材に搭載されたスピンドルが基板を保持する際の動作が簡単な動作になると共に、その動作にガタが生じにくく基板を保持する際の各スピンドルの位置ずれを防止することができ、安定した状態で基板を保持し回転させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記一対のベース部材のうち少なくとも一方に、該ベース部材を回動自在にする回動機構を備え、該ベース部材が前記回動機構により回動することで、該ベース部材に搭載されたスピンドルの保持回転部による前記基板を保持する保持力が調整されるように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、往復移動機構で基板を保持する際にこの回動機構によって各スピンドルによる基板の保持力を調整できる。
【００１４】
本発明の他の態様は、一対の第１軸部材を中心にそれぞれ回転可能な一対の第１ベース部材と、第２軸部材を中心に回転可能な第２ベース部材と、前記一対の第１ベース部材および前記第２ベース部材に取り付けられた複数のスピンドルと、前記複数のスピンドルにそれぞれ取り付けられ、基板を保持する複数の保持回転部と、前記一対の第１ベース部材を前記一対の第１軸部材を中心に互いに反対方向に回転させる１つの駆動機構と、前記複数の保持回転部のうちの少なくとも１つを回転させる回転機構とを備え、前記一対の第１ベース部材の回転に伴って、前記複数の保持回転部のうちの少なくとも２つは基板に近接および離間する方向に移動することを特徴とする基板保持回転機構である。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記一対の第１ベース部材に設けられた少なくとも１つの基板押し出し部材を更に備え、前記一対の第１ベース部材の回転に伴って前記少なくとも２つの保持回転部が基板から離間する方向に移動するときに、前記基板押し出し部材が基板の周縁部に接触することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の保持回転部に保持された基板の周縁部の近傍に基板ストッパーを配置し、前記基板ストッパーと前記第２ベース部材とは、前記基板の中心に関して略対称に配置されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記一対の第１ベース部材と前記第２軸部材とを連結する一対の連結部材をさらに備え、前記第２軸部材は基板の径方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の態様は、基板を保持し回転させる基板保持回転機構と、前記基板に処理液を供給する処理液供給機構と、前記基板の処理を行う基板処理部とを備え、前記基板保持回転機構で基板を保持し回転させながら、前記処理液供給機構で該基板に処理液を供給し、前記基板処理部で該基板の処理を行う基板処理装置において、前記基板保持回転機構として、上述した態様の基板保持回転機構を用いたことを特徴とする。
本発明によれば、基板を処理する際の該基板の回転を安定させることができ、基板処理部による基板処理を効率良く行うことができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様は、前記基板処理部で処理を行う前の基板に前処理を施す基板前処理部を具備し、該基板前処理部で前記基板の前処理を行った後、前記基板処理部で該基板の後処理を行うように構成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の好ましい態様は、前記基板前処理部で行う基板の前処理は該基板の研磨処理であり、前記基板処理部で行う基板の後処理は該基板の洗浄処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、本発明によれば、保持回転部による基板の周縁部を保持する保持力を均等にでき、基板の回転を安定させることができる。さらに、多数のウエハを保持しても各スピンドルの保持回転部の磨耗度に差が生じにくい基板保持回転機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１実施形態：基板保持回転機構を備えた基板洗浄装置〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態にかかる基板洗浄装置が備える基板保持回転機構の構成を示す斜視図である。また図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ矢視図であり、図５は、図２（図４）のＣ矢視図である。また、図７は、基板洗浄装置が備える基板洗浄機構の構成を示す斜視図である。この基板洗浄装置は、図２に示す基板保持回転機構１の上部に、図７に示す基板洗浄機構２が設置されて、これらが一体に構成されているものである。
【００２１】
まず、基板保持回転機構１を説明する。図２に示すように、基板保持回転機構１は、中央部に洗浄部材駆動機構３０が設置され、該洗浄部材駆動機構３０の対向する両側にそれぞれ図７に示す各スピンドル群５３，５４を移動させる第１移動機構１０と第２移動機構２０が設置されている。
【００２２】
洗浄部材駆動機構３０は、図３に示すケース３１の内側に設置されたシリンダ３２（図３には図示せず）と、該シリンダ３２により駆動される棒状の支柱部材３３とを備えている。支柱部材３３は、シリンダ３２の上方に突出していてシリンダ３２の駆動により上下動可能になっている。また、支柱部材３３の上端には、洗浄部材６０の下部洗浄部材６２（図７参照）を取り付ける取付部３４が設けられている。一方、ケース３１の両側部には、該ケース３１を挟んで互いに平行に配置された一対の直線状のスライドレール３６，３６が配設されている。このスライドレール３６，３６の両端部に、第１移動機構１０と第２移動機構２０がスライド移動可能に取り付けられている。
【００２３】
ここで、第１移動機構１０の構成を説明する。図６は、第１移動機構１０を示す概略平面図である。図６と図２及び図３に示すように、スライドレール３６，３６の一端近傍の下面側に断面略コ字状の一対のスライダー１２，１２がスライド移動自在に係合している。そしてこれらスライダー１２，１２の下面に、略矩形で平板状の連結部材１３が取り付けられている。連結部材１３の中央部には上下に貫通する開口部１３ａが設けられ、該開口部１３ａの内周にベアリング１４が嵌合され、ベアリング１４の内輪１４ａ（図３参照）に略円柱状の軸部材１５が取り付けられている。軸部材１５は、連結部材１３に対して開口部１３ａ内でベアリング１４により回転自在になっている。また開口部１３ａの上部には、開口部１３ａ内に設置した軸部材１５の上面を覆うカバー１６が取り付けられている。
【００２４】
一方、連結部材１３の下面側には、略矩形で平板状のベース部材１７が設置されている。ベース部材１７は、その外形が連結部材１３よりも大きく、上面中央部が軸部材１５の下端面にボルト１５ａ（図４参照）で接合されて固定されている。これにより、ベース部材１７は、図６に示すように軸部材１５を中心として該軸部材１５と一体に水平面内で回動するようになっている。またこのベース部材１７の上面には、連結部材１３の下面を収納する略矩形状の凹部１７ａが形成されている。そして凹部１７ａの内周側面と連結部材１３の外周側面との間には、僅かな寸法のクリアランス（隙間）部Ｄが設けられている（図６参照）。そのため、ベース部材１７は連結部材１３に対して、クリアランス部Ｄで連結部材１３とベース部材１７が接触しない範囲で回動することができる。なおクリアランス部Ｄの幅寸法は、本実施形態では約２ｍｍ程度に形成されている。
【００２５】
さらに、図４及び図５に示すように、ベース部材１７の外側（スライドレール３６，３６の延伸方向の外側）には、略Ｌ字状でその一端が下方に向かうガイド部材１８が取り付けられている。またこのガイド部材１８の内側には、下記する仕切部材３にその上端が固定された板状の係止部材１９が設置されている。係止部材１９の内側にはシリンダ２２が取り付けられ、このシリンダ２２によって進退駆動されるロッド２４の先端が、フローティングジョイント２１を介してガイド部材１８の内側に連結されている。フローティングジョイント２１は、詳細な図示は省略するがそれぞれがロッド２４側とガイド部材１８側に取り付けられる一対の連結具からなり、一方の連結具が備える球形状の突起部２１ａが、他方の連結具が備える球面状の凹部２１ｂ内に回転自在に係合して構成されている。これにより、ガイド部材１８がロッド２４に対して略全方向に揺動（回動）自在な状態で連結されているので、シリンダ２２の駆動によりベース部材１７と連結部材１３を一体にスライドレール３６，３６に沿って往復移動させることができると共に、これらベース部材１７及びガイド部材１８が、係止部材１９やシリンダ２２とは独立して水平面内で自在に回動できるようになっている。
【００２６】
また、図４に示すように、ガイド部材１８の内面には、その先端部が係止部材１９の外面に当接し、ベース部材１７及び連結部材１３の移動を所定位置で規制する突起状のストッパー部材２３が取り付けられている。なお、３７はシリンダ２２に取り付けられたレギュレータである。このように、第１移動機構１０は、ベース部材１７と連結部材１３を一体にスライドレール３６，３６に沿う直線方向に往復移動させる往復移動機構と、ベース部材１７を連結部材１３に対して軸部材１５を中心に水平面内で回動自在に設置してなる回動機構とを備えている。
【００２７】
またベース部材１７は、図３及び図６に示すように、その両側が各スライドレール３６，３６の両外側（スライドレール３６，３６の延伸方向に直交する両外側）に突出しており、この突出した部分の上面にスピンドル５０，５０が立設されている。そして、図３に示すように各スピンドル５０の中空円柱状の本体部５１内に回転自在に設置されたシャフト２６が、ベース部材１７を貫通してその下面側に突出している。またベース部材１７の一方のスピンドル５０を取り付けた位置の下面側には、断面形状が略コ字状の板状の取付部材２７を介してモータ２８が取り付けられ、該モータ２８の回転軸２８ａがシャフト２６の下端に連結されている。また図３に示すように一方のスピンドル５０内のシャフト２６と他方のスピンドル５０内のシャフト２６との間には、一方のシャフト２６の回転を他方のシャフト２６に伝達する伝達ベルト２９が掛け渡されている。また、図２に示すように各スピンドル５０の本体部５１の上端部には、保持回転部（コロ）５２（図７参照）を取り付ける取付部５１ａが設けられ、この取付部５１ａから突出するシャフト２６の上端部２６ａが、保持回転部５２に接続されていて、シャフト２６の回転が保持回転部５２に伝達されるようになっている。なお図２では、各保持回転部５２を取り外した状態を示している。
【００２８】
図７に示すように、各スピンドル５０に取り付けられた保持回転部５２は、その外周側面に基板Ｗの周縁部に当接する保持溝５２ａが形成されていて、保持溝５２ａで基板Ｗの周縁部を保持し回転させるようになっている。そして図７に示すように、各スピンドル５０は、各二本のスピンドル５０からなる一対のスピンドル群５３，５４としてウエハ保持位置の対向する両側部に設置され、これら各スピンドル群５３，５４がそれぞれ第１移動機構１０と第２移動機構２０に搭載されている。
【００２９】
第２移動機構２０は、上記で説明した第１移動機構１０が備えるベース部材１７に代えて、ベース部材１７と連結部材１３を一体に構成したものに相当する一枚のベース部材２５を備えたもので、その部分のみ第１移動機構１０と異なり、他の部分の構成は第１移動機構１０と共通である。したがって第２移動機構２０の図示及びその説明では、第１移動機構と共通する部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。即ち、図２に示すように第２移動機構２０では、連結部材１３及び軸部材１５に相当する部材を設けずに、スライダー１２，１２の下面をベース部材２５の上面に直接取り付けており、ベース部材２５をスライドレール３６，３６に沿う直線方向に往復移動させる往復移動機構のみを備えている。したがってベース部材２５に取り付けられた二本のスピンドル５０，５０は、当該直線方向に往復移動する動作のみが可能である。
【００３０】
次に、基板洗浄機構２を説明する。図７に示す基板洗浄機構２は、基板Ｗの上面と下面を洗浄する上部洗浄部材６１と下部洗浄部材６２とからなる一対の洗浄部材６０と、基板Ｗの上面と下面に向けて洗浄液を供給する上部ノズル７１と下部ノズル７２とからなる洗浄液供給機構７０を備えている。また、図８に示すような、基板洗浄装置の外部で基板Ｗを受け渡しして該基板Ｗをウエハ保持位置へ搬入出するウエハ搬送機構４０が設置されている。
【００３１】
洗浄部材６１，６２は、基板Ｗの上面と下面に摺接する円柱状のロールスポンジ６３，６４と、該ロールスポンジ６３，６４を回転可能に取り付けているロールスポンジ取付部材６５，６６とを備えている。これら洗浄部材６１，６２は、その長手方向が各スピンドル群５３，５４の間に延伸して設置されている。また、各ロールスポンジ６３，６４は、基板Ｗの上下面の全面に摺接可能なようにその長さが基板Ｗの径と略同一の寸法に形成されている。また、上部洗浄部材６１は、ロールスポンジ６３を上下動させ且つ回転させる図示しない駆動機構に取り付けられている。一方、下部洗浄部材６２は、詳細な図示は省略するが、支柱部材３３の取付部３４に取り付けられている。一方、上部ノズル７１と下部ノズル７２は、図示しない洗浄液供給源に連通接続されていて、基板Ｗの上面及び下面に向けて超純水やアンモニア水あるいはフッ化水素酸（フッ酸）などの洗浄液を噴射供給するようになっている。
【００３２】
図８に示すウエハ搬送機構４０は、基板Ｗを載置する平板状の支持部４１と、基板Ｗの周縁部に係合する支持部４１から上方に突出したガイド部４２，４２とを有するロボットハンド４３と、該ロボットハンド４３の後端に接続された図示しないロボット本体とを備えて構成されている。ロボットハンド４３は、両スピンドル群５３，５４の間からウエハ保持位置へ侵入・退避できるようになっている。
【００３３】
この基板洗浄装置は、図示は省略するが全体が箱型のケーシング内に収納配置されていて、図３及び図４に示すように、スライドレール３６，３６の上面とケース３１の上面が、ケーシング内に設置された板状の仕切部材３の下面側に固定されている。この仕切部材３によって、ケーシング内が基板保持回転機構１を配置した下部空間と基板洗浄機構２を配置した上部空間に仕切られており、基板洗浄機構２で基板を洗浄する際の洗浄液等が下部空間内の基板保持回転機構１に達しないようになっている。なお、各スピンドル５０や支柱部材３３は、仕切部材３に設けた開口部３ａ等からその上面側に突出している。
【００３４】
次に、図９（ａ）乃至図９（ｃ）を用いて基板保持回転機構１の動作を説明する。図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、基板保持回転機構１を上方から見た模式図である。基板保持回転機構１では、図９（ａ）に示すようにウエハ保持位置の対向する両側部に配置されたスピンドル群５３，５４を、第１移動機構１０と第２移動機構２０が備える往復移動機構により、ウエハ保持位置に向けて共通の直線Ｌ，Ｌに沿う方向に移動させ、各スピンドル５０の保持回転部５２（図７参照）を基板Ｗの周縁部に当接させて、基板Ｗを保持する。
【００３５】
このようにして基板Ｗを保持する際に、第１移動機構１０上のスピンドル５０，５０の保持回転部５２，５２が基板Ｗの周縁部に互いに均等な圧力で当接しない場合でも、図９（ｂ）に示すように、一方の保持回転部５２が基板Ｗの周縁部に当接することでこのスピンドル５０に掛かる力で軸部材１５を中心にベース部材１７が回動する。これにより、スピンドル５０，５０が基板Ｗを保持する保持力の不均衡が是正され、図９（ｃ）に示すようにスピンドル５０，５０の保持回転部５２，５２が、互いに均等な圧力で基板Ｗの周縁部に当接した状態で基板Ｗが保持される。
【００３６】
このように、基板保持回転機構１によれば、ベース部材１７上のスピンドル５０，５０が水平面内で回動自在なので、基板Ｗを保持する際にこれらスピンドル５０，５０が基板Ｗの周縁部を保持する保持力が自動調整されて、互いに均等な保持力になる。したがって保持した基板Ｗの回転を安定させることが可能となる。また、多数の基板Ｗを保持しても、各スピンドル５０の保持回転部５２の摩耗度に差が生じにくいので、保持回転部５２の頻繁な部品交換が必要にならずに済む。また、部品交換を伴うメンテナンスの回数を少なく抑えることができるので、基板洗浄装置の稼働率を低下させずに済む。またこの回動機構は、二本のスピンドル５０，５０の中間部に設置した軸部材１５を中心としてベース部材１７を回動自在にしているので、簡単な機構で各スピンドル５０，５０の保持回転部５２，５２が基板Ｗを保持する保持力を互いに均等にすることを可能としている。
【００３７】
次に、基板洗浄装置による基板Ｗの洗浄工程を説明する。まず、スピンドル群５３，５４をウエハ保持位置の両外側の退避位置に退避させておく。その状態で、基板Ｗが載置されたロボットハンド４３を移動させて、基板Ｗを洗浄部材６１，６２の長手方向と平行にウエハ保持位置まで搬送する。そこから第１移動機構１０と第２移動機構２０を駆動して、スピンドル群５３，５４をウエハ保持位置に向かって直線移動させ、基板Ｗの周縁部に各スピンドル５０の保持回転部５２を当接させて基板Ｗを保持する。ここで、基板Ｗを保持する際に、上記で説明したように第１移動機構１０の回動機構でベース部材１７上のスピンドル５０，５０が基板Ｗを保持する保持力が自動的に調整され、これらスピンドル５０，５０の保持回転部５２，５２が基板Ｗの周縁部に均等な圧力で当接する。
【００３８】
基板Ｗが各スピンドル５０の保持回転部５２で保持されたら、ロボットハンド４３が下降して基板Ｗの下面から離間し、その後、ウエハ保持位置から退避する。なお上述の各動作の間、上部洗浄部材６１と下部洗浄部材６２は、ウエハ保持位置の上方及び下方にそれぞれ退避している。
【００３９】
次に、モータ２８を駆動して各スピンドル５０の保持回転部５２を回転させ、基板Ｗを所定の回転速度で回転させる。また、洗浄液供給機構７０の上部ノズル７１及び下部ノズル７２から基板Ｗの上面及び下面に洗浄液を噴射供給する。そしてロールスポンジ６３，６４を回転させながら洗浄部材６１，６２を上下動させ、ロールスポンジ６３，６４を基板Ｗの上面及び下面に摺接させて基板Ｗの上面及び下面をスクラブ洗浄する。この洗浄工程を行っている間も、第１移動機構１０上のスピンドル５０，５０は回動自在なので、これらスピンドル５０，５０の保持回転部５２，５２が基板Ｗの周縁部を保持する保持力が常に均等になるように自動調整される。したがって、洗浄処理中の基板Ｗの回転が安定し、効率良く洗浄処理を行うことができる。
【００４０】
〔第２実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。本実施形態の説明及び図面においては、第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下の他の実施形態においても同様とする。図１０は、本実施形態の基板保持回転機構１−２を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構１−２が第１実施形態の基板保持回転機構１と異なるのは、ウエハ保持位置の両側に、上記で説明した回動機構を備えた第１移動機構１０，１０を配置し、それら第１移動機構１０，１０にそれぞれスピンドル群５３，５４を搭載したものである。この基板保持回転機構１−２では、各スピンドル５０で基板Ｗを保持する際に、第１移動機構１０，１０の回動機構が共に働くことで、両方のスピンドル群５３，５４の保持力の不均衡を是正することができるため、第１実施形態の基板保持回転機構１よりもさらに均等な圧力で基板Ｗを保持することが可能となる。なお、図１０では、第１移動機構１０を簡略化して示している。以下の各図でも同様とする。
【００４１】
〔第３実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第３実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。図１１は、本実施形態の基板保持回転機構１−３を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構１−３が第１実施形態の基板保持回転機構１と異なるのは、第１移動機構１０に対向するウエハ保持位置の他方の側部に、一本のスピンドル５０のみを設置した点である。このスピンドル５０は、設置位置で固定されていて移動しない。その一方で、第１移動機構１０に搭載されたスピンドル５０，５０が上記の往復移動機構によりウエハ保持位置に向かって移動することで、基板Ｗが保持される。
【００４２】
すなわちこの基板保持回転機構１−３は、合計３本のスピンドル５０で基板Ｗを保持するようになっている。この基板保持回転機構１−３でも、各スピンドル５０で基板Ｗを保持する際に第１移動機構１０の回動機構が働くことで、基板Ｗを保持する保持力の不均衡を是正できる。このように構成することで基板保持回転機構をより簡略化することができる。
【００４３】
なお、３本のスピンドル５０で基板Ｗを保持する基板保持回転機構において、特に本実施形態のように１本のスピンドル５０が不動で他の２本のスピンドル５０が動いて基板Ｗを保持する場合は、保持された基板Ｗの中心位置が各スピンドル５０の位置に追従して決まるため、毎回保持される基板Ｗの中心位置が一点に定まらないことが起こり得るが、その場合は基板搬送機構４０に、搬送する基板Ｗの中心位置が毎回若干異なっていても搬送を可能とする機構を別途設けるなどすれば良い。
【００４４】
この第３実施形態の一部変形構成例を図１２に示す。同図に示す基板保持回転機構１−３´は、図１１の基板保持回転機構１−３が備える固定された一本のスピンドル５０にかえて、一本のスピンドル５０´を搭載したベース部材１７´と、該ベース部材１７´を往復移動させる往復移動機構（図示せず）を設置したものである。この往復移動機構は、ベース部材１７´に搭載されたスピンドル５０´を、第１移動機構１０のスピンドル５０，５０が往復移動する直線Ｌ，Ｌに沿う方向（直線Ｌ，Ｌと平行する直線Ｌ´の方向）に往復移動させることができる。
【００４５】
〔第４実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第４実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。図１３は、本実施形態の基板保持回転機構１−４を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構１−４が第１実施形態の基板保持回転機構１と異なるのは、ウエハ保持位置の両側部に設置した第１移動機構１０と第２移動機構２０の上に、いずれも３本のスピンドル５０を搭載した点である。即ち、各ベース部材１７，２５上に、上方から見て同一円周上に配置されるように各３本ずつのスピンドル５０を搭載している。これにより、合計６本のスピンドル５０で基板Ｗを保持することになるので、より安定した状態で基板Ｗを保持することが可能となる。なおこの場合も、各スピンドル５０で基板Ｗを保持する際に、第１移動機構１０の回動機構が働くことでその上に搭載されたスピンドル５０による保持力の不均衡を是正することができる。
【００４６】
〔第５実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第５実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。図１４は、本実施形態の基板保持回転機構１−５を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構１−５が第４実施形態の基板保持回転機構１−４と異なるのは、ウエハ保持位置の両側に配置した各３本のスピンドル５０を第１移動機構１０，１０に搭載した点である。この基板保持回転機構１−５では、各スピンドル５０で基板Ｗを保持する際に、両方の第１移動機構１０，１０の回動機構が働くことで、基板Ｗを保持する保持力の不均衡を是正することができるため、第４実施形態の基板保持回転機構１−４よりもさらに均等な圧力で基板Ｗを保持することが可能となる。
【００４７】
〔第６実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第６実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。図１５は、本実施形態の基板保持回転機構１−６を上方から見た模式図である。この基板保持回転機構１−６は、ウエハ保持位置の周囲の等間隔を隔てた３箇所の位置に第１移動機構１０を設置し、それらに各２本ずつのスピンドル５０を搭載したものである。したがってこの基板保持回転機構１−６では、合計６本のスピンドル５０で基板Ｗを保持するようになっている。各第１移動機構１０上のスピンドル５０は、いずれもウエハ保持位置（ウエハ保持位置で保持される基板Ｗの中心）に向かう直線に沿う方向に往復移動可能になっている。この基板保持回転機構１−６では、各スピンドル５０で基板Ｗを保持する際に、３台の第１移動機構１０の回動機構が働くことで、基板Ｗを保持する保持力の不均衡を是正することができるため、上記各実施形態の基板保持回転機構よりもさらに均等な圧力で基板Ｗを保持することが可能となる。図中の符号５５は、ベース部材１７を往復移動させるためのシリンダである。このように往復移動機構を簡略化することもできる。なお、本実施形態では、ウエハ保持位置の周囲の３箇所のいずれにも第１移動機構１０を設置したが、これ以外にも、いずれかの第１移動機構１０を第２移動機構２０に置き換えて、その上に搭載されたスピンドル５０が往復移動のみ可能となるように構成してもよい。
【００４８】
〔第７実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第７実施形態にかかる基板保持回転機構を説明する。図１６は、本実施形態の基板保持回転機構１−７を上方から見た模式図である。
【００４９】
図１６に示すように、基板保持回転機構１−７は、一対の軸部材（第１軸部材）８０，８０を中心にそれぞれ回転可能な一対のベース部材（第１ベース部材）８１，８１と、軸部材（第２軸部材）８２を中心に回転可能なベース部材（第２ベース部材）８３とを備えている。ベース部材８１，８１には、それぞれ保持回転部（クランプローラ）８５，８５がスピンドル５０，５０（図７参照）を介して連結されている。また、ベース部材８３には２つの保持回転部８６，８６がスピンドル５０，５０を介して連結されている。なお、図１６には、スピンドル５０は図示されていないが、保持回転部８５，８５，８６，８６の下にスピンドル５０がそれぞれ配置されている。
【００５０】
保持回転部８５，８５，８６，８６は、いずれもその軸心周りに回転可能に構成されている。保持回転部８６，８６は軸部材８２に関して対称的に配置されている。ベース部材８１，８１は連結部材８８によって互いに連結されており、この連結部材８８はエアシリンダ（駆動機構）８４に連結されている。連結部材８８はエアシリンダ８４により矢印で示す方向（ウエハ保持位置にある基板Ｗの径方向）に移動する。
【００５１】
図１７は図１６に示す連結部材８８とベース部材８１との連結部の構成例を示す拡大図であり、図１８は連結部材８８の端部を示す側面図である。図１７に示すように、ベース部材８１には連結部材８８の移動方向（矢印で示す）に対して斜めに延びる長孔８１ａが形成されている。図１８に示すように、連結部材８８の端部には垂直に延びる屈曲部が形成されている。連結部材８８は２つの円形の摺動部材８９を具備しており（図１７および図１８には１つの摺動部材８９のみを示す）、連結部材８８の先端（すなわち屈曲部の先端）に摺動部材８９がそれぞれ固定されている。この摺動部材８９は、ベース部材８１の長孔８１ａに緩やかに嵌合されており、摺動部材８９は長孔８１ａ内を移動可能となっている。
【００５２】
このような構成により、エアシリンダ８４により連結部材８８を移動させると、ベース部材８１，８１がそれぞれ軸部材８０，８０を中心に互いに反対方向に回転する。なお、摺動部材８９，８９に代えて、その軸心周りに回転可能なローラを用いてもよい。
【００５３】
図１９は図１６に示す連結部材８８とベース部材８１，８１との連結部の他の構成例を示す拡大図である。図１９に示すように、この例では、連結部材８８は、２本の連結バー８８ａ，８８ａと、これらの連結バー８８ａ，８８ａがスライド自在に挿入される孔８８ｃ，８８ｃを有する収容部材８８ｂとを有している。孔８８ｃ，８８ｃは収容部材８８ｂの両側部に形成されており、これらの孔８８ｃ，８８ｃは同一線上に配列されている。孔８８ｃ，８８ｃの内部にはばね８８ｄ，８８ｄがそれぞれ配置されている。なお、ばね８８ｄ，８８ｄは省略することができる。
【００５４】
収容部材８８ｂはエアシリンダ８４（図１６参照）に固定されており、エアシリンダ８４によって収容部材８８ｂが連結バー８８ａ，８８ａと共に図１６および図１９に示す矢印の方向に移動する。連結バー８８ａ，８８ａの端部はベース部材８１，８１に回転自在に連結されている。なお、この例では、ベース部材８１，８１には長孔は形成されていない。このような構成によれば、上述の例と同様に、エアシリンダ８４により連結部材８８を移動させると、ベース部材８１，８１がそれぞれ軸部材８０，８０を中心に互いに反対方向に回転する。
【００５５】
図１６に示すように、エアシリンダ８４は第１ガス供給ライン１０１および第２ガス供給ライン１０２に接続されており、図示しないガス供給源からエアシリンダ８４に第１ガス供給ライン１０１および第２ガス供給ライン１０２を通じて交互に加圧気体（例えば、加圧空気や加圧不活性ガス）が供給されるようになっている。より詳しくは、第１ガス供給ライン１０１を通じて加圧気体がエアシリンダ８４に供給されると、ベース部材８１，８１は保持回転部８５，８５を基板Ｗに近づける方向に回転し、これにより基板Ｗは保持回転部８５，８５，８６，８６により保持される。一方、第２ガス供給ライン１０２を通じてエアシリンダ８４に加圧気体が供給されると、ベース部材８１，８１は保持回転部８５，８５を基板Ｗから離間させる方向に回転し、これにより基板Ｗは保持回転部８５，８５，８６，８６から解放される。
【００５６】
第１ガス供給ライン１０１にはエアシリンダ８４に供給される加圧気体の圧力を調整する電空レギュレータ（圧力調整機構）１０３が配置されている。この電空レギュレータ１０３は、図示しない圧力センサからの信号に基づき、エアシリンダ８４に供給される加圧気体が所定の圧力となるようにフィードバック制御する。ここで、基板Ｗに作用する保持回転部８５，８５，８６，８６の保持力は、第１ガス供給ライン１０１を通じてエアシリンダ８４に供給される加圧気体の圧力に依存する。したがって、電空レギュレータ１０３は保持力調整機構としても機能する。
【００５７】
以下、本実施形態の動作について詳細に説明する。ウエハ搬送機構４０（図８参照）により基板Ｗが搬入されると、第１ガス供給ライン１０１を通じて加圧気体がエアシリンダ８４に供給される。ベース部材８１，８１はエアシリンダ８４によって軸部材８０，８０を中心に互いに反対方向に回転し、これにより保持回転部８５，８５が基板Ｗの周縁部に接触する。保持回転部８５，８５が基板Ｗに接触すると同時またはその直後に基板Ｗの周縁部が保持回転部８６，８６に接触する。このようにして、基板Ｗは４つの保持回転部８５，８５，８６，８６により保持される。図１６は基板Ｗが保持回転部８５，８５，８６，８６により保持されている状態を示している。
【００５８】
保持回転部８５，８５，８６，８６のうちの少なくとも１つは図示しないモータ（回転機構）により回転し、これにより基板Ｗが保持回転部８５，８５，８６，８６に保持された状態で回転する。保持回転部８６，８６は、軸部材８２を中心に旋回自在に設置されているのみであるので、保持回転部８５，８５，８６，８６に保持された基板Ｗの位置はほぼ一定に維持される。基板Ｗが保持されている間は、エアシリンダ８４に供給される加圧気体の圧力は電空レギュレータ１０３によって一定に維持される。
【００５９】
〔第８実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第８実施形態にかかる基板保持回転機構について説明する。本実施形態の基本的構成は第７実施形態と同様であるが、保持回転部の摩耗量を検出するセンサが設けられている点で第７実施形態と異なる。
【００６０】
図２０は本発明の第８実施形態にかかる基板保持回転機構１−８を示す模式図である。図２０に示すように、連結部材８８の近傍にはセンサ１１０が配置されており、基板保持時における連結部材８８の位置がセンサ１１０によって検出されるようになっている。連結部材８８の位置は保持回転部８５，８５，８６，８６の摩耗量に応じて変化するため、連結部材８８の位置の変化から、保持回転部８５，８５，８６，８６の摩耗量を検出することができる。なお、センサ１１０としては接触型または非接触型の公知の変位センサを用いることができる。
【００６１】
〔第９実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第９実施形態にかかる基板保持回転機構について説明する。本実施形態の基本的構成は第７実施形態と同様であるが、基板Ｗが保持回転部から解放されるときに基板Ｗを押し出す基板押し出し部材が設けられている点で第７実施形態と異なる。
【００６２】
図２１は本発明の第９実施形態にかかる基板保持回転機構１−９を示す模式図であり、基板Ｗが保持回転部により保持されている状態を示している。基板押し出し部材１１１，１１１はベース部材８１，８１にそれぞれ設けられている。図２２は基板押し出し部材を示す側面図である。図２２に示すように、基板押し出し部材１１１の一端はベース部材８１に固定され、他端は垂直に延びている。この垂直に延びる端部が基板Ｗに接触する接触部１１１ａとなっている。
【００６３】
接触部１１１ａは、軸部材８０に関して保持回転部８５とは反対側に位置している。このような配置により、保持回転部８５が基板Ｗから離間する方向に移動するとき、接触部１１１ａは基板Ｗに向かって移動する。なお、接触部１１１ａに基板Ｗと接触するコロを設けてもよい。基板Ｗの周縁部との接触面積が最小となるように、接触部１１１ａは円形の断面形状を有している。図２１に示すように、基板Ｗが保持回転部８５，８５，８６，８６により保持されているときは、基板押し出し部材１１１，１１１と基板Ｗとは離間している。
【００６４】
保持回転部８５，８５が基板Ｗから離間する方向にベース部材８１，８１が軸部材８０，８０を中心に回転すると、基板押し出し部材１１１，１１１の接触部１１１ａ，１１１ａは基板Ｗの周縁部に接触し、基板Ｗを水平方向に移動させる。これにより基板Ｗの周縁部が保持回転部８６，８６の保持溝（図７の符号５２ａ参照）から外れ、ウエハ搬送機構４０（図８参照）により基板Ｗをそのまま上方に持ち上げて、搬出することができる。このように、本実施形態によれば、保持回転部８５，８５が基板Ｗから離間すると同時に基板Ｗの周縁部が保持回転部８６，８６の保持溝から外れるので、基板Ｗを速やかに搬出することができる。なお、基板押し出し部材は１つでもよい。この場合は、ベース部材８１，８１のいずれか一方にのみ基板押し出し部材が設けられる。
【００６５】
〔第１０実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第１０実施形態にかかる基板保持回転機構について説明する。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した第７実施形態と同一であるので、その重複する説明を省略する。
【００６６】
図２３は本発明の第１０実施形態にかかる基板保持回転機構１−１０を示す模式図である。図２４は図２３に示す基板保持回転機構の一部を模式的に示す側面図である。図２３に示すように、保持回転部８５，８５，８６，８６によって保持された基板Ｗの周縁部の近傍には、基板ストッパー１１２が設けられている。この基板ストッパー１１２は上下に延びる部材であり、その上端は基板Ｗよりも上方に位置している。基板ストッパー１１２の位置は固定されている。基板ストッパー１１２は保持回転部８５，８５の中間に配置され、基板ストッパー１１２とベース部材８３とは、基板Ｗの中心に関して略対称に配置されている。
【００６７】
図２４に示すように、基板Ｗはその周縁部が保持回転部８５，８５，８６，８６の外周面に形成された保持溝（図２４には保持回転部８５および保持溝８５ａのみを示す）に嵌合された状態でこれら保持回転部８５，８５，８６，８６に保持される。このため、ベース部材８１，８１を回転させて保持回転部８５，８５を基板Ｗから離間する方向に移動させたときに、基板Ｗが保持回転部８５，８５の保持溝８５ａ，８５ａに引きずられて保持回転部８５，８５とともに水平方向に移動することがある。本実施形態によれば、基板Ｗの周縁部の近傍に基板ストッパー１１２が配置されているので、基板Ｗの水平移動を止めることができ、その結果として基板Ｗを保持溝８５ａ，８５ａから外すことができる。
【００６８】
〔第１１実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第１１実施形態にかかる基板保持回転機構について説明する。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した第７実施形態と同一であるので、その重複する説明を省略する。
【００６９】
図２５は本発明の第１１実施形態にかかる基板保持回転機構１−１１を示す模式図である。図２５に示すように、ベース部材８１，８１は第１連結部材１１４により互いに連結されている。エアシリンダ８４は第１連結部材１１４の一部を構成しており、エアシリンダ８４を駆動することにより第１連結部材１１４が伸縮するように構成されている。第１連結部材１１４の両端部はベース部材８１，８１にそれぞれ回転可能に連結されている。
【００７０】
ベース部材８１，８１は、さらに軸部材（第２軸部材）８２に第２連結部材１１５，１１５を介して連結されている。各第２連結部材１１５の両端は、ベース部材８１および軸部材８２に回転自在に連結されている。第２連結部材１１５，１１５は互いに同一の長さを有している。したがって、第１連結部材１１４と第２連結部材１１５，１１５は全体として二等辺三角形を形成している。軸部材８２は図示しないガイドレール上に設けられており、基板Ｗの径方向（すなわち基板Ｗに近接および離間する方向）に移動可能となっている。
【００７１】
図２６はベース部材８１と第１連結部材１１４と第２連結部材１１５との連結部の構成例を示す模式断面図である。図２６に示すように、ベース部材８１、第１連結部材１１４、および第２連結部材１１５を貫通する孔にはヒンジピン１１７が挿入されている。ベース部材８１、第１連結部材１１４、および第２連結部材１１５は、いずれもヒンジピン１１７を中心に回転自在となっている。
【００７２】
このような構成において、エアシリンダ８４を作動させると、第１連結部材１１４の伸縮動作に伴ってベース部材８１，８１が互いに反対方向に回転する。さらに、ベース部材８３は第１連結部材１１４の伸縮動作に追随して移動する。すなわち、保持回転部８５，８５が基板Ｗに近接する方向にベース部材８１，８１が回転すると、ベース部材８３が基板Ｗに向かって移動する。一方、保持回転部８５，８５が基板Ｗから離間する方向にベース部材８１，８１が回転すると、ベース部材８３も基板Ｗから離間する方向に移動する。このように、４つの保持回転部８５，８５，８６，８６は基板Ｗに近接および離間する方向に同時に移動する。
【００７３】
〔第１２実施形態：他の基板保持回転機構〕
次に、本発明の第１２実施形態にかかる基板保持回転機構について説明する。本実施形態の基本的構成は第１１実施形態と同様であるが、保持回転部の摩耗量を検出するセンサが設けられている点で第１１実施形態と異なる。
【００７４】
図２７は本発明の第１２実施形態にかかる基板保持回転機構１−１２を示す模式図である。図２７に示すように、第１連結部材１１４にはターゲット部材１２０が固定されている。このターゲット部材１２０の近傍にはセンサ１１０が配置されており、基板保持時におけるターゲット部材１２０の位置がセンサ１１０によって検出されるようになっている。ターゲット部材１２０の位置は保持回転部８５，８５，８６，８６の摩耗量に応じて変化するため、ターゲット部材１２０の位置の変化から、保持回転部８５，８５，８６，８６の摩耗量を検出することができる。なお、第８実施形態と同様に、センサ１１０としては接触型または非接触型の公知の変位センサを用いることができる。
【００７５】
〔第１３実施形態：基板処理装置〕
次に、上記構成の基板洗浄装置を備えた基板処理装置について説明する。図２８は基板処理装置の構成を示す概略平面図である。同図に示す基板処理装置２００は、略矩形状のハウジング２０１を備えており、ハウジング２０１の内部が隔壁２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃによって、ロード／アンロード部２０２と研磨部２０３（２０３ａ，２０３ｂ）と洗浄部２０４とに区画されている。
【００７６】
ロード／アンロード部２０２は、多数のウエハをストックするウエハカセットを載置する２個以上（本実施形態では３つ）のフロントロード部２２０を備えている。これらのフロントロード部２２０は、基板処理装置２００の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部２２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard  Manufacturing  Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッド、ＦＯＵＰは、隔壁で覆われた内部にウエハカセットを収納することで、外部空間とは独立した環境でウエハカセットを保持することができる密閉容器である。
【００７７】
またロード／アンロード部２０２には、フロントロード部２２０の並びに沿って走行機構２２１が敷設されており、この走行機構２２１上を移動可能な第１搬送ロボット２２２が設置されている。第１搬送ロボット２２２は、走行機構２２１上を移動することによってフロントロード部２２０に搭載されたウエハカセットにアクセスできるようになっている。この第１搬送ロボット２２２は、詳細な図示は省略するが上下に２つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウエハカセットにウエハを戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前のウエハを搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
【００７８】
研磨部２０３は、ウエハの前処理としての研磨処理が行われる領域であり、第１研磨ユニット２３０Ａと第２研磨ユニット２３０Ｂとを有する第１研磨部２０３ａと、第３研磨ユニット２３０Ｃと第４研磨ユニット２３０Ｄとを有する第２研磨部２０３ｂを備えている。第１研磨ユニット２３０Ａは、研磨面を有する研磨テーブル３００Ａと、ウエハを保持し且つ研磨テーブル３００Ａに対して押圧しながら研磨するトップリング３０１Ａと、研磨テーブル３００Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給する研磨液供給ノズル３０２Ａと、研磨テーブル３００Ａのドレッシングを行うドレッサ３０３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして１又は複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ３０４Ａとを備えている。この第１研磨ユニット２３０Ａでウエハを研磨するには、研磨テーブル３００Ａを回転させる一方、下端面にウエハを保持したトップリング３０１Ａを研磨テーブル３００Ａ上の研磨位置まで移動させて回転させる。そして研磨液供給ノズル３０２Ａから研磨面テーブル３００Ａの上面（研磨面）にスラリーを供給しながら、トップリング３０１Ａに保持されたウエハの被研磨面を研磨テーブル３００Ａの研磨面に押圧接触させて、被研磨面と研磨面の相対運動によってウエハの被研磨面を研磨する。
【００７９】
第２研磨ユニット２３０Ｂは、研磨テーブル３００Ｂと、トップリング３０１Ｂと、研磨液供給ノズル３０２Ｂと、ドレッサ３０３Ｂと、アトマイザ３０４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット２３０Ｃは、研磨テーブル３００Ｃと、トップリング３０１Ｃと、研磨液供給ノズル３０２Ｃと、ドレッサ３０３Ｃと、アトマイザ３０４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット２３０Ｄは、研磨テーブル３００Ｄと、トップリング３０１Ｄと、研磨液供給ノズル３０２Ｄと、ドレッサ３０３Ｄと、アトマイザ３０４Ｄとを備えている。これら第２研磨ユニット２３０Ｂ、第３研磨ユニット２３０Ｃ、第４研磨ユニット２３０Ｄによる研磨も上記の第１研磨ユニット２３０Ａによる研磨と同様の手順で行われる。
【００８０】
第１研磨部２０３ａと洗浄部２０４との間には、基板処理装置２００の長手方向に沿って配置された４つの搬送位置（ロード／アンロード部２０２に近い側から順に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウエハを搬送する第１リニアトランスポータ２０５が配置されている。この第１リニアトランスポータ２０５の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部２０２の第１搬送ロボット２２２から受け取ったウエハを反転する反転機２３１が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ２３２が配置されている。また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ２３３が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ２３４が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なリフタ２３５がそれぞれ配置されている。
【００８１】
また、第２研磨部２０３ｂには、第１リニアトランスポータ２０５に隣接して、基板処理装置２００の長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２０２に近い側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウエハを搬送する第２リニアトランスポータ２０６が配置されている。この第２リニアトランスポータ２０６の第５搬送位置ＴＰ５の下方には上下に昇降可能なリフタ２３６が、第６搬送位置ＴＰ６の下方にはプッシャ２３７が、第７搬送位置ＴＰ７の下方にはプッシャ２３８がそれぞれ配置されている。
【００８２】
次に、洗浄部２０４は、ウエハの後処理として研磨後のウエハを洗浄する領域であり、第２搬送ロボット２４０と、第２搬送ロボット２４０から受け取ったウエハを反転する反転機２４１と、研磨後のウエハを洗浄する４つの洗浄装置２４２〜２４５と、反転機２４１及び洗浄装置２４２〜２４５の間でウエハを搬送する搬送ユニット２４６とを備えている。これら第２搬送ロボット２４０、反転機２４１、及び洗浄装置２４２〜２４５は、基板処理装置２００の長手方向に沿って直列に配置されている。
【００８３】
洗浄部２０４の洗浄装置２４２〜２４５について説明する。１次洗浄装置２４２及び２次洗浄装置２４３としては、上記の第１実施形態で説明した基板洗浄装置（ロールタイプの洗浄装置）を用いることができる。また、３次洗浄装置２４４としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウエハに押し付けて洗浄するいわゆるペンシルタイプの洗浄装置を用いることができる。４次洗浄装置２４５としては、例えば、ウエハの裏面はリンス洗浄することができ、ウエハの表面は半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄装置を用いることができる。この４次洗浄装置２４５は、詳細な図示は省略するが、チャックしたウエハを高速回転させるステージを備えており、ウエハを高速回転させることで洗浄後のウエハを乾燥させる機能（スピンドライ機能）を有している。なお、各洗浄装置２４２〜２４５において、上述したロールタイプの洗浄装置やペンシルタイプの洗浄装置に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄装置を付加的に設けてもよい。
【００８４】
次に、上記構成の基板処理装置２００によるウエハの研磨及び洗浄処理工程について説明する。以下では、ウエハをシリーズ処理する場合を例に説明する。まず、ウエハは、フロントロード部２２０のウエハカセットから、第１搬送ロボット２２２、反転機２３１、リフタ２３２、第１リニアトランスポータ２０５の搬送ステージ（図示せず）、プッシャ２３３を順に経由して、トップリング３０１Ａに渡されて研磨テーブル３００Ａで研磨される。その後、プッシャ２３３、第１リニアトランスポータ２０５の搬送ステージ、プッシャ２３４を順に経由して、トップリング３０１Ｂに渡されて研磨テーブル３００Ｂで研磨される。さらにその後、プッシャ２３４、第１リニアトランスポータ２０５の搬送ステージ、リフタ２３５、第２搬送ロボット２４０、リフタ２３６、第２リニアトランスポータ２０６の搬送ステージ（図示せず）、プッシャ２３７を順に経由して、トップリング３０１Ｃに渡されて研磨テーブル３００Ｃで研磨される。さらにその後、プッシャ２３７、第２リニアトランスポータ２０６の搬送ステージ、プッシャ２３８を順に経由して、トップリング３０１Ｄに渡されて研磨テーブル３００Ｄで研磨される。そして、プッシャ２３８、第２リニアトランスポータ２０６の搬送ステージ、リフタ２３６、第２搬送ロボット２４０、反転機２４１、搬送ユニット２４６のチャッキングユニット（図示せず）を順に経由して、１次洗浄装置２４２に搬入されて１次洗浄処理がされる。この１次洗浄処理の手順は、上記第１実施形態で説明した基板洗浄装置における洗浄手順のとおりである。その後、搬送ユニット２４６のチャッキングユニットを経由して、２次洗浄装置２４３に搬入され、２次洗浄処理がされる。さらにその後、搬送ユニット２４６のチャッキングユニットを経由して、３次洗浄装置２４４に搬入され３次洗浄がされる。さらにその後、搬送ユニット２４６のチャッキングユニットを経由して、４次洗浄装置２４５に搬入され４次洗浄がされる。その後、第１搬送ロボット２２２を経由して、フロントロード部２２０のウエハカセットに戻される。
【００８５】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００８６】
例えば、第１移動機構１０が備える回動機構の具体的な構成は上記実施形態に示すものには限定されず、それ以外にも、ベース部材１７を回動自在にすることで、該ベース部材１７上に搭載されたスピンドル５０の保持回転部５２による基板Ｗを保持する保持力を調整できるものであれば、他の構成でもよい。また、スピンドル５０の保持回転部５２を回転させる回転機構は、上記実施形態に示す以外にも、いずれかのスピンドル５０の保持回転部５２のみを主動部としてモータ２８によって回転駆動し、他のスピンドル５０の保持回転部５２を従動部として基板Ｗの回転によって回転するようにしても良い。
【００８７】
また、各スピンドル群５３，５４が備えるスピンドル５０は上記実施形態で示した本数には限定されず、スピンドル群５３，５４がそれ以外の本数（例えば４本以上）のスピンドル５０を備えていてもよい。また、基板洗浄装置の構成は、上記の実施形態には限定されず、これ以外にも、例えば上部洗浄部材６１と下部洗浄部材６２のいずれか一方のみを設置した基板洗浄装置としてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、基板保持回転機構１を備えた基板処理装置として基板洗浄装置を例に説明したが、本発明にかかる基板保持回転機構１は、基板の洗浄処理を行う基板洗浄装置以外にも、基板を保持し回転させながら処理を行う基板処理装置であれば他の種類の処理を行う装置にも広く適用が可能であり、例えば、基板の研磨を行う基板研磨装置や、基板のエッチングを行う基板エッチング装置や、基板のベベル部（周縁部）の研磨を行うベベル研磨装置や、基板のベベル部のエッチングを行うベベルエッチング装置などの各種の基板処理装置にも適用することができる。
【００８９】
また、第１３実施形態の基板処理装置２００では、研磨部２０３でウエハの前処理としての研磨処理を行うと共に、本発明の基板保持回転機構を設置した１次、２次洗浄装置２４２，２４３でウエハの後処理としての洗浄処理を行う場合を説明したが、本発明の基板処理装置で行う前処理や後処理はこれらには限定されず、それ以外にも例えば前処理がウエハのエッチング処理等であっても良いし、後処理がウエハの乾燥処理等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来の基板保持回転機構の構成及び動作を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる基板洗浄装置が備える基板保持回転機構を示す斜視図である。
【図３】基板保持回転機構を示す図で、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】基板保持回転機構を示す図で、図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】基板保持回転機構を示す図で、図２のＣ矢視図である。
【図６】基板保持回転機構を示す図で、第１移動機構の平面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる基板洗浄装置が備える基板洗浄機構を示す斜視図である。
【図８】基板洗浄機構が備える搬送機構を示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、基板保持回転機構の動作を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の変形構成例にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１３】本発明の第４実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１４】本発明の第５実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１５】本発明の第６実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１６】本発明の第７実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図１７】図１６に示す連結部材とベース部材との連結部の構成例を示す拡大図である。
【図１８】連結部材の端部を示す側面図である。
【図１９】図１６に示す連結部材とベース部材との連結部の他の構成例を示す拡大図である。
【図２０】本発明の第８実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図２１】本発明の第９実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図２２】基板押し出し部材を示す側面図である。
【図２３】本発明の第１０実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図２４】図２３に示す基板保持回転機構の一部を模式的に示す側面図である。
【図２５】本発明の第１１実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図２６】ベース部材と第１連結部材と第２連結部材との連結部の構成例を示す模式断面図である。
【図２７】本発明の第１２実施形態にかかる基板保持回転機構を示す模式図である。
【図２８】本発明の第１３実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１〜１−１２  基板保持回転機構
２      基板洗浄機構
３      仕切部材
１０    第１移動機構
１２    スライダー
１３    連結部材
１３ａ  開口部
１４    ベアリング
１５    軸部材
１５ａ  ボルト
１７    ベース部材
１７ａ  凹部
１８    ガイド部材
１９    係止部材
２０    第２移動機構
２２    シリンダ
２３    ストッパー部材
２５    ベース部材
２６    シャフト
２８    モータ
２８ａ  回転軸
２９    伝達ベルト
３０    洗浄部材駆動機構
３６    スライドレール
４０    ウエハ搬送機構
５０    スピンドル
５１    本体部
５１ａ  取付部
５２    保持回転部
５２ａ  保持溝
５３    スピンドル群
５４    スピンドル群
６０    洗浄部材
６１    上部洗浄部材
６２    下部洗浄部材
７０    洗浄液供給機構
７１    上部ノズル
７２    下部ノズル
８０    第１軸部材
８１    第１ベース部材
８２    第２軸部材
８３    第２ベース部材
８４    エアシリンダ（駆動機構
８５，８６    保持回転部
８８    連結部材
８９    摺動部材
１０１  第１ガス供給ライン
１０２  第２ガス供給ライン
１０３  空電レギュレータ（圧力調整機構）
１１０  摩耗量検出センサ
１１１  基板押し出し部材
１１２  基板ストッパー
１１４  第１連結部材
１１５  第２連結部材
１１７  ヒンジピン
１２０  ターゲット部材
２００  基板処理装置
２０２  ロード／アンロード部
２０３（２０３ａ，２０３ｂ）  研磨部
２０４  洗浄部
２４２  １次洗浄装置
２４３  ２次洗浄装置
２４４  ３次洗浄装置
２４５  ４次洗浄装置
【図１】
2007294920.tif 000003
【図２】
2007294920.tif 000004
【図３】
2007294920.tif 000005
【図４】
2007294920.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007294920.tif 000008
【図７】
2007294920.tif 000009
【図８】
2007294920.tif 000010
【図９】
2007294920.tif 000011
【図１０】
2007294920.tif 000012
【図１１】
2007294920.tif 000013
【図１２】
2007294920.tif 000014
【図１３】
2007294920.tif 000015
【図１４】
2007294920.tif 000016
【図１５】
2007294920.tif 000017
【図１６】
2007294920.tif 000018
【図１７】
2007294920.tif 000019
【図１８】
2007294920.tif 000020
【図１９】
2007294920.tif 000021
【図２０】
2007294920.tif 000022
【図２１】
2007294920.tif 000023
【図２２】
2007294920.tif 000024
【図２３】
2007294920.tif 000025
【図２４】
2007294920.tif 000026
【図２５】
2007294920.tif 000027
【図２６】
2007294920.tif 000028
【図２７】
2007294920.tif 000029
【図２８】
2007294920.tif 000030