(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
略水平姿勢に保持されたプレート部材と、
前記プレート部材を回転させる回転機構と、
前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で支持する支持手段と、
前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で保持する保持手段と、
前記支持手段に支持されまたは前記保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構と、を具備し、
前記保持手段が、
鉛直方向に延在する枢軸と、
前記枢軸の回転中心と偏心するように前記枢軸の上端に固定され、前記枢軸を所定角度回転させることによって、基板を保持するポジションと基板から離隔するポジションを選択可能な基板保持部と、
前記枢軸を所定角度回転させて前記基板保持部の位置決めを行う位置調節機構と、を備え、
前記基板保持部が、
略円盤状の第１の皿部材と、
前記第１の皿部材の上方に設けられた略円盤状の第２の皿部材と、
前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材とを上下に連結する連結部材と、を備え、
前記枢軸を所定角度回転させることによって、前記基板保持部による前記基板の保持状態が、
前記連結部材の端面が前記支持手段に支持された前記基板の端面から離れ、かつ、前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避される状態、
前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆う状態、及び
前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間の前記頸状部に嵌合される状態に変化するように構成されていることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記連結部材は略円盤状の形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記連結部材は、水平断面の形状が略多角形であり、かつ、各角部に所定の曲率が設けられた形状を有し、
前記枢軸を所定角度回転させることによって前記連結部材の各角部と基板の端面との距離が変化して基板の保持形態が変化することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記第２の皿部材は前記第１の皿部材よりも外径が長いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項５】
外部から基板を前記支持手段に載置する際または前記支持手段に支持された基板を外部へ搬送する際に、搬送される基板に前記第１の皿部材および第２の皿部材が接触しないように、
前記第１の皿部材と前記第２の皿部材はともに、前記位置調節機構による前記枢軸回りの所定角度の回転によって前記支持手段に支持される基板の端面よりも外側に退避可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項６】
前記位置調節機構により位置決めされた前記枢軸をロックするロック機構をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項７】
前記枢軸を所定角度回転させることによって、前記第１の皿部材と前記支持手段との間で基板の受け渡しが行われることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項８】
前記支持手段に支持された基板の裏面に対して所定間隔で対向し、その中心部に孔部を有する下部プレート部材と、
前記支持手段に支持された基板の裏面と前記下部プレート部材との間に前記孔部を通して処理液を供給する裏面側処理液供給機構と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項９】
請求項１に記載の液処理装置を用いた液処理方法であって、
前記基板保持部の前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避された状態で、前記支持手段に前記基板を略水平姿勢で支持する工程と、
前記プレート部材を静止または低速回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記基板保持部の前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆った状態で、前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記プレート部材を高速に回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記基板保持部の前記頸状部に嵌合される状態で、前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法。
【請求項１０】
前記液処理工程は、前記基板の表面が親水性である場合には前記連結部材と前記基板の端面との間隔を詰めて行われ、前記基板の表面が疎水性である場合には前記連結部材と前記基板の端面との間隔を前記基板の表面が親水性である場合より拡げて行われることを特徴とする請求項９に記載の液処理方法。
【請求項１１】
基板に処理液を供給して液処理を行う液処理方法であって、
前記基板を支持する支持手段に前記基板を載置する工程と、
略円盤状の第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材が連結部材を介して上下に連結された構造を有し、鉛直方向の枢軸回りの所定角度の回転によって前記頸状部が前記基板の端面に接して基板を保持するポジションまたは前記基板の端面から離隔したポジションを選択することができる偏心構造の保持手段に、前記支持手段に支持された前記基板を移し替える工程と、
前記頸状部の下側に位置する前記第１の皿部材に前記基板が支持され、前記頸状部の上側に位置する前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆い、かつ、前記連結部材と前記基板の端面とが離れている状態において、前記基板を静止または低速で回転させながら前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記頸状部に前記基板を嵌合させて保持し、前記基板を高速回転させて前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄等の液処理を施す液処理装置および液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置としては、ウエハを略水平姿勢でスピンチャックに保持し、ウエハを静止させた状態または回転させた状態でウエハの表裏面に薬液を供給して薬液処理を行い、次にウエハを所定の回転数で回転させながらウエハに純水を供給して薬液を洗い流し、その後にウエハを回転させながらウエハに乾燥ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２））を噴射して乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。ここで、スピンチャックとしては、ウエハの裏面を減圧吸引してウエハを保持するタイプと、ウエハの周縁を機械的に保持するタイプのものとが広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、減圧吸引タイプのスピンチャックを用いた場合にはウエハの裏面の洗浄処理をウエハの表面の洗浄処理と同時に行うことができない。一方、機械式のスピンチャックでは、ウエハが保持されている表面部分と裏面部分および端面部分に薬液が行き渡らずに、洗浄処理の行われない処理ムラを生ずる問題があった。また、ウエハを保持する機構に洗浄液が付着することによって、ウエハの洗浄処理が終了した後に、この汚染された保持機構によってウエハが再汚染されるおそれもある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板の液処理における液処理ムラの発生と基板の再汚染を抑制することができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は処理液の付着が起こり難い基板保持手段を備えた液処理装置と、この液処理装置を用いた液処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、略水平姿勢に保持されたプレート部材と、前記プレート部材を回転させる回転機構と、前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で支持する支持手段と、前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で保持する保持手段と、前記支持手段に支持されまたは前記保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構と、を具備し、
前記保持手段が、鉛直方向に延在する枢軸と、前記枢軸の回転中心と偏心するように前記枢軸の上端に固定され、前記枢軸を所定角度回転させることによって、基板を保持するポジションと基板から離隔するポジションを選択可能な基板保持部と、前記枢軸を所定角度回転させて前記基板保持部の位置決めを行う位置調節機構と、を備え、
前記基板保持部が、略円盤状の第１の皿部材と、前記第１の皿部材の上方に設けられた略円盤状の第２の皿部材と、前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材とを上下に連結する連結部材と、を備え、
前記枢軸を所定角度回転させることによって、前記基板保持部による前記基板の保持状態が、
前記連結部材の端面が前記支持手段に支持された前記基板の端面から離れ、かつ、前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避される状態、
前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆う状態、及び
前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間の前記頸状部に嵌合される状態に変化するように構成されていることを特徴とする液処理装置、が提供される。
【０００７】
このような液処理装置によれば、保持手段は液処理の進行に合わせて基板の保持形態を変えることができる。これにより処理液が行き渡らずに液処理が行われない部分の発生を抑制することができる。また、基板保持部として、略円盤状の第１の皿部材と、略円盤状の第２の皿部材と、第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように第１の皿部材と第２の皿部材を上下に連結する連結部材とからなり、枢軸を所定角度回転させることによって連結部材の端面が支持手段に支持された基板の端面と接離可能である構造をものを用いると、基板回転時にこれらの基板保持部に付着する処理液は遠心力によって外側へ飛散しやすくなる。これにより基板保持部における処理液の付着が防止されて、基板保持部が清浄に保たれ、基板保持部から基板への汚染が防止される。
【０００８】
本発明によれば、このような液処理装置を用いた液処理方法が提供される。すなわち、本発明の第２の観点によれば、上記第１の観点に係る液処理装置を用いた液処理方法であって、
前記基板保持部の前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避された状態で、前記支持手段に前記基板を略水平姿勢で支持する工程と、
前記プレート部材を静止または低速回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記基板保持部の前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆った状態で、前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記プレート部材を高速に回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記基板保持部の前記頸状部に嵌合される状態で、前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法、が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理方法であって、
前記基板を支持する支持手段に前記基板を載置する工程と、
略円盤状の第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材が連結部材を介して上下に連結された構造を有し、鉛直方向の枢軸回りの所定角度の回転によって前記頸状部が前記基板の端面に接して基板を保持するポジションまたは前記基板の端面から離隔したポジションを選択することができる偏心構造の保持手段に、前記支持手段に支持された前記基板を移し替える工程と、
前記頸状部の下側に位置する前記第１の皿部材に前記基板が支持され、前記頸状部の上側に位置する前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆い、かつ、前記連結部材と前記基板の端面とが離れている状態において、前記基板を静止または低速で回転させながら前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記頸状部に前記基板を嵌合させて保持し、前記基板を高速回転させて前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法、が提供される。
【００１０】
このような液処理方法によれば、液処理時には基板の表面および端面はフリーの状態にあり、また、基板を強固に保持していないために、基板を回転させることによって支持手段による基板裏面側の支持位置がずれる。これにより基板全体に処理液が行き渡り、処理ムラの発生が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬送と洗浄／乾燥処理を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明することとする。
【００１２】
図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを略水平姿勢で鉛直方向に所定の間隔で収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１３】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またフープＦの内壁には、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が設けられており、ウエハＷを収容する２５箇所のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１４】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１５】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体をも開閉することができるようになっており、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体を開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１６】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、この搬送ピック１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。
【００１７】
またウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行うとともに、洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００１８】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００１９】
また、洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の薬液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２０】
薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電装ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００２１】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２２】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２３】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２４】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２５】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００２６】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、以下、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として 、その構造について詳細に以下に説明することとする。
【００２７】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。また、アウターチャンバ４３の内部にはインナーカップ５８と、インナーカップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの表面と所定の間隔で対向可能なトッププレート６０と、が設けられている。
【００２８】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および図５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合において、ハウジング４２内の雰囲気が外部へ漏洩することが防止される。
【００２９】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。搬送アーム３４（または３５、３６）は、窓部４６´および窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出し、スピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行う。窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３０】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が陽圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３１】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に不活性ガス、例えば窒素ガス（Ｎ２）を供給するガス供給口７８が設けられている。このガス供給口７８はアウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ４３内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ４３の底部にはドレイン４３ａが設けられ、ドレイン４３ａから排気および排液を行うことができるようになっている。
【００３２】
インナーカップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。インナーカップ５８は、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３３】
インナーカップ５８は、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。これによりウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散が防止される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン５８ａへと導かれる。ドレイン５８ａには図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、インナーカップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また薬液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３４】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン６４ａとウエハＷを保持する保持ピン６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。回転筒体６２の外周面にはベルト６５が捲回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させることができるようになっている。
【００３５】
搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン６４ａを利用して行われる。支持ピン６４ａは、図４では６箇所に示されているが、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所以上に設けられていればよい。保持ピン６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３６】
図６は支持ピン６４ａおよび保持ピン６４ｂのより詳細な構造を示す側面図である。図６においては回転プレート６１とアンダープレート６３の周縁部のみを示し、これらの中央部については図示していない。
【００３７】
支持ピン６４ａはウエハＷの裏面周縁に接してウエハＷを支持する支持円板８１と、ウエハＷの水平方向の移動を抑制する突起部８２と、これら支持円板８１と突起部８２とを保持する支柱部８３とを有し、この支柱部８３が回転プレート６１に固定された構造を有する。なお、ウエハＷの端面と突起部８２との間には一定のクリアランスが設けられている。これら支持円板８１と突起部８２と支柱部８３は一体的に形成されていてもよい。
【００３８】
保持ピン６４ｂは、ウエハＷを保持する保持部材８５と、保持部材８５を支持する枢軸８６とを有している。保持部材８５は、略円盤状の第１皿部材９１と、略円盤状の第２皿部材９２と、第１皿部材９１と第２皿部材９２との間に頸状部９０が形成されるように第１皿部材９１と第２皿部材９２を上下に連結する略円盤状の連結部材９３と、を有している。これら第１皿部材９１と第２皿部材９２と連結部材９３は一体的に形成されていてもよい。連結部材９３の厚みはウエハＷの厚みとほぼ同じであり、連結部材９３と第１皿部材９１との連結位置（高さ）は、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する高さと同じとなっている。
【００３９】
鉛直方向に設けられた枢軸８６は、軸回りに回転自在となるように回転プレート６１に嵌め込まれている。枢軸８６の下端には枢軸回転機構１１０がアクセス可能な凹部８６ａが形成されており、枢軸回転機構１１０の先端を凹部８６ａに嵌合させて、枢軸回転機構１１０の先端を所定角度回転させることによって、枢軸８６を同角度回転させることができる。枢軸８６が自然に回転することがないように、枢軸回転機構１１０が枢軸８６から離隔した状態では、枢軸８６は、回転プレート６１に取り付けられたロック機構８８によりロックされる。
【００４０】
枢軸８６を回転させると、枢軸８６に取り付けられている保持部材８５もまた回転する。ここで、保持部材８５を構成する第１皿部材９１と第２皿部材９２と連結部材９３を鉛直方向に貫通する中心軸Ａと枢軸８６の回転軸Ｂとが水平方向でずれるように、保持部材８５は枢軸８６に固定されている。このように保持ピン６４ｂは、所謂、偏心構造を有する。したがって、枢軸８６を回転軸Ｂ回りに所定角度回転させると、保持部材８５は支持ピン６４ａに支持されたウエハＷに対して近づいたり遠ざかったりするようにポジションが変わる。
【００４１】
図７は支持ピン６４ａに支持されてほぼ一定の位置にあるウエハＷに対して保持部材８５が取り得るポジションを示す説明図である。図７（ａ）は搬送アーム３４（または３５、３６）と支持ピン６４ａとの間でウエハＷの受け渡しが行われるときの保持部材８５のポジションを示している。搬送アーム３４（または３５、３６）と支持ピン６４ａとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、保持部材８５がウエハＷの搬送を妨げないように、保持部材８５全体は、支持ピン６４ａに支持されるウエハＷの端面よりも外側に退避したポジション（鉛直方向から見たときに保持部材８５とウエハＷとが重ならないポジション）で保持される。
【００４２】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すポジションから、枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約７０度（°）反時計回りに回転（支持ピン６４ａの上方から見たときの回転方向。以下同様。）させたときの保持部材８５のポジションを示している。このような枢軸８６の回転操作によって、保持部材８５はウエハＷに近づく。図７（ｂ）に示すポジションでは、保持部材８５はウエハＷに接触しないが、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２が覆う状態となる。
【００４３】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約１１０°時計回りに回転させたときの保持部材８５のポジションを示している。このような枢軸８６の回転操作によって、保持部材８５は図７（ｂ）に示すポジションよりもウエハＷにさらに近づく。図７（ｃ）に示すポジションにおいても保持部材８５はウエハＷに接触しておらず、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２が覆う状態となっている。
【００４４】
図７（ｂ）と図７（ｃ）とを比較すると、ウエハＷの端面と連結部材９３の側面（つまり、頸状部９０の底面）との距離が異なり、これにより、ウエハＷと第２皿部材９２との鉛直方向での重なり範囲が異なっている。保持ピン６４ｂの図７（ｂ）に示す形態と図７（ｃ）に示す形態の使い分けとしては、例えば、以下のような場合が挙げられる。
【００４５】
つまり、ウエハＷの表面が疎水性の場合にはウエハＷの表面が薬液や純水等の洗浄液によって濡れ難いために、ウエハＷの端面と保持部材８５との間隔を拡げなければ、ウエハＷの端面にまで十分に洗浄液が行き渡らせることができない。しかし、図７（ａ）に示すポジションでウエハＷを回転させると、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮いた際にウエハＷが支持ピン６４ａから脱落するおそれがある。そこで、図７（ｂ）に示すように、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２で覆いながら、ウエハＷを保持部材８５からできるだけ遠ざけることによって、ウエハＷの脱落を防止し、かつ、洗浄液をウエハＷの端面にまで十分に行き渡らせることができる。
【００４６】
一方、ウエハＷの表面が親水性の場合にはウエハＷの表面が薬液や純水等の洗浄液によって濡れやすいために、図７（ｃ）に示すように、ウエハＷの端面と保持部材８５との間隔を詰めても、十分にウエハＷの端面にまで洗浄液を行き渡らせることができる。また、このときには、第２皿部材９２がウエハＷの表面側周縁を覆う領域が広いために、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮いた際のウエハＷの脱落をより効果的に防止することができる。
【００４７】
図７（ｄ）は、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を１８０°回転させたときの保持部材８５のポジションを示している。図７（ｄ）に示す保持部材８５のポジションは図６に示すポジションと同じである。この図７（ｄ）に示すポジションでは、ウエハＷの端面が連結部材９３の側面に接し、ウエハＷは頸状部９０に挟み込まれるようにして保持される。この状態では、ウエハＷを高速で回転させてもウエハＷの脱落を防止することができる。このため、例えば、図７（ｄ）に示す保持部材８５のポジションは、ウエハＷのスピン乾燥処理時に採られる。
【００４８】
なお、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約７０°時計回りに回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は図７（ｂ）と同様となる。また、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約１１０°反時計回りに回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は図７（ｃ）と同様となる。このように、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を時計回りまたは反時計回りに３６０°回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は、図７（ａ）→図７（ｂ）→図７（ｃ）→図７（ｄ）→図７（ｃ）→図７（ｂ）→図７（ａ）の順に連続的に変化する。したがって、枢軸８６の回転角度を制御することによって、ウエハＷと保持部材８５の間隔を所望する値に設定することができる。
【００４９】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。アンダープレート６３およびシャフト６７には、その内部を貫通するように、薬液や純水、乾燥ガス（例えば、窒素ガス）（以下「薬液等」という）をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル７５が設けられている。
【００５０】
スピンチャック５９（つまり、支持ピン６４ａ）と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は搬送アーム３４と衝突しないように回転プレート６１に近接する位置に降下される。ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液等が吐出される。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整するようにしてもよい。
【００５１】
トッププレート６０は釣支枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって、釣支枢軸７０とともに回転可能となっている。釣支枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と釣支枢軸７０には、鉛直方向にこれらを貫通する孔部７７が設けられており、その内部には、ウエハＷの表面に薬液等を供給する表面洗浄用ノズル１２０が設けられている。
【００５２】
スピンチャック５９と搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷへ薬液等が吐出される。
【００５３】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５４】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２が取り付けられている。薬液供給ノズル５１からは薬液と窒素ガスを吐出することができ、リンスノズル５２からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。薬液供給系アーム５０は回動して、薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。
【００５５】
薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０にさらに別の薬液を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。また薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５６】
リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、窒素供給ノズル５４とリンスノズル５５が設けられている。窒素供給ノズル５４からは窒素ガスを吐出することができ、リンスノズル５５からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は回動して、窒素供給ノズル５４とリンスノズル５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。
【００５７】
リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。リンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５８】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１を洗浄するときは第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようにようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンスノズル５５を適宜洗浄することができる。リンスノズル５５を洗浄するときは第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３にしないようになっている。
【００５９】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図８は洗浄処理の概略工程を示すフローチャートである。最初に、搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。この載置台６に載置されたフープＦから搬送ピック１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷは、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。
【００６０】
次いで、主ウエハ搬送装置１８は、搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４を用いてウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入し、支持ピン６４ａに受け渡す（ステップ５）。
【００６１】
このステップ５は次の順序で行われる。最初に、ハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６とアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７が開かれる。これとほぼ同時またはこの操作前に、インナーカップ５８は退避位置で保持され、アンダープレート６３は回転プレート６１に近い位置へと降下され、そこで保持される。またトッププレート６０はアウターチャンバ４３の上壁に近い位置で待機した状態とする。搬送アーム３４が保持しているウエハＷが保持部材８５に衝突することのないように、保持部材８５を先に図７（ａ）に示したポジションで待機させる。その後に搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａにウエハＷを受け渡す。
【００６２】
ウエハＷが支持ピン６４ａに支持されたら、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる。また、インナーカップ５８を上昇させて処理位置で保持し、アンダープレート６３を上昇させてウエハＷとの間を所定間隔に保持し、トッププレート６０を降下させてウエハＷとの間を所定間隔に保持する（ステップ６）。
【００６３】
次に、枢軸回転機構１１０を枢軸８６の凹部８６ａに挿入して、保持部材８５が図７（ｂ）に示すポジションとなるように、枢軸８６を反時計回りに７０°回転させる（ステップ７）。こうして保持ピン６４ｂの保持部材８５を構成する第２皿部材９２でウエハＷの表面側周縁を覆うことにより、後にウエハＷを回転させても、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮き上がって支持ピン６４ａから脱落するといった事故の発生を防止することができる。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００６４】
続いて、ウエハＷの薬液処理を行う（ステップ８）。ウエハＷの表面の薬液処理は、具体例には、トッププレート６０とウエハＷをともに静止させた状態、またはトッププレート６０とウエハＷの一方を回転させて他方を静止させた状態、またはウエハＷとトッププレート６０の両方を回転させた状態、のいずれかの状態で、表面洗浄用ノズル１２０から薬液をウエハＷの表面に吐出してウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成し、所定時間保持することによって行われる。また、ウエハＷの裏面の薬液処理は、裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液をウエハＷの裏面に向けて吐出し、ウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液層を形成し、所定時間保持することによって行われる。
【００６５】
このような薬液処理の最中には、適量の薬液を連続的にまたは間欠的に、ウエハＷとトッププレート６０との間およびウエハＷとアンダープレート６３との間にそれぞれ供給してもよい。また、薬液処理中にウエハＷの回転と停止を行うことによって、ウエハＷをスリップさせて、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置を変えることも好ましい。
【００６６】
図７（ｂ）に示されるように、ウエハＷは保持部材８５と接しておらず、また、ウエハＷと保持部材８５の間隔が広いために、使用する薬液の粘度が高い場合はウエハＷの表面が疎水性の場合にも、薬液がウエハＷの端面に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面の処理ムラの発生が防止される。また、薬液処理中にウエハＷの回転と停止を行うことによって、ウエハＷをスリップさせて、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置を変えることによって、ウエハＷの裏面についても処理ムラの発生を抑制することができる。
【００６７】
このような薬液処理においてウエハＷを回転させる場合には、その回転数は、例えば、３００ｒｐｍ以下とすることが、ウエハＷの脱落防止と薬液の効率的な利用の観点等から好ましい。なお、液処理中にウエハＷの周囲からこぼれ落ちる薬液は、ドレイン５８ａを通して回収され、再利用される。
【００６８】
薬液処理が終了したらインナーカップ５８を退避位置に降下させる。次に、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、ウエハＷに純水を供給してウエハＷから薬液を除去するリンス処理を行う（ステップ９）。リンス処理の開始にあたって保持部材８５のポジションを変更してもよいが、ここでは同じポジションで維持することとする。リンス処理においては、トッププレート６０の水洗処理が同時に行われる。
【００６９】
ウエハＷの表面のリンス処理方法としては、例えば、トッププレート６０の水洗処理を行いながらウエハＷの予備リンス処理を行い、ウエハＷの最終的なリンス処理をリンスノズル５５を用いて行う方法が挙げられる。この場合、最初にトッププレート６０とウエハＷとを所定の回転数（例えば、３００ｒｐｍ以下）で回転させながら、トッププレート６０とウエハＷとの間に純水層が形成され、かつ、この純水層から一定量の純水が流れ落ちるように、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷに向けて純水を吐出する。
【００７０】
トッププレート６０の裏面が十分に水洗処理されたら純水の吐出を停止して、表面洗浄用ノズル１２０から窒素ガスを吐出し、これによりウエハＷとトッププレート６０の間の純水層を崩して、トッププレート６０にウエハＷ表面の純水のパドルがあたらない状態とする。次いで、トッププレート６０の回転数を、例えば、２０００ｒｐｍに上昇させて所定時間保持することにより、トッププレート６０に付着した純水を振り切る。
【００７１】
なお、このようにしてトッププレート６０の水洗処理が行われている間に、表面洗浄用ノズル１２０からの窒素ガスの噴射を連続的に行ってもよい。これにより表面洗浄用ノズル１２０の内部を乾燥させて、その後に表面洗浄用ノズル１２０から純水の液滴がウエハＷに落下することを防止することができる。
【００７２】
トッププレート６０の水洗処理が終了した後には、トッププレート６０を上昇させ、第４シャッタ４９を開いてリンス乾燥アーム５３をインナーカップ５８内に進入させる。そして、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、リンスノズル５５から純水をウエハＷの表面に吐出しつつ、リンス乾燥アーム５３をウエハＷの略中心と周縁との間で回動させることによって、ウエハＷの両面をより精密にリンス処理する。
【００７３】
このようなウエハＷの表面のリンス処理と並行して、裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷの裏面に向けて純水を吐出することによって、ウエハＷの裏面のリンス処理を行う。このとき、ウエハＷの裏面全体に純水があたるようにウエハＷとアンダープレート６３との間に純水層を形成する。
【００７４】
このようなウエハＷのリンス処理時において、保持部材８５はウエハＷと離隔しているために、純水がウエハＷの端面に行き渡る。また、ウエハＷから流れ出る純水によって保持部材８５や枢軸８６もまた水洗される。保持部材８５や枢軸８６は略円盤形または円柱形であるために純水が外側に回り込んで流れ出る。これによって保持部材８５や枢軸８６における薬液残りが防止される。さらに、ウエハＷを所定の回転数で回転させるためにウエハＷがスリップして支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置が変化する。これにより、ウエハＷに対して均一な処理を行うことができる。なお、リンス処理時にウエハＷの周囲からこぼれ落ち、または飛散等する薬液や純水は、ドレイン４３ａを通して回収され、または廃棄される。
【００７５】
ウエハＷへの純水の吐出の終了時には、リンスノズル５５から窒素ガスを噴射し、リンスノズル５５内に残っている純水を吐出し、リンスノズル５５内の乾燥処理を行う。これによりリンスノズル５５からの純水の液滴のウエハＷへの落下が防止される。同様に、裏面洗浄用ノズル７５からも窒素ガスを噴射して裏面洗浄用ノズル７５内の純水を吐出除去する（ステップ１０）。
【００７６】
これとほぼ同時にウエハＷの回転を停止する（ステップ１１）。続いて、枢軸回転機構１１０を枢軸８６にアクセスさせて枢軸８６を反時計回りに１１０°度回転させ、保持部材８５を図７（ｂ）に示すポジションから図７（ｄ）に示すポジションへ変え（ステップ１２）、ウエハＷを保持する。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００７７】
次いで、ウエハＷを高速回転、例えば３００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで回転させてウエハＷから純水を振り切りながら、ウエハＷの表面に窒素供給ノズル５４から窒素ガスを噴射し、また、ウエハＷの裏面には裏面洗浄用ノズル７５を通して窒素ガスを噴射して、ウエハＷを乾燥させる（ステップ１３）。なお、ウエハＷの表面の乾燥処理を、窒素ガスのみを噴射可能な窒素供給ノズル５４を用いて行うことによって、ウエハＷの表面におけるウォーターマークの発生が防止される。また、ウエハＷの表面へ窒素ガスを噴射する際には、リンス乾燥アーム５３をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。また、この場合に、ガス供給口７８から供給される窒素ガスによりアウターチャンバ４３内を窒素雰囲気とすると、リンス乾燥アーム５３のスキャン効果と相まって、よりウォーターマークの発生の少ない処理を行うことができる。
【００７８】
このような乾燥処理時においては、ウエハＷは保持部材８５の頸状部９０に深く入り込んで保持されているために、ウエハＷの浮き上がりや脱落等の事故が防止される。また、保持部材８５や枢軸８６は略円盤形または円柱形であるために、純水が外側に流れ出しやすい。これにより保持部材８５や枢軸８６への純水の付着も防止される。
【００７９】
ウエハＷの乾燥処理が終了したら、窒素ガスの噴射を停止し、また、ウエハＷの回転を停止する。その後、リンス乾燥アーム５３をリンス乾燥アーム格納部４５の内部に収容してアンダープレート６３を降下させる（ステップ１４）。これとほぼ同時に、枢軸回転機構１１０を枢軸８６にアクセスさせ、枢軸８６を１８０°回転する（ステップ１５）。これにより図７（ａ）に示すように保持部材８５はウエハＷから離隔したポジションとなり、ウエハＷの搬出が可能な状態となる。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００８０】
次に、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、例えば、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａに支持されたウエハＷを搬送アーム３４へ移し替える。ウエハＷを保持した搬送アーム３４が洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から退出したら、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を閉じる（ステップ１６）。
【００８１】
こうして洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出されたウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１のいずれかに搬送されてそこで熱処理が行われ、その後に必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送されて、そこで冷却処理され（ステップ１７）、さらに、そこから主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に搬送されてそこに載置され、続いて搬送ピック１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に載置されたウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットにウエハＷを収納する（ステップ１８）。
【００８２】
次に、保持部材８５の別の実施形態について説明する。図９は、保持部材８５´を有する保持ピン６４ｂ´の構造および保持部材８５´がウエハＷを保持するポジションを示す説明図である。なお、図９には、保持部材８５´に保持されたウエハＷと支持ピン６４ａとの位置関係が合わせて示されている。
【００８３】
保持ピン６４ｂ´は、保持ピン６４ｂと同様に、ウエハＷを保持する保持部材８５´と、保持部材８５´を支持する枢軸８６とを有している。保持部材８５´は、略円盤状の第１皿部材９１´と、略円盤状の第２皿部材９２´と、第１皿部材９１´と第２皿部材９２´との間に頸状部９０´が形成されるように第１皿部材９１´と第２皿部材９２´を上下に連結する断面略四角形の連結部材９３´と、を有している。これら第１皿部材９１´と第２皿部材９２´と連結部材９３´は一体的に形成されていてもよい。
【００８４】
連結部材９３´の厚みはウエハＷの厚みとほぼ同じであり、その側面形状は、ウエハＷの端面の形状に合わせて、くびれた曲面となっている。また、連結部材９３´の各角部には一定の曲率が設けられて、丸みを帯びている。第１皿部材９１´の斜面部の下端の高さは、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する高さと同じとなっている。保持部材８５´では、第１皿部材９１´と第２皿部材９２´の中心は一致するが、連結部材９３´の中心は第１皿部材９１´の中心とずれており、第１皿部材９１´の中心と連結部材９３´の中心はともに、枢軸８６の回転軸Ｂからずれている。
【００８５】
図９（ａ）は、支持ピン６４ａと搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際の保持部材８５´のポジションを示している。保持部材８５´は、搬送されるウエハＷと衝突しないように、支持ピン６４ａに支持されたウエハＷよりも外側に退避させたポジション（ウエハＷにＰ点が対面するポジション）で保持される。
【００８６】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すポジションから保持部材８５´のＱ点がウエハＷ側となるように枢軸８６を枢軸回転機構１１０を用いて回転させた場合の保持部材８５´のポジションを示している。保持部材８５´と枢軸８６の偏心構造に起因して、保持部材８５´が回転する際に第１皿部材９１´がウエハＷをすくい上げてウエハＷを支持する。このときウエハＷは支持ピン６４ａの支持円板８１から離れた状態となる。
【００８７】
図９（ｂ）に示すポジションにおいては、第２皿部材９２´はウエハＷの表面および端面に接していないが、ウエハＷの表面側周縁を覆っている。また、ウエハＷは支持ピン６４ａの支持円板８１から浮いた状態となるが、ウエハＷの端面は突起部８２によってガイドされ、ウエハＷの水平方向へのスライドが抑制された状態となっている。この図９（ｂ）に示すウエハＷの保持形態は、図７（ｂ）または図７（ｃ）に示す保持部材８５のポジションと同様に、ウエハＷを静止させて洗浄処理を行う場合、またはウエハＷを低速、例えば３００ｒｐｍ以下の回転数で回転させながら洗浄処理を行う場合に用いられる。
【００８８】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示すポジションから保持部材８５´のＲ点がウエハＷ側となるように枢軸８６を枢軸回転機構１１０を用いて回転させた場合の保持部材８５´のポジションを示している。枢軸８６の回転によって保持部材８５´が回転する際には、第１皿部材９１´の傾斜面をウエハＷが滑って上昇することによってウエハＷの端面が連結部材９３´に当接し、ウエハＷは頸状部９０´に挟まれるようにして保持される。
【００８９】
図９（ｃ）に示すポジションにおいては、図９（ｂ）に示すポジションよりもさらにウエハＷが支持ピン６４ａの支持円板８１から浮くが、ウエハＷの端面は突起部８２によってガイドされており、これによってウエハＷの水平方向へのスライドが抑制される。この図９（ｃ）に示すウエハＷの保持形態では、ウエハＷを高速回転させてもウエハＷの脱落は起こらず、は、ウエハＷを、例えば、３００ｒｐｍ以上の回転数に上げてリンス処理やスピン乾燥処理を行う場合に用いられる
【００９０】
図９（ｃ）に示すポジションから枢軸８６を１８０°回転させると、図９（ｂ）に示すポジションを経て、図９（ａ）のポジションに戻すことができる。つまり、保持ピン６４ｂ´では、枢軸８６を所定角度回転させることによって、支持ピン６４ａと保持ピン６４ｂ´との間でのウエハＷの移し替えを行い、また保持ピン６４ｂ´におけるウエハＷの保持形態を変化させることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、保持部材８５の連結部材９３の水平方向断面の形状は図７に示したように断面略円形に限定されるものではなく、同様に保持部材８５´の連結部材９３´の水平方向断面の形状は図９に示したように断面略四角形に限定されるものではない。これららの連結部材８５・８５´の水平方向断面形状は、楕円形であってもよく、五角形等の多角形であってもよい。
【００９２】
また、保持部材８５のウエハＷに対するポジションは図７の各図に示されたポジションに限定されない。例えば、薬液処理とリンス処理においては、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６を９０°回転させたポジション（図７（ｂ）と図７（ｃ）に示すポジションのほぼ中間のポジション）としてもよい。
【００９３】
さらに、保持部材８５´のように、ウエハＷが支持ピン６４ａからウエハＷをすくい上げて保持する場合において、さらに保持ピン６４ｂ´に支持ピン６４ａの機能を持たせることも可能である。つまり、保持部材８５´において第２皿部材９２´と連結部材９３´の形状を変えることなく、第１皿部材９１´の外径を大きくすることによって、搬送アーム３４（または３５、３６）と保持ピン６４ｂ´との間で直接にウエハＷの受け渡しを行うことも可能となる。この場合には支持ピン６４ａを設けることを要しない。
【００９４】
上記説明においては、保持部材８５のポジションを、薬液処理とリンス処理で同じとしたが、例えば、薬液処理を図７（ｂ）に示すポジションで行い、リンス処理を図７（ｃ）に示すポジションで行ってもよい。この場合、ウエハＷを回転させて薬液処理を行っていた場合には薬液処理の終了後にウエハＷを静止させ、枢軸回転機構１１０を枢軸８６の凹部８６ａにアクセスさせて枢軸８６を時計回りに４０°回転させればよい。
【００９５】
また、上記説明においては、リンス処理後に直ちにウエハＷの表裏面から純水を振り切る乾燥工程を行う場合について説明したが、リンス工程において、（１）ウエハＷの回転開始、（２）純水のウエハＷへの吐出、（３）純水の吐出停止、（４）ウエハＷの回転中止、（５）保持部材８５によるウエハＷの持ち替え（図７（ｂ）に示すポジションから図７（ｄ）に示すポジションへのウエハＷの持ち替え）、（６）ウエハＷのスピン乾燥、（７）ウエハＷの回転停止、（８）ウエハ保持部材８５によるウエハＷの持ち替え（図７（ｄ）に示すポジションから図７（ｂ）に示すポジションへのウエハＷの持ち替え）、以下（１）へ戻る、という処理を複数回繰り返して行い、最後の（６）の段階に至ったときに、ウエハＷに窒素ガスを吹き付けて最終的な乾燥処理を行うことも好ましい。また、リンス処理は常にウエハＷが図７（ｄ）に示すようにウエハ保持部材８５に保持された状態で行ってもよい。
【００９６】
上記説明においては、ウエハＷの表面の薬液処理をトッププレート６０および表面洗浄用ノズル１２０を用いて行った場合について説明したが、薬液処理は薬液供給系アーム５０を動作させて行ってもよい。薬液供給系アーム５０を用いた場合の薬液処理は、第３シャッタ４８を開いて薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心に位置するように回動した後に、（１）ウエハＷの表面に薬液を供給してウエハＷの表面に薬液のパドルを形成して所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、薬液供給ノズル５１から薬液を吐出させつつ薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させる方法、のいずれかが好適に採用される。
【００９７】
薬液の吐出が終了した後には、薬液供給ノズル５１内の薬液を窒素ガスによって送り出すことによって薬液供給ノズル５１からの薬液の液垂れを防止し、ウエハＷの回転を開始するとともに、リンスノズル５２から純水を吐出させながら薬液供給系アーム５０を回動させることによってウエハＷのリンス処理（前段のリンス処理）を行う。その後は、薬液供給系アーム５０を薬液アーム格納部４４に収容して、先に説明したリンス乾燥アーム５３を用いた仕上げのリンス処理を行う。
【００９８】
なお、リンス処理の開始にあたって、薬液と純水が混ざり合うことによって薬液の腐食能力が高まる場合には、純水を供給する前にＩＰＡをウエハＷの表面に供給することによって多くの薬液を洗い流し、その後にウエハＷに純水を供給することによって、アウターチャンバ４３内の各種部品の腐食等を抑制することができる。表面洗浄用ノズル１２０および裏面洗浄用ノズル７５へＩＰＡを供給することができるようにすることは、勿論、容易に可能である。
【００９９】
本発明は洗浄装置に限定されず、種々の処理液を用いて基板の液処理を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【０１００】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、保持手段は液処理の進行に合わせて基板の保持形態を変えることができる。これにより処理液が行き渡らずに液処理が行われない部分の発生を抑制することができる。また、基板保持部として、略円盤状の第１の皿部材と、略円盤状の第２の皿部材と、第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように第１の皿部材と第２の皿部材を上下に連結する連結部材とからなり、枢軸を所定角度回転させることによって連結部材の端面が支持手段に支持された基板の端面と接離可能である構造をものを用いると、基板を回転させる際に基板保持部に付着する処理液は遠心力によって外側へ飛散しやすくなる。これにより基板保持部における処理液の付着が防止されて、基板保持部が清浄に保たれ、基板保持部から基板への汚染が防止される。このように、本発明は、基板の処理品質を高めるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示す洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示す洗浄処理システムの概略断面図。
【図４】洗浄処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】支持ピンと保持ピンの構造およびウエハの保持形態を示す説明図。
【図７】保持ピンが備える保持部材のポジションを示す説明図。
【図８】洗浄処理の概略工程を示すフローチャート（説明図）。
【図９】保持部材の別の形態とウエハを保持するポジションを示す説明図。
【符号の説明】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４３；アウターチャンバ
５９；スピンチャック
５８；インナーカップ
６１；回転プレート
６３；アンダープレート
６４ａ；支持ピン
６４ｂ・６４ｂ´；保持ピン
８１；支持円板
８２；突起部
８３；支柱部
８５・８５´；保持部材
８６；枢軸
８８；ロック機構
９０・９０´；頸状部
９１；第１皿部材
９２；第２皿部材
９３；連結部材
１１０；枢軸回転機構
【図１】
0004091335.tif 000002
【図２】
0004091335.tif 000003
【図３】
0004091335.tif 000004
【図４】
0004091335.tif 000005
【図５】
0004091335.tif 000006
【図６】
0004091335.tif 000007
【図７】
0004091335.tif 000008
【図８】
0004091335.tif 000009
【図９】
0004091335.tif 000010