(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板の周囲に配置される囲いとを個々に有する基板処理部をｎ個（ｎは２以上の自然数）備え、
これら基板処理部を鉛直方向に積層し、
下からｉ段目（ｉは、１〜（ｎ−１）の自然数）の基板処理部の囲いの上方と、下から（ｉ＋１）段目の基板処理部の囲いの下方とには、前記下からｉ段目の基板処理部と前記下から（ｉ＋１）段目の基板処理部との間で基板を受け渡すための基板受渡し開口が形成され、かつ、
前記各基板受渡し開口に位置して、その上下の基板処理部の雰囲気を遮断する（ｎ−１）個の雰囲気遮断部材と、
前記各雰囲気遮断部材を、対応する前記基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で個別に変位させる（ｎ−１）個の変位手段と、
前記各雰囲気遮断部材を回転させる（ｎ−１）個の雰囲気遮断部材回転手段と、
前記各基板受渡し開口を介して、その上下の基板処理部の間で基板を受け渡す（ｎ−１）個の基板受渡し手段と、
最下段の基板処理部に対する基板の搬入または搬出の際には、基板を搬入出するための下方搬入出口を最下段の基板処理部の囲いに形成し、最下段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記下方搬入出口を遮断する下方搬入出口形成／遮断手段と、
最上段の基板処理部に対する基板の搬出または搬入の際には、基板を搬入出するための上方搬入出口を最上段の基板処理部の囲いに形成し、最上段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記上方搬入出口を遮断する上方搬入出口形成／遮断手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を前記各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を前記最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部ごとに設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、
上下に開口した中空部を有する回転子と、前記回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、
前記中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、
基板の外周部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部材を、前記中空回転モーターの回転子に連結して構成したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置において、
各基板処理部で行われる一連の基板処理は、最下段の基板処理部に基板を搬入し、最下段の基板処理部における基板処理から始めて、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていき、最上段の基板処理部における基板処理が終了すると、最上段の基板処理部から基板を搬出するように構成したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置において、
基板処理部は２個備えており、
下段の基板処理部で行う第１の基板処理は、第１の薬液と洗浄具とを用いた基板処理であり、
上段の基板処理部で行う第２の基板処理は、第２の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および／または乾燥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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板に対する複数の基板処理を好適に行うための基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ポリシング処理工程の次の洗浄工程では、アンモニアなどのアルカリ系の薬液を供給しながら行うブラシ洗浄処理と、フッ酸などの酸系の薬液による薬液処理と、リンス処理と、乾燥処理とからなる一連の基板処理を行う。この一連の基板処理を行う基板処理装置においては、アルカリ雰囲気と酸雰囲気とを分離するために、アルカリ系の薬液によるブラシ洗浄処理を行う第１の基板処理部と、酸系の薬液による薬液処理とリンス処理と乾燥処理とを行う第２の基板処理部とに分けられている。各基板処理部には、基板を保持するための基板保持機構や、基板保持機構に保持された基板を鉛直方向の軸芯周りで回転させる基板回転機構、基板保持機構に保持された基板の周囲に配置されるカップやチャンバなどの囲いを備えている。
【０００３】
そして、従来のこの種の基板処理装置は、これら基板処理部が水平方向に配設され、各基板処理部間で基板の受渡しを行う基板受渡しロボットが各基板処理部の間に設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来装置においては、複数の基板処理部を水平方向に配設しているので、装置の設置面積が大きくならざるを得ない。この種の基板処理装置はランニングコストが高いクリーンルーム内に設置されるので、従来装置のように装置の設置面積が大きいと、クリーンルームの有効利用が図れないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置の設置面積を小さくし得る基板処理装置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】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板の周囲に配置される囲いとを個々に有する基板処理部をｎ個（ｎは２以上の自然数）備え、これら基板処理部を鉛直方向に積層し、下からｉ段目（ｉは、１〜（ｎ−１）の自然数）の基板処理部の囲いの上方と、下から（ｉ＋１）段目の基板処理部の囲いの下方とには、前記下からｉ段目の基板処理部と前記下から（ｉ＋１）段目の基板処理部との間で基板を受け渡すための基板受渡し開口が形成され、かつ、前記各基板受渡し開口に位置して、その上下の基板処理部の雰囲気を遮断する（ｎ−１）個の雰囲気遮断部材と、前記各雰囲気遮断部材を、対応する前記基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で個別に変位させる（ｎ−１）個の変位手段と、前記各雰囲気遮断部材を回転させる（ｎ−１）個の雰囲気遮断部材回転手段と、前記各基板受渡し開口を介して、その上下の基板処理部の間で基板を受け渡す（ｎ−１）個の基板受渡し手段と、最下段の基板処理部に対する基板の搬入または搬出の際には、基板を搬入出するための下方搬入出口を最下段の基板処理部の囲いに形成し、最下段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記下方搬入出口を遮断する下方搬入出口形成／遮断手段と、最上段の基板処理部に対する基板の搬出または搬入の際には、基板を搬入出するための上方搬入出口を最上段の基板処理部の囲いに形成し、最上段の基板処理部で基板処理を行う際には、前記上方搬入出口を遮断する上方搬入出口形成／遮断手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板処理装置において、前記各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を前記各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を前記最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部ごとに設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の基板処理装置において、前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、上下に開口した中空部を有する回転子と、前記回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、前記中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部材を、前記中空回転モーターの回転子に連結して構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置において、各基板処理部で行われる一連の基板処理は、最下段の基板処理部に基板を搬入し、最下段の基板処理部における基板処理から始めて、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていき、最上段の基板処理部における基板処理が終了すると、最上段の基板処理部から基板を搬出するように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の基板処理装置において、基板処理部は２個備えており、下段の基板処理部で行う第１の基板処理は、第１の薬液と洗浄具とを用いた基板処理であり、上段の基板処理部で行う第２の基板処理は、第２の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および／または乾燥処理であることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
各基板処理部では、基板保持手段が基板を保持し、基板回転手段がその基板を回転させ、囲い内においてその基板の回転状態で個々の基板処理が行われる。
【００１２】
これらｎ個の基板処理は鉛直方向に積層されている。
以下の作用の説明では、特に断らない限り、各基板処理部は、下から順に１段目の基板処理部（最下段の基板処理部）、２段目の基板処理部、３段目の基板処理部、…、（ｎ─１）段目の基板処理部、ｎ段目の基板処理部（最上段の基板処理部）として説明する。
【００１３】
また、例えば、１段目の基板処理部の囲いの上方と、２段目の基板処理部の囲いの下方とに形成された基板受渡し開口を〔１−２〕番目の基板受渡し開口というように、ｉ段目（ｉは１〜（ｎ−１）の自然数）の基板処理部の囲いの上方と、（ｉ＋１）段目の基板処理部の囲いの下方とに形成された基板受渡し開口を〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の基板受渡し開口と表記して説明する。
【００１４】
また、例えば、〔１−２〕番目の基板受渡し開口に位置して、１段目の基板処理部の雰囲気と２段目の基板処理部の雰囲気とを遮断する雰囲気遮断部材を〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材というように、ｉ段目の基板処理部と（ｉ＋１）段目の基板処理部との間の雰囲気遮断部材を〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の雰囲気遮断部材と表記して説明する。
【００１５】
また、例えば、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材を、〔１−２〕番目の基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で変位させる変位手段を〔１−２〕番目の変位手段というように、〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の雰囲気遮断部材を、〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の基板受渡し開口と、その基板受渡し開口から外れた退避位置との間で変位させる変位手段を〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の変位手段と表記して説明する。
【００１６】
また、例えば、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材を回転させる雰囲気遮断部材回転手段を〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材回転手段というように、〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の雰囲気遮断部材を回転させる雰囲気遮断部材回転手段を〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の雰囲気遮断部材回転手段と表記して説明する。
【００１７】
また、例えば、〔１−２〕番目の基板受渡し開口を介して、１段目の基板処理部と２段目の基板処理部との間で基板を受け渡す基板受渡し手段を〔１−２〕番目の基板受渡し手段というように、〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の基板受渡し開口を介して、ｉ段目の基板処理部と（ｉ＋１）段目の基板処理部との間で基板を受け渡す基板受渡し手段を〔ｉ−（ｉ＋１）〕番目の基板受渡し手段と表記して説明する。
【００１８】
さて、各基板処理部で行われる一連の基板処理は、請求項４に限定したように下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていってもよいし、その逆に、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていってもよい。
【００１９】
前者の場合の一連の基板処理は以下のように行われる。
まず、下方搬入出口形成／遮断手段が、最下段、すなわち、１段目の基板処理部の囲いに下方搬入出口を形成して、そこから、未処理の基板が搬入されて１段目の基板処理部の基板保持手段に引き渡される。この基板の搬入が完了すると、下方搬入出口形成／遮断手段は下方搬入出口を遮断する。また、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材は〔１−２〕番目の基板受渡し開口に位置していて、１段目の基板処理部の雰囲気と２段目の基板処理部の雰囲気とが遮断されている。そして、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材が回転され、この状態で、１段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【００２０】
このとき、１段目の基板処理部の囲いによって、外部の雰囲気が１段目の基板処理部内に流れ込むことや、１段目の基板処理部内の雰囲気が外部に漏れ出すことが防止される。また、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材によって、２段目の基板処理部内の雰囲気が１段目の基板処理部に流れ込むことや、１段目の基板処理部内の雰囲気が２段目の基板処理部内に漏れ出すことが防止される。しかも、この雰囲気遮断部材の回転によって形成される気流により、１段目の基板処理部と２段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断をより一層効果的に行える。また、例えば、２段目の基板処理部で行う基板処理が処理液を用いるものである場合、その処理液が、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材の上に落下しても、この雰囲気遮断部材の回転によって処理液はこの雰囲気遮断部材の側方に吹き飛ばされ、２段目の基板処理部で用いる処理液が１段目の基板処理部に入ってくることを防止できる。従って、周囲（特に２段目の基板処理部）の雰囲気の影響を受けずに、１段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、１段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲（特に２段目の基板処理部）に与えることを防止できる。
【００２１】
１段目の基板処理部における基板処理が終了すると、〔１−２〕番目の変位手段が〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材を〔１−２〕番目の基板受渡し開口から退避位置に変位させて、〔１−２〕番目の基板受渡し開口を開き、この開口を介して、〔１−２〕番目の基板受渡し手段が、１段目の基板処理部における基板処理を終えた基板を、１段目の基板処理部から２段目の基板処理部へ引き渡す。
【００２２】
この基板の受渡しが完了すると、〔１−２〕番目の変位手段は〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材を退避位置から〔１−２〕番目の基板受渡し開口に変位させてその基板受渡し開口に位置させ、１段目の基板処理部の雰囲気と２段目の基板処理部の雰囲気とを遮断する。また、〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材は〔２−３〕番目の基板受渡し開口に位置され、２段目の基板処理部の雰囲気と３段目の基板処理部の雰囲気とが遮断されている。そして、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材が回転されるとともに、〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材が回転され、この状態で、２段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【００２３】
このとき、２段目の基板処理部の囲いによって、外部の雰囲気が２段目の基板処理部内に流れ込むことや、２段目の基板処理部内の雰囲気が外部に漏れ出すことが防止される。また、２段目の基板処理部の上下の〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材と〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材によって、１段目の基板処理部内の雰囲気や３段目の基板処理部内の雰囲気が２段目の基板処理部に流れ込むことや、２段目の基板処理部内の雰囲気が１段目の基板処理部や３段目の基板処理部に漏れ出すことが防止される。しかも、２段目の基板処理部の上下の〔１−２〕番目の雰囲気遮断部材と〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材とを回転させることによって、１段目の基板処理部と２段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断、および、３段目の基板処理部と２段目の基板処理部との間の雰囲気の遮断をより一層効果的に行える。また、例えば、３段目の基板処理部で行う基板処理が処理液を用いるものである場合、その処理液が、〔２−３〕番目の雰囲気遮断部材の上に落下しても、この雰囲気遮断部材の回転によって処理液はこの雰囲気遮断部材の側方に吹き飛ばされ、３段目の基板処理部で用いる処理液が２段目の基板処理部に入ってくることを防止できる。従って、周囲（特に１段目の基板処理部や３段目の基板処理部）の雰囲気の影響を受けずに、２段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、２段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲（特に１段目の基板処理部や３段目の基板処理部）に与えることを防止できる。
【００２４】
以後同様にして、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理が、上記２段目の基板処理部における基板処理と同様の動作で実行される。そして、最後に最上段、すなわち、ｎ段目の基板処理部における基板処理が行われる。
【００２５】
このｎ段目の基板処理部における基板処理は、上方搬入出口形成／遮断手段によりｎ段目の基板処理部の囲いの上方搬入出口が遮断されているとともに、〔（ｎ−１）−ｎ〕番目の雰囲気遮断部材は〔（ｎ−１）−ｎ〕番目の基板受渡し開口に位置され、（ｎ−１）段目の基板処理部の雰囲気とｎ段目の基板処理部の雰囲気とが遮断され、かつ、〔（ｎ−１）−ｎ〕番目の雰囲気遮断部材回転手段によって、この〔（ｎ−１）−ｎ〕番目の雰囲気遮断部材が回転された状態で行われる。これにより、周囲（特に（ｎ−１）段目の基板処理部）の雰囲気の影響を受けずに、ｎ段目の基板処理部における基板処理を行うことができ、また、ｎ段目の基板処理部内の雰囲気による影響を周囲（特に（ｎ−１）段目の基板処理部）に与えることを防止できる。
【００２６】
ｎ段目の基板処理部における基板処理が終了すると、上方搬入出口形成／遮断手段はｎ段目の基板処理部の囲いに上方搬入出口を形成する。この上方搬入出口を介して、ｎ段目の基板処理部の基板保持手段から処理済の基板が取り出され、ｎ段目の基板処理部の囲いの外に搬出される。
【００２７】
なお、１段目の基板処理部における基板処理を終えた基板を、１段目の基板処理部から２段目の基板処理部へ受渡して、１番目の基板処理部が処理可能になると、新たな未処理基板が１段目の基板処理部へと搬入され、２段目の基板処理部における基板処理と並行して、１段目の基板処理部における基板処理が行われる。２段目より上の基板処理部においても同様に、下の基板処理部や上の基板処理部との間での基板の受渡しを行う場合以外は、各基板処理部における基板処理は並行して行われる。
【００２８】
上記では、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合の動作を説明したが、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合は、ｎ番目の基板処理部に未処理基板を搬入し、ｎ段目の基板処理部における基板処理、（ｎ−１）段目の基板処理部における基板処理、…、２段目の基板処理部における基板処理、１段目の基板処理部における基板処理の順に一連の基板処理を行っていき、処理済基板を１段目の基板処理部から搬出する。基板の搬入／搬出や各基板処理部における基板処理などの詳細は、上述した下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていく場合と略同様である。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、１段目〜（ｎ−１）段目の基板処理部において基板処理を行う際、回転されている雰囲気遮断部材から下方に向けて気体が供給され、雰囲気遮断部材の下方の基板処理部内に新たな気体が供給されるとともに、各基板処理部に設けられた排気手段によって各基板処理部内の雰囲気は排気される。これにより、１段目〜（ｎ−１）段目の基板処理部では、各基板処理部内の雰囲気を新たな気体の雰囲気に置換でき、各基板処理部内の雰囲気を清浄に維持することができる。また、最上段の基板処理部は、気体導入手段から最上段の基板処理部内に新たな気体が導入されるとともに、最上段の基板処理部に設けられた排気手段によって最上段の基板処理部内の雰囲気は排気され、最上段の基板処理部内の雰囲気も清浄に維持することができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明は、複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を、上下に開口した中空部を有する回転子と、回転子と同芯状に設けられ、上下に開口した中空部を有するステータとを備えた中空回転モーターで構成し、中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部材を、中空回転モーターの回転子に連結して構成した。
【００３１】
上記中空回転モーターを備えた基板処理部では、基板は回転子に連結された３個以上の基板保持部材に外周部の３箇所以上が保持され、この基板の保持状態で、ステータに対して、回転子、基板保持部材とともに基板が回転され、保持した基板を回転させて所定の基板処理が行われる。
【００３２】
この構成の中空回転モーターによれば、回転子、ステータはともに上下に開口した中空部を有するので、中空回転モーターも上下に開口した中空部が形成され、保持された基板の周方向に上記中空回転モーターを配置できる。また、この中空部が形成された中空回転モーターを構成する回転子に基板保持部材を連結して基板を保持するので、保持された基板の鉛直下方に基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を配置するのを回避できる。従って、保持された基板の上面の上方空間および下面の下方空間から基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を無くすことができ、中空回転モーターの中空部からも基板に基板処理を行えるので、基板を回転して所定の基板処理を行う場合、基板の上下両面に対して同時に処理を行うことができる。また、保持された基板の周方向に中空回転モーターを配置できるので、この中空回転モーターを備えた基板処理部の鉛直方向の寸法を低くでき、基板処理装置全体の鉛直方向の寸法を低くすることができる。
【００３３】
なお、ｎ個の基板処理部のうち、一部の基板処理部にだけ中空回転モーターを備えるように構成してもよいし、全ての基板処理部に上記中空回転モーターを備えるようにしてもよい。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部における基板処理を行っていくもので、その詳細な作用については、上記請求項１に記載の発明の作用で説明したとおりである。
【００３５】
例えば、ブラシ洗浄処理、薬液処理、リンス処理、乾燥処理からなる一連の基板処理を行う場合、後の基板処理に進むに従って高い処理精度が要求される。特に、最後の乾燥処理が終了したとき、ブラシ洗浄時に発生するパーティクルなどが、乾燥処理後の基板に付着するなど前の基板処理の雰囲気で基板が再汚染されることがないように考慮する必要がある。一方で、鉛直方向に積層した基板処理部で一連の基板処理を行う場合、仮に各基板処理部間の雰囲気遮断に漏れがあると、上の基板処理部内の雰囲気が下の基板処理部内に流下し易い。従って、例えば、上の基板処理部から下の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行っていくと、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け易くなる。これに対して、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行っていくと、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け難くなり、最終的な基板の処理精度を高くすることができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、基板処理部を２個（ｎ＝２）備え、これら２個の基板処理部を鉛直方向に積層し、まず、下段（１段目）の基板処理部に未処理基板を搬入して、そこで第１の薬液と洗浄具とを用いた基板処理を行い、次に、上段（２段目）の基板処理部で第２の薬液を用いた基板処理と、リンス処理および／または乾燥処理を行って、処理済基板を上段の基板処理部から搬出する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。なお、図１及び図８〜図１１の縦断面図では、下カップ、中間カップ、上カップの縦断面形状のみを示している。
【００３８】
この装置は、２個の基板処理部１、２が鉛直方向に積層して配設され、下段の基板処理部１と上段の基板処理部２との間に配設された中間カップ３ｂに各基板処理部１、２間で基板Ｗを受け渡すための平面視で円形の基板受渡し開口４が形成されている。また、この基板受渡し開口４に位置して下段の基板処理部１の雰囲気と上段の基板処理部２の雰囲気とを遮断する雰囲気遮断部材５を備えている。後述するように、この雰囲気遮断部材５は、鉛直方向の軸芯Ｊ１周りで回転可能に構成されているとともに、基板受渡し開口４とその基板受渡し開口４から外れた退避位置との間で変位可能に構成されている。さらに、基板受渡し開口４を介して、下段の基板処理部１と上段の基板処理部２との間で基板Ｗを受け渡す基板受渡し機構６も備えている。
【００３９】
下段の基板処理部１は、アンモニアなどの第１の薬液と、洗浄具としての洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを用いた、第１の基板処理である基板Ｗの洗浄処理を行う基板処理部である。この基板処理部１は、基板Ｗの外周部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部材２０と、基板保持部材２０に保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯Ｊ２周りで回転させる中空回転モーター３０と、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの周囲に配置される下カップ３ａ及び中間カップ３ｂからなる囲い３ｄとを備えている。
【００４０】
中空回転モーター３０は、図１ないし図３に示すように、上下に開口している中空部３１を有するリング状の回転子３２と、この回転子３２と同芯状に設けられるリング状のステータ３３とを備えて構成されている。回転子３２には、外周面に沿って複数個の永久磁石３４が埋設され、一方、ステータ３３には、これら永久磁石３４に対向するように多数のコイル３５が埋設されている。ステータ３３はリング状の支持部材３６と、懸垂支持部材３７とを介して中間カップ３ｂに固定的に懸垂支持されており、コイル３５に交流電流を流して発生する磁場の極性を切換え制御することで、固定されたステータ３３に対して回転子３２が一定方向に回転駆動されるようになっている。なお、懸垂支持部材３６は、後述する基板Ｗの搬入動作や、ノズル１１ａ、１１ｂ及び洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂの水平移動の妨げとならない位置で支持部材３６を懸垂支持している。また、回転子３２とステータ３３との嵌合部分には加圧エアーが供給可能に構成されていて回転子３２が浮動状態に保持されて回転されるようになっている。
【００４１】
この構成の中空回転モーターに関しては、本願出願人が特願平８−２６６４３６号として提案しており、このように構成された中空回転モーター３０は、回転子３２及びステータ３３の中央部に任意の大きさの中空部を形成することができる。この実施例の中空回転モーター３０の中空部は、基板Ｗの直径よりも大きく形成されている。
【００４２】
各基板保持部材２０は、中空回転モーター３０の回転子３２に連結されている。図２、図３に示すように、各基板保持部材２０は、上下に揺動する単一の上爪２１とその左右両側に位置する一対の下爪２２とで構成されている。上爪２１は、その後端が回転子３２の上面に立設された支持軸２３に支点ｓ１を中心に上下に揺動可能に連結されている。一方、下爪２２は、その前後中間部が回転子３２の上面に立設された支持軸２４に支点ｓ２を中心に上下揺動可能に連結されている。
【００４３】
また、上爪２１の前後中間部と下爪２２の後端部とが、回転子３２に上下スライド可能に貫通装着した操作軸２５の上端部２５ａに、連結軸２６を介して枢支連結されている。各基板保持部材２０における操作軸２５の下端にはリング状の連結部材２７が取り付けられ、各操作軸２５が同時に上下にスライド変位可能に構成されている。なお、図３中の符号２８は、回転子３２に取り付け固定されたリング状のカバーであり、各支持軸２３、２４及び操作軸２５がこのカバー２８からシール状態で貫通されている。
【００４４】
図３（ｂ）に示すように、連結部材２７を図示しないエアーシリンダなどのアクチュエータで押し上げ操作することによって、各操作軸２５が上方にスライド変位される。これに伴って上爪２１が支点ｓ１を中心に上方に揺動されるとともに、下爪２２が支点ｓ２を中心に下方に揺動され、上爪２１及び下爪２２が開かれて基板Ｗの外周端縁から離れ、基板Ｗの保持が解除される。
【００４５】
また、図３（ａ）に示すように、連結部材２７の押し上げを解除して自重下降状態にすることによって、各操作軸２５が下方にスライド変位される。これに伴って上爪２１が支点ｓ１を中心に下方に揺動されるとともに、下爪２２が支点ｓ２を中心に上方に揺動される。その結果、左右の下爪２２の先端が基板Ｗの外周端縁を下方から係止するとともに、上爪２１の先端が基板Ｗの外周端縁を上方から係止し、基板Ｗが保持される状態となる。
【００４６】
なお、基板保持部材２０は図２、図３の構成に限定されず、各種の構成のものを採用することができる。
【００４７】
下カップ３ａは、下カップ昇降機構４０によって昇降可能に構成されており、一方、中間カップ３ｂは、装置フレームに取り付けられて固定されている。従って、図８に示すように、下カップ３ａが下降されると、下カップ３ａと中間カップ３ｂとが開かれ、基板保持部材２０の側方に開口４１が形成される。この開口４１を下方搬入出口として、下段の基板処理部１に対する基板Ｗの搬入・搬出が行えるようになっている。なお、下段の基板処理部１に対する基板Ｗの搬入・搬出は、図示しない基板搬送機構の基板保持アームが、下段の基板処理部１の囲い３ｄの内部に進入することで行われる。また、下段の基板処理部１で基板処理を行う際には、図１に示すように、下カップ３ａが上昇され、下カップ３ａと中間カップ３ｂとを閉じて、下方搬入出口４１を遮断する。なお、下カップ昇降機構４０や、以下に説明する各昇降機構は、エアシリンダやボールネジなどの周知の１軸方向駆動機構で構成されている。
【００４８】
下カップ３ａの下部には、排気・排液口４５が設けられている。この排気・排液口４５は、気液分離装置４６を介して、気体を吸引する排気部４７と排液ドレイン４８に接続されている。これにより、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の気体（雰囲気）が吸引されて排出（排気）できるとともに、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内に生じた排液を排液ドレイン４８に排出できるようになっている。
【００４９】
下段の基板処理部１の囲い３ｄ内には、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上下両面に第１の薬液と純水とを選択的に供給するノズル１１ａ、１１ｂと、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上下両面を洗浄する洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂとが設けられ、また、各ノズル１１ａ、１１ｂ及び各洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂの退避空間１０も形成されている。
【００５０】
各ノズル１１ａ、１１ｂは、それぞれ図示しない支持アームに支持されている。これら支持アームを各々水平方向に移動させることで、図１の実線に示す、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上面、下面の各々の回転中心に第１の薬液と純水を供給する供給位置と、図１の二点鎖線に示す、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上面、下面から外れた退避空間１０内の所定の退避位置との間で各ノズル１１ａ、１１ｂが移動可能に構成されている。なお、各ノズル１１ａ、１１ｂ（支持アーム）を水平移動させる図示しない移動機構は、下カップ３ａの内壁面または中間カップ３ｂの下壁面に取り付けられている。また、各ノズル１１ａ、１１ｂへの第１の薬液と純水の供給は、処理液供給管１２ａ、１２ｂを介して処理液供給部１３から行われる。処理液供給部１３は、切換え弁の切り換えなどにより、処理液供給管１２ａ、１２ｂを介して各ノズル１１ａ、１１ｂに第１の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。
【００５１】
各洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂも、それぞれ支持アーム１６ａ、１６ｂに支持されている。これら支持アーム１６ａ、１６ｂは、下カップ３ａの内壁面または中間カップ３ｂの下壁面に取り付けられた図示を省略した昇降・移動機構によって、各々昇降可能で、かつ水平移動可能に構成されている。アーム１６ａの昇降と水平移動とによって、洗浄ブラシ１５ａは、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上面の上方位置と、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上面から外れた退避空間１０内の所定の退避位置との間で移動できるとともに、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上面の上方位置と、基板Ｗの上面に接触、または、若干浮くように作用する所定高さ位置との間で昇降でき、かつ、基板Ｗの上面に作用した状態で、基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの回転中心と外周部との間で往復移動できるように構成されている。洗浄ブラシ１５ｂも同様に、アーム１６ｂの昇降と水平移動とによって、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの下面の下方位置と、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの下面から外れた退避空間１０内の所定の退避位置との間で移動できるとともに、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの下面の下方位置と、基板Ｗの下面に作用する所定高さ位置との間で昇降でき、かつ、基板Ｗの下面に作用した状態で、基板Ｗの下面に沿って基板Ｗの回転中心と外周部との間で往復移動できるように構成されている。
【００５２】
なお、支持アーム１６ａ、１６ｂに内設された図示しないモーターによって、各洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂはそれぞれ図１の軸芯Ｒ１、Ｒ２周りで回転可能に構成されている。
【００５３】
上段の基板処理部２は、フッ酸などの第２の薬液を用いた薬液処理と、リンス処理及び乾燥処理とからなる第２の基板処理を行う基板処理部である。この基板処理部２は、基板Ｗを保持する基板保持機構５０と、基板保持機構５０に保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯Ｊ３周りで回転させる基板回転機構７０と、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの周囲に配置される中間カップ３ｂ及び上カップ３ｃからなる囲い３ｕとを備えている。
【００５４】
基板保持機構５０は、基板Ｗの外周部を３箇所以上で保持する３個以上の保持部材５１がベースブロック５２の下面から懸垂されて構成されている。各保持部材５１は、先端部が鉤型形状を有していて、基板Ｗの外周部を下方から抱えるように支持するとともに、基板Ｗの外周端縁を押圧して基板Ｗを保持するように構成されている。
【００５５】
図４、図５に示すように、各保持部材５１はベースブロック５２内の揺動支点５３を中心に揺動可能に支持され、その先端部がベースブロック５２の下面に形成された長孔５４から下方に突出され、基端部は円柱状部材５５に回動自在に連結されている。各円柱状部材５５はリング状の載置台５６に載置されている。載置台５６はコイルバネ５７で上方に付勢され、各円柱状部材５５が上方に付勢される結果、図４（ａ）に示すように、各保持部材５１は閉状態になり、基板Ｗを保持することができる。なお、図中の符号５８は、閉状態の保持部材５１の位置を規制するストッパーである。各円柱状部材５５の上方にはリング状の押下部材５９が配置されている。エアシリンダ６０のロッド６０ａを伸長することで、揺動部材６１を介して、押下部材５９が下降させられ、この押下部材５９の下降により、図４（ｂ）に示すように、各円柱状部材５５及び載置台５６が下方に押し下げられ、各保持部材５１が揺動支点５３を中心に揺動される結果、各保持部材５１は開状態になり、基板Ｗの保持を解除することができる。以上の構成により、エアーシリンダ６０のロッド６０ａの伸縮により、基板Ｗの保持とその解除とが切り換えられる。なお、図中の符号６２は揺動部材６１の揺動支点を示す。
【００５６】
基板保持機構５０は、基板Ｗを保持した状態で、基板Ｗの上面とベースブロック５２の下面とが近接されるように構成されている。また、ベースブロック５２の下面は下方から見て円形であり、その径は基板Ｗの直径よりも大きくなるように構成されている。これにより、基板保持機構５０に基板Ｗが保持された状態で、基板Ｗの上面の上方は、ベースブロック５２の下面に覆われ、基板Ｗの上面とベースブロック５２の下面とが近接される結果、基板Ｗの上面とベースブロック５２の下面との間に局所空間６５が形成されることになる。
【００５７】
基板回転機構７０は、ベースブロック５２を懸垂支持する回転軸７１と、回転軸７１を回転させる中空回転モーター７２とを備えて構成されている。回転軸７１は、基端部が支持アーム７３に回転可能に支持され、先端部にベースブロック５２が一体回転可能に固設されている。中空回転モーター７２は、上述した下段の基板処理部１に備えている中空回転モーター３０と同様に、上下に開口した中空部を有するリング状の回転子７２ａと、この回転子７２ａと同芯状に設けられたリング状のステータ７２ｂとを備えて、ステータ７２ｂに対して回転子７２ａが回転駆動されるように構成されている。この中空回転モーター７２の回転子７２ａの中空部に回転軸７１が貫通された状態で、回転子７２ａと回転軸７１とが連結されている。一方、ステータ７２ｂは連結部材７４によって支持アーム７３に固定的に連結されている。この構成により、ステータ７２ｂに対して回転子７２ａを回転駆動することにより、回転軸７１とともにベースブロック５２が鉛直方向の軸芯Ｊ３周りで回転され、基板保持機構５０に保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯Ｊ３周りで回転させることができる。
【００５８】
支持アーム７３は、支持アーム昇降機構７５によって昇降可能に構成されている。この支持アーム７３の昇降により、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面を、雰囲気遮断部材５の上部雰囲気遮断部材５ａの上面に対して接離できるようになっており、図１０に示すように、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面が雰囲気遮断部材５の上部雰囲気遮断部材５ａに近接されたとき、基板Ｗの下面と上部雰囲気遮断部材５ａの上面との間に局所空間７６が形成されるようになっている。
【００５９】
図１、図４、図５に示すように、ベースブロック５２及び回転軸７１の内部には、処理液供給管８０が貫通されている。ベースブロック５２の下面に位置するこの処理液供給管８０の先端部が処理液供給口８０ａとなっている。処理液供給管８０の基端部は処理液供給部８１に接続されている。処理液供給部８１は、切換え弁の切り換えなどによって処理液供給管８０に第２の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。これにより、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの上面に、処理液供給口８０ａから第２の薬液と純水とを選択的に供給できるようになっている。また、処理液供給管８０の周囲には外管８３が配設され、処理液供給管８０の外壁と外管８３の内壁との間の空間が気体供給路８４とされ、ベースブロック５２の下面に位置するこの気体供給路８４の先端部が気体供給口８４ａとなっている。気体供給路８４には、気体供給管８５を介して、気体供給部８６から、基板Ｗを乾燥するための窒素ガスなどの不活性ガスやドライエアなどの清浄な気体が供給されるようになっている。これにより、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの上面とベースブロック５２の下面との間の局所空間６５に基板Ｗを乾燥させるための気体が供給できるようになっている。
【００６０】
上段の基板処理部４の囲い３ｕ内には、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面に第２の薬液と純水とを選択的に供給するノズル８７が設けられている。このノズル８７は図示しない支持アームに支持されていて、この支持アームを水平方向に移動させることで、図１の実線に示す、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面の回転中心に第２の薬液と純水を供給する供給位置と、図１の二点鎖線に示す、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面から外れた退避空間１００内の所定の退避位置との間でノズル８７が移動可能に構成されている。なお、ノズル８７（支持アーム）を水平移動させる図示しない移動機構は、中間カップ３ｂの内壁面または上カップ３ｃの内壁面に取り付けられている。また、ノズル８７への第２の薬液と純水の供給は、処理液供給管８８を介して処理液供給部８９から行われる。処理液供給部８９は、切換え弁の切り換えなどによって処理液供給管８８を介してノズル８７に第２の薬液と純水とを選択的に供給できるように構成されている。
【００６１】
なお、上段の基板処理部４の囲い３ｕ内に形成された退避空間１００には、ノズル８７以外にも、後述するように雰囲気遮断部材５も退避されるようになっている。
【００６２】
上カップ３ｃは、上カップ昇降機構９１によって昇降可能に構成されている。図１１に示すように、固定された中間カップ３ｂに対して上カップ３ｃを上昇させると、上カップ３ｃと中間カップ３ｂとが開かれ、基板保持機構５０の側方に開口９２が形成される。この開口９２を上方搬入出口として、上段の基板処理部２に対する基板Ｗの搬出・搬入が、図示しない基板搬送機構の基板保持アームによって行われる。また、上段の基板処理部２で基板処理を行う際には、図１に示すように、上カップ３ｃが下降され、上カップ３ｃと中間カップ３ｂとを閉じて、上方搬入出口９２を遮断する。
【００６３】
中間カップ３ｂの下部には、排気・排液口９５が設けられている。この排気・排液口９５は、気液分離装置４６を介して、気体を吸引する排気部４７と排液ドレイン４８に接続されている。これにより、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の気体（雰囲気）が吸引されて排出（排気）できるとともに、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に生じた排液を排液ドレイン４８に排出できるようになっている。なお、図１では、下段の基板処理部１と上段の基板処理部２との排気、排液を共通の経路で行うように構成しているが、排気・排液口９５に、気液分離装置４６と別個の気液分離装置を介して、排液ドレイン４８と別の排液ドレインに接続して、下段の基板処理部１で生じた排液と上段の基板処理部２で生じた排液とを別々に排出できるように構成してもよい。
【００６４】
上カップ３ｃの上部には気体を導入するための開口９８が形成されている。この開口９８の上部には、ＵＬＰＡフィルタ（ultra low penetration air-filter）やＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate air-filter）などの粉塵除去用のフィルター９９が配設され、清浄な気体が上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に導入できるように構成されている。この開口９８からの気体の導入と、排気・排液口９５からの排気とによって、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の雰囲気を清浄な気体の雰囲気に置換できるように構成されている。
【００６５】
雰囲気遮断部材５は、上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとに分けられていて、これら各雰囲気遮断部材５ａ、５ｂが支持ブロック１０１の上下に回転自在に連結されて構成されている。
【００６６】
図６、図７に示すように、支持ブロック１０１は、支持アーム１０２の先端部に一体的に連結されている。支持アーム１０２の基端部は回動支軸１０３の上端部に一体的に連結されている。回動支軸１０３は、回動ブロック１０４に回動自在に支持されていて、回動ブロック１０４内に設けられたベルト伝動機構１０５を介してモーター１０６の回転軸に連動連結されている。モーター１０６を駆動することにより、回動支軸１０３が鉛直方向の軸芯Ｑ周りで回転され、支持アーム１０２が回動支軸１０３を揺動支点として水平方向に揺動されて、支持ブロック１０１とともに、上部雰囲気遮断部材５ａ及び下部雰囲気遮断回転部材５ｂが水平方向に移動され、図１の一点鎖線に示す基板受渡し開口４の上方位置と、図１、図７の二点鎖線に示す、基板受渡し開口４から外れた退避空間１００内の所定の退避位置との間で移動できるように構成されている。
【００６７】
また、回動ブロック１０４は、中間カップ３ｂの内壁に取り付けられた雰囲気遮断部材昇降機構１０７によって昇降可能に構成され、雰囲気遮断部材５が昇降されるようになっている。
【００６８】
上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとは、平面視で円形の形状に形成され、上部雰囲気遮断部材５ａの径ｒ１と基板受渡し開口４の径ｒ２と下部雰囲気遮断部材５ｂの径ｒ３との大小関係は、（ｒ１＞ｒ２＞ｒ３）となるように構成されている。従って、雰囲気遮断部材昇降機構１０７を駆動することにより、支持ブロック１０１とともに、上部雰囲気遮断部材５ａ及び下部雰囲気遮断部材５ｂが、図１、図６、図７の実線で示す基板受渡し開口４と、図１の一点鎖線に示す基板受渡し開口４の上方位置との間で昇降できるようになっている。なお、上部雰囲気遮断部材５ａ及び下部雰囲気遮断部材５ｂが図１、図６、図７の実線で示す基板受渡し開口４に位置した状態で、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の雰囲気と上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の雰囲気とが遮断されるようになっている。また、基板受渡し開口４の径ｒ２は、基板Ｗの直径よりも大きくなるように構成している。
【００６９】
上部雰囲気遮断部材５ａの径ｒ１を基板受渡し開口４の径ｒ２よりも大きく（ｒ１＞ｒ２）したことにより、図１、図６、図７の実線で示すように上部雰囲気遮断部材５ａ及び下部雰囲気遮断部材５ｂが基板受渡し開口４に位置したとき、中間カップ３ｂの基板受渡し開口４の周縁部４ａが、上部雰囲気遮断部材５ａの下方に入り込んだ状態となり、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の雰囲気と上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の雰囲気との遮断効果を高めることができる。
【００７０】
支持ブロック１０１内には、回転軸１１０が回転自在に支持されている。この回転軸１１０の上端部と下端部とにそれぞれに上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとが一体回転可能に連結されている。回転軸１１０は、ベルト伝動機構１１１を介してモーター１１２の回転軸に連動連結されていて、モーター１１２を駆動することによって、支持ブロック１０１に対して、上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとが鉛直方向に軸芯Ｊ１周りで回転されるように構成されている。
【００７１】
上部雰囲気遮断部材５ａの下面と下部雰囲気遮断部材５ｂの上面には、シリコンラバーやフッ素樹脂など形成されるリング状のリップシール部材１２０が一対ずつ取り付けられ、支持ブロック１０１の上面と上部雰囲気遮断部材５ａの下面との間、及び支持ブロック１０１の下面と下部雰囲気遮断部材５ｂの上面との間には、それぞれ気体供給バッファ１２１、１２２が形成されている。支持ブロック１０１及び支持アーム１０２内には、気体供給バッファ１２１に気体を供給する気体供給管１２３と気体供給バッファ１２２に気体を供給する気体供給管１２４とが配設されている。一方、上部雰囲気遮断部材５ａ内には、気体供給バッファ１２１内の気体を、上部雰囲気遮断部材５ａの上面の回転中心の気体供給口１２５に供給する気体供給路１２６が形成されている。気体供給口１２５の上方には傘状の部材１２７が設けられ、上方から落下する第２の薬液や純水が気体供給路１２６内に入り込むことを防止するようにしている。また、下部雰囲気遮断部材５ｂ内には、気体供給バッファ１２２内の気体を、下部雰囲気遮断部材５ｂの下面に設けられた多数の小孔で構成される気体供給口１２８に供給する気体供給路１２９が形成されている。
【００７２】
気体供給管１２３は気体供給部８６に接続され、気体供給部８６からの気体を気体供給管１２３、気体供給バッファ１２１、気体供給路１２６を介して、気体供給口１２５から噴出供給できるようになっている。
【００７３】
また、気体供給管１２４は、粉塵が除去されたエアなどの清浄な気体を供給する気体供給部１３０に接続され、気体供給部１３０からの気体を気体供給管１２４、気体供給バッファ１２２、気体供給路１２９を介して、各気体供給口１２８から下段の基板処理部１の囲い３ｄ内に噴出供給できるようになっている。この気体供給口１２８からの気体の供給と、排気・排液口４５からの排気とによって、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の雰囲気を清浄な気体の雰囲気に置換できるように構成されている。
【００７４】
なお、図では、気体供給バッファ１２１、１２２をリップシール部材１２０で形成したが、気体供給バッファ１２１、１２２をラビリンスシール構造で形成してもよい。
【００７５】
なお、中空回転モーター３０の回転中心軸Ｊ２と、基板回転機構７０の回転中心軸Ｊ３とは同軸となるように各部材が配設されている。また、基板受渡し開口４に位置した状態での上部雰囲気遮断部材５ａ及び下部雰囲気遮断部材５ｂの回転中心軸Ｊ１が、中空回転モーター３０の回転中心軸Ｊ２及び基板回転機構７０の回転中心軸Ｊ３と同軸となるように構成されている。
【００７６】
基板受渡し機構６は、昇降機構１４０によって昇降自在に構成された支持部材１４１の上面に３本以上の基板支持ピン１４２が立設されて構成されている。各基板支持ピン１４２は、下カップ３ａの底面に昇降自在に貫通されれている。昇降機構１４０は、支持部材１４１及び各基板支持ピン１４２を、図１に示す高さ、図９（ａ）に示す高さ、図９（ｂ）に示す高さの３段階の高さで昇降させることができ、これにより、後述するように各基板支持ピン１４２に基板Ｗを支持して、基板受渡し開口４を介して下段の基板処理部１内の基板保持部材２０と、上段の基板処理部２内の基板保持機構５０との間で基板Ｗを受け渡すことができるようになっている。
【００７７】
次に、上述した構成の実施例装置による基板処理の動作を説明する。
まず、図８に示すように、下カップ３ａを下降させて下方搬入出口４１を形成し、そこから未処理の基板Ｗを下段の基板処理部１に搬入し、基板保持部材２０に保持させる。
【００７８】
なお、この未処理の基板Ｗの搬入の際には、上段の基板処理部２において、第１の基板処理を先に終了した基板Ｗに対する第２の基板処理が行われている。また、このとき、雰囲気遮断部材５は基板受渡し開口４に位置し、上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとは軸芯Ｊ１周りで回転されていて、下上段の基板処理部１、２の雰囲気を遮断している。
【００７９】
下段の基板処理部１に対する基板Ｗの搬入が完了すると、下カップ３ａを上昇させて下方搬入出口４１を遮断し、下部雰囲気遮断部材５ｂの気体供給口１２８からの気体の供給を開始する。その状態で、下段の基板処理部１で以下のように第１の基板処理が行われる。
【００８０】
第１の基板処理は、まず、退避位置に退避されているノズル１１ａ、１１ｂを供給位置に移動させるとともに、退避位置に退避されている洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを、基板保持部材２０に保持された基板Ｗの上下両面の回転中心に作用させるように移動及び昇降させる。そして、基板保持部材２０の保持された基板Ｗを軸芯Ｊ２周りで回転させつつ、各ノズル１１ａ、１１ｂから基板Ｗの上下両面に第１の薬液を供給し、洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを基板Ｗの上下両面に沿わせてその回転中心と外周部との間を往復移動させて、第１の薬液を基板Ｗに供給しながら、基板Ｗの上下面全面を洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂでブラシ洗浄する。なお、このとき、必要に応じて、洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを軸芯Ｒ１、Ｒ２周りで回転させながらブラシ洗浄してもよい。
【００８１】
第１の薬液と洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを用いた基板Ｗの洗浄処理を終えると、洗浄ブラシ１５ａ、１５ｂを退避位置に退避させ、基板Ｗを軸芯Ｊ２周りで回転させつつ、各ノズル１１ａ、１１ｂから基板Ｗの上下両面に純水を供給して、基板Ｗに付着している第１の薬液を洗い流す処理が行われ、それを終えると、各ノズル１１ａ、１１ｂを退避位置に退避させ、下段の基板処理部１で行う第１の基板処理を終了する。
【００８２】
なお、下段の基板処理部１で行う第１の基板処理に要する処理時間は、上段の基板処理部２で行う第２の基板処理に要する処理時間よりも長く設定している。従って、第１の基板処理が終了する前に、上段の基板処理部２において並行して行われている第２の基板処理は終了し、第２の基板処理を終了した基板Ｗは、後述するように上段の基板処理部２から搬出され、第１の基板処理が終了したときには、上段の基板処理部２は待機状態となっている。
【００８３】
下段の基板処理部１で行う第１の基板処理が終了すると、以下のように下段の基板処理部１から上段の基板処理部２への、第１の基板処理を終えた基板Ｗの受渡しが行われる。
【００８４】
この基板Ｗの受渡しは、まず、下部雰囲気遮断部材５ｂの気体供給口１２８からの気体の供給を停止するとともに、上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂの回転を停止し、雰囲気遮断部材５の上昇と水平移動とにより雰囲気遮断部材５を退避位置に退避させて基板受渡し開口４を開く。次に、基板受渡し機構６の昇降機構１４０を駆動して、図９（ａ）に示すように、下段の基板処理部１の基板保持部材２０が保持する基板Ｗを載置支持する高さまで、各基板支持ピン１４２を上昇させる。この状態で、基板保持部材２０による基板Ｗの保持を解除して、基板保持部材２０から基板支持ピン１４２への基板Ｗの受渡しが行われる。そして、基板受渡し機構６の昇降機構１４０を駆動して、図９（ｂ）に示すように、基板支持ピン１４２に支持する基板Ｗを、基板受渡し開口４を介して上昇させ、上段の基板処理部２の基板保持機構５０の基板保持高さに位置させる。このとき、基板保持機構５０の保持部材５１は開かれている。この状態で、保持部材５１を閉じて、基板保持機構５０が基板Ｗを保持し、基板受渡し機構６の昇降機構１４０を駆動して、基板支持ピン１４２を図１に示している高さまで下降させることで、基板支持ピン１４２から基板保持機構５０への基板Ｗの受渡しが行われる。
【００８５】
基板Ｗの受渡しが完了すると、退避位置に退避されている雰囲気遮断部材５を水平移動させるとともに、下降させて基板受渡し開口４に位置させ、上部雰囲気遮断部材５ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとを軸芯Ｊ１周りで回転させて、下上段の基板処理部１、２の雰囲気を遮断する。
【００８６】
基板Ｗの受渡しが完了すると、すぐに、新たな未処理基板Ｗが、上述したように下段の基板処理部１へ搬入され、その基板Ｗに対する第１の基板処理が行われる。
【００８７】
一方で、第１の基板処理を終えた基板Ｗを受け取った上段の基板処理部２では、その基板Ｗに対して以下のように第２の基板処理を行う。
【００８８】
第２の基板処理は、まず、退避位置に退避されているノズル８７を供給位置に移動させる。そして、図１に示す状態で、基板保持機構５０に保持された基板Ｗを軸芯Ｊ３周りで回転させつつ、ベースブロック５２の処理液供給口８０ａとノズル８７とから基板Ｗの上下両面に第２の薬液を供給し、第２の薬液を用いた薬液処理を行う。この薬液処理を所定時間行うと、次に、基板Ｗを軸芯Ｊ３周りで回転させた状態で、ベースブロック５２の処理液供給口８０ａとノズル８７とから基板Ｗの上下両面に純水を供給してリンス処理を行う。このリンス処理を所定時間行うと、次に、ベースブロック５２を下降させて、図１０に示すように、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面を、上部雰囲気遮断部材５ａの上面に近接させる。この状態で、基板Ｗを軸芯Ｊ３周りで回転させて、基板Ｗに付着した純水を振り切り乾燥する。このとき、ベースブロック５２の気体供給口８４ａと上部雰囲気遮断部材５ａの気体供給口１２５とから気体を供給することで、基板Ｗの乾燥処理が促進される。なお、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの上面とベースブロック５２の下面との間には局所空間６５が形成され、基板保持機構５０に保持された基板Ｗの下面と上部雰囲気遮断部材５ａの上面との間には局所空間７６が形成されているので、これら局所空間６５、７６内に気体が充満して、基板Ｗの上下面全面に均一に気体が拡げられ、基板Ｗの乾燥が均一に行える。
【００８９】
乾燥処理を終えると、ベースブロック５２を図１に示す元の高さ位置に上昇させて第２の基板処理を終了し、図１１に示すように、上カップ３ｃを上昇させて上方搬入出口９２を形成し、そこから処理済の基板Ｗを上段の基板処理部２の囲い３ｕの外部に搬出する。この基板Ｗの搬出を終えると、上カップ３ｃを下降させて上方搬入出口９２を遮断して、下段の基板処理部１で行われている次の基板Ｗに対する第１の基板処理が終了するまで待機する。
【００９０】
上述のようにして、次々と基板Ｗに第１の基板処理と第２の基板処理が行われていく。
【００９１】
この実施例装置によれば、第１の基板処理を行う基板処理部１と第２の基板処理を行う基板処理部２とを上下に積層したので、これら基板処理部を水平方向に並設していた従来装置に比べて、基板処理装置の設置面積を小さくすることができ、クリーンルームの有効利用を図ることができる。
【００９２】
また、各基板処理部１、２間の基板Ｗの受け渡しを、各基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕの上下に形成された基板受け渡し開口４を介して行うように構成したので、一連の基板処理中に基板Ｗを外部雰囲気にさらすことがなく、基板Ｗの汚染などの低減を図ることができる。さらに、例えば、基板受け渡し機構６を、鉛直方向に積層した基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕの外部に設置し、各基板処理部１、２間の基板Ｗの受け渡しを下段の基板処理部１の囲い３ｄから一端出して上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に入れて行うように構成した場合に比べて、基板受け渡し機構６を、各基板処理部１、２の側方に並設しないぶんだけ、装置の設置面積を小さくでき、また、基板Ｗの受け渡し時間の短縮化が図れて、一連の基板処理のスループットを向上させることができる。
【００９３】
また、第１の基板処理中は、下カップ３ａと中間カップ３ｂとは閉じられて下方搬入出口４１が遮断されているので、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内に、囲い３ｄ外の雰囲気が流れ込むのが防止され、囲い３ｄ外の雰囲気の影響を受けずに第１の基板処理が行えるとともに、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の雰囲気が囲い３ｄ外に漏れ出すことも防止できる。同様に、第２の基板処理中は、上カップ３ｃと中間カップ３ｂとは閉じられて上方搬入出口９２が遮断されているので、上段の基板処理部２の囲い３ｕ外の雰囲気の影響を受けずに第２の基板処理が行えるとともに、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の雰囲気が囲い３ｕ外に漏れ出すことも防止できる。
【００９４】
また、第１の基板処理及び第２の基板処理の処理中は、基板受渡し開口４は、雰囲気遮断部材５で閉じられているので、各基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕ内の各雰囲気が遮断され、各基板処理部１、２は、互いに他方の基板処理部２、１の雰囲気の影響を受けずに各基板処理を行うことができる。このとき、上部及び下部雰囲気遮断部材５ａ、５ｂからなる雰囲気遮断部材５を回転させることにより、各基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕ内の各雰囲気の遮断の上で、以下のような効果もある。
【００９５】
すなわち、これら上部及び下部雰囲気遮断部材５ａ、５ｂの回転によって形成される気流により、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の雰囲気が、中間カップ３ｂの基板受渡し開口４の周縁部４ａと、上部雰囲気遮断部材５ａとの間の隙間を通り抜けるのが阻止され、一方、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の雰囲気が、中間カップ３ｂの基板受渡し開口４の周縁部４ａと下部雰囲気遮断部材５ｂとの間の隙間を通り抜けるのも阻止されて、各基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕ内の各雰囲気の遮断効果が高められる。
【００９６】
なお、上部雰囲気遮断部材５ａまたは／および下部雰囲気遮断部材５ｂの側面に気体供給口を設け、上部及び下部雰囲気遮断部材５ａ、５ｂを回転させている間、その気体供給口から気体を吹き出すように構成すれば、上部雰囲気遮断部材５ａまたは／および下部雰囲気遮断部材５ｂの側面に気体のカーテンが形成でき、この気体のカーテンによって、各基板処理部１、２の囲い３ｄ、３ｕ内の各雰囲気の遮断効果を一層高めることもできる。
【００９７】
また、上記実施例では、上段の基板処理部２で行う第２基板処理に第２の薬液や純水を用いているので、その処理液が下方の上部雰囲気遮断部材５ａの上面に落下するが、この上部雰囲気遮断部材５ａを回転させているので、この回転によって、上部雰囲気遮断部材５ａの上面に落下した処理液は上部雰囲気遮断部材５ａの側方に吹き飛ばされて、排気・排液口９５から排出され、下段の基板処理部１に流れ込むような不都合を防止することもできる。
【００９８】
さらに、下段の基板処理部１で行う第１の基板処理の間、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内に新たな気体が供給されつつ、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内の気体が排気されているので、下段の基板処理部１で行う第１の基板処理を終えた後に行われる、下段の基板処理部１から上段の基板処理部２への基板Ｗの受渡しを行うときには、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内は清浄な気体の雰囲気となっていて、基板受渡し開口４が開かれても、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に第１の基板処理中の処理雰囲気が流れ込むような不都合も防止できる。また、基板Ｗの搬入のために下方搬入出口４１を形成しても、第１の薬液の雰囲気などが外部に漏れ出すような不都合も防止できる。同様に、上段の基板処理部２で行う第２の基板処理の間、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に新たな気体が導入されつつ、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の気体が排気されているので、下段の基板処理部１から上段の基板処理部２への基板Ｗの受渡しを行うときには、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内は清浄な気体の雰囲気となっていて、基板受渡し開口４が開かれても、下段の基板処理部１の囲い３ｄ内に第２の基板処理中の処理雰囲気が流れ込むような不都合が防止でき、また、基板Ｗの搬出のために上方搬入出口９２を形成しても、第２の薬液の雰囲気などが外部に漏れ出すような不都合も防止できる。
【００９９】
また、下段の基板処理部１は、中央部に中空部が形成された中空回転モーター３０を構成する回転子３２に基板保持部材２０を連結して基板Ｗを保持するように構成しているので、保持された基板Ｗの鉛直下方に基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を配置するのを回避して、保持された基板Ｗの周方向に中空回転モーター３０を配置でき、保持された基板Ｗの上面の上方空間および下面の下方空間から基板回転用の電動モーターや基板保持部材の支持台などの障害物を無くすことができ、中空回転モーター３０の中空部３１からも基板Ｗに基板処理を行うことができ、基板Ｗを回転して第１の基板処理を行う場合、基板Ｗの上下両面に対して同時に処理を行うことができる。また、保持された基板Ｗの周方向に中空回転モーター３０を配置しているので、下段の基板処理部１の高さを低くでき、基板処理装置全体の高さを低くすることができる。
【０１００】
また、基板処理中の薬液の雰囲気やブラシ洗浄などで生じるパーティクルは上方から下方に流れ易いが、上記実施例のように、ブラシ洗浄を下段の基板処理部１で行い、リンス処理や乾燥処理を上段の基板処理部２で行い、処理済の基板Ｗを上段の基板処理部２から搬出するように構成したことにより、処理済の基板Ｗに、第１の薬液の雰囲気やブラシ洗浄などで生じるパーティクルなどが再付着するのを防止でき、洗浄処理の仕上がり精度が低下することを防止できる。また、上段の基板処理部２で行う第２の基板処理の間、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内に新たな気体が導入されつつ、上段の基板処理部２の囲い３ｕ内の気体が排気されているので、第２の薬液の雰囲気は第２の薬液による洗浄処理後に速やかに排出され、処理済の基板Ｗに第２の薬液が再付着するような不都合も防止されている。
【０１０１】
上記実施例では、ポリシング処理工程の次の洗浄工程の洗浄処理を行う装置を例に採り説明したが、その他の洗浄工程の洗浄処理を行う装置にも本発明を適用することができ、さらに、洗浄処理に限らず、その他の基板処理を行う装置にも本発明を適用することができる。
【０１０２】
また、上記実施例では、下段の基板処理部１に基板Ｗを搬入し、下段の基板処理部１での基板処理から始めて、下の基板処理部１から上の基板処理部２へと順に各基板処理部１、２における基板処理を行っていき、上段の基板処理部２での基板処理が終了すると、上段の基板処理部２から基板Ｗを搬出するようにしているが、基板処理の内容によっては、その逆の動作、すなわち、上段の基板処理部２に基板Ｗを搬入し、上段の基板処理部２での基板処理から始めて、上の基板処理部２から下の基板処理部１へと順に各基板処理部２、１における基板処理を行っていき、下段の基板処理部１での基板処理が終了すると、下段の基板処理部１から基板Ｗを搬出するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施例では、基板処理部を２個備えた場合を例示しているが、３個以上の基板処理部を備えた場合にも本発明は同様に適用することができる。なお、この場合、中間段の各基板処理部の基板回転手段として、基板の径より大きい中空部を有する中空回転モーターを用いれば、その中空回転モーターの中空部を介して基板の受渡しを行うことができる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、一連の基板処理を複数に分けて行う複数個の基板処理部を鉛直方向に積層したので、基板処理装置の設置面積を小さくすることができ、クリーンルームの有効利用を図ることができる。
【０１０５】
また、各基板処理部間の基板の受け渡しを、各基板処理部の囲いの上下に形成された基板受け渡し開口を介して行うように構成したので、一連の基板処理中に基板を外部雰囲気にさらすことがなく、基板の汚染などの低減を図ることができる。さらに、例えば、基板受け渡し手段を、鉛直方向に積層した基板処理部の囲いの外部に設置し、各基板処理部間の基板の受け渡しを一旦基板処理部の囲いから出して次の基板処理部の囲い内に入れて行うように構成した場合に比べて、基板受け渡し手段を、基板処理部の側方に並設しないぶんだけ、装置の設置面積を小さくできるとともに、基板の受け渡し時間を短縮することができ、一連の基板処理のスループットが良くなる。
【０１０６】
また、各基板処理部の囲いの上下に形成された基板受け渡し開口を開閉する雰囲気遮断部材を備えるとともに、各雰囲気遮断部材を回転可能に構成したので、各基板処理部間の雰囲気を好適に遮断することができ、他の基板処理部内の雰囲気の影響を受けずに各基板処理部における基板処理を行え、基板処理精度を低下させることがない。
【０１０７】
さらに、基板の搬入搬出時にのみ下方搬入出口と上方搬入出口を形成するように構成し、基板の処理中は、基板の周囲に囲いが配設するので、外部雰囲気の影響を受けずに各基板処理を行えるとともに、各基板処理の雰囲気が外部に漏れ出すことも防止できる。
【０１０８】
請求項２に記載の発明によれば、各雰囲気遮断部材からその下方の基板処理部内に向けて気体を供給する気体供給手段を各雰囲気遮断部材に備えるとともに、最上段の基板処理部内に気体を導入する気体導入手段を最上段の基板処理部に設け、かつ、各基板処理部内の気体を排出する排気手段を各基板処理部に設けたので、各基板処理部内の雰囲気を新たな気体に置換でき、各基板処理部内の雰囲気を清浄に維持することができる。
【０１０９】
請求項３に記載の発明によれば、前記複数個の基板処理部の中の少なくとも一つの基板処理部の基板回転手段を中空回転モーターで構成するとともに、中空回転モーターを備えた基板処理部の基板保持手段は、基板の外周部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部材を、中空回転モーターの回転子に連結して構成したので、その中空回転モーターを備えた基板処理部では基板の上下両面同時処理を行うことができる。また、その中空回転モーターを備えた基板処理部の高さを低くできるので、基板処理装置全体の高さを低くすることができる。
【０１１０】
請求項４に記載の発明によれば、下の基板処理部から上の基板処理部へと順に各基板処理部で一連の基板処理を行うように構成したので、後の基板処理中に、前の基板処理の雰囲気の影響を受け難くなり、最終的な基板の処理精度を高くすることができる。
【０１１１】
請求項５に記載の発明によれば、第１の薬液と洗浄具とを用いた基板処理、第２の薬液を用いた基板処理、リンス処理および／または乾燥処理からなる一連の基板処理を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】下段の基板処理部の中空回転モーターと基板保持部材の構成を示す平面図である。
【図３】下段の基板処理部の中空回転モーターと基板保持部材の構成を示す要部縦断面図である。
【図４】上段の基板処理部の基板保持機構の構成を示す縦断面図である。
【図５】上段の基板処理部の基板保持機構の構成を示す横断面図である。
【図６】雰囲気遮断部材の構成を示す縦断面図である。
【図７】中間カップと雰囲気遮断部材の構成を示す平面図である。
【図８】下方搬入出口が形成された状態を示す縦断面図である。
【図９】各基板処理部間の基板の受渡しを示す縦断面図である。
【図１０】上段の基板処理部で乾燥処理を行う状態を示す縦断面図である。
【図１１】上方搬入出口が形成された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１、２：基板処理部
３ｄ、３ｕ：囲い
４：基板受渡し開口
５：雰囲気遮断部材
６：基板受渡し機構
２０：基板保持部材
３０：中空回転モーター
４０：下カップ昇降機構
５０：基板保持機構
７０：基板回転機構
９２：上カップ昇降機構
１０２、１１２：モーター
１０７：雰囲気遮断部材昇降機構
Ｗ：基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003794808.tif 000009
【図９】
0003794808.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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