CN107104074A - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种包括旋转台和基板旋转保持装置的基板处理装置和基板处理方法。基板旋转保持装置设置成与旋转台一同绕沿铅垂方向的旋转轴线旋转且包括将基板水平地支撑的多个支撑销,支撑销包括具有支撑部的可动销,支撑部设置为可在与基板周缘部抵接的抵接位置与比抵接位置远离旋转轴线的开放位置间移动;基板处理装置还包括驱动用磁铁,其与可动销对应设置且在旋转台的径向上具有规定的磁极方向;按压用磁铁,具有在其与驱动用磁铁之间提供磁吸引力或磁排斥力的磁极,该磁吸引力或者该磁排斥力使支撑部推向抵接位置而使支撑部按压于基板的周缘部;按压力变动单元,其随着旋转台的旋转,将支撑部按压基板的周缘部的按压力大小保持为大于零的同时使大小变动。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置和基板处理方法。作为被处理基板,例如可以举出半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板、FED(场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板、光掩模、陶瓷基板、太阳能电池用基板等。
背景技术
专利文献US2013/0152971 A1中公开了旋转式基板保持旋转装置,该基板保持旋转装置包括:能够以沿铅垂方向的旋转轴线为轴旋转的旋转台、使旋转台以所述旋转轴线为轴旋转的旋转驱动单元、配置在旋转台上且用于使基板水平地定位在从旋转台表面以规定间隔隔开的位置的多个(例如4个)保持销。
多个保持销包括:相对旋转台固定的固定销和相对旋转台可动的可动销。可动销具有抵接部,该抵接部被设置成能够以与其中心轴线同轴的旋转轴线为轴进行旋转并且与基板的周端缘抵接。抵接部通过自身的旋转而在自旋转轴线离开的开放位置和离旋转轴线近的抵接位置之间位移。在抵接部的旋转轴上结合有销驱动用磁铁。
可动销的开闭的切换是利用配置在旋转台下方的升降磁铁来进行的(磁铁切换方式)。在升降磁铁上结合有磁铁升降单元。当升降磁铁位于规定的下位置时,升降磁铁不与销驱动用磁铁相对,因此,对可动销不施加将该可动销朝向抵接位置的外力。因此,当升降磁铁位于下位置时,可动销变为被保持在开放位置。另外,当升降磁铁位于规定的上位置时,可动销因升降磁铁与销驱动用磁铁之间的磁吸引力而被保持在抵接位置。
另外,上述基板保持旋转装置包括一张一张地处理基板的单张式基板处理装置,处理液(清洗药液)从处理液喷嘴供给到由基板保持旋转装置旋转的基板的上表面上。供给到基板的上表面上的处理液受到因基板的旋转而产生的离心力流向基板的周缘部。由此,基板的整个上表面和基板的周端面被进行液处理。另外,随着基板处理的种类不同,基板下表面的周缘部有时也需要进行液处理。
然而,在专利文献US2013/0152971 A1所记载的构成中,在进行液处理期间,利用多个(例如4个)保持销始终接触并支撑基板,因此,处理液不流入基板的周端面中多处与保持销抵接的位置,可能在基板的周缘部(基板的周端面和基板的下表面的周缘部)存在未被处理的部分。
本发明人研究了在基板的旋转处理(液处理)中,一边用支撑销接触并支撑基板的周缘部一边使基板的周缘部中的接触支撑位置向周向错开的技术。
发明内容
于是,本发明的目的在于提供这样的基板处理装置及基板处理方法:在基板的旋转处理中,能够一边用支撑销接触并支撑基板的周缘部,一边使基板的周缘部中的接触支撑位置向周向错开,由此,能够良好地对基板的周缘部进行处理而其中不留下未被处理的部分。
本发明提供一种基板处理装置,该基板处理装置包括旋转台和基板旋转保持装置,基板旋转保持装置被设置成与所述旋转台一同以沿铅垂方向的旋转轴线为轴进行旋转且包括用于将基板支撑为呈水平的多个支撑销,所述支撑销包括具有支撑部的可动销,该支撑部被设置为能够在与所述基板的周缘部抵接的抵接位置与比所述抵接位置更远离所述旋转轴线的开放位置之间移动;所述基板处理装置还包括:驱动用磁铁,其与所述可动销对应地设置,且在所述旋转台的径向上具有规定的磁极方向;按压用磁铁,具有在其与所述驱动用磁铁之间提供磁吸引力或者磁排斥力的磁极,利用该磁吸引力或者该磁排斥力,使所述支撑部推向所述抵接位置而使该支撑部按压于所述基板的周缘部;按压力变动单元,其随着所述旋转台的旋转,将所述支撑部按压所述基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
根据上述构成,利用在驱动用磁铁和与该驱动用磁铁对应的按压用磁铁之间产生的磁力,使可动销的支撑部以规定的按压力按压基板的周缘部。由此,由多个支撑销沿水平方向夹持基板。在该状态下,通过使支撑销和旋转台以旋转轴线为轴旋转,基板以旋转轴线为轴进行旋转,旋转所产生的离心力作用于基板的周缘部。
另外,随着旋转台的旋转,所述可动销按压基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零且一边使该大小变动。其结果,处于旋转状态的基板发生偏心。该基板的偏心方向根据处于旋转状态的基板的旋转角度位置发生变化。
根据以上的构成,基板在旋转状态下发生偏心,该偏心方向根据处于旋转状态的基板的旋转角度位置发生变化,并且被多个支撑销支撑的基板在作用于基板的周缘部的离心力的作用下,相对旋转台向与基板的旋转方向相反侧周向进行微小的相对旋转。通过使旋转台的旋转持续,基板的相对旋转量变大。由此,在基板的旋转处理中,能够一边用多个支撑销接触并支撑基板的周缘部,一边使基板的周缘部中被支撑销接触支撑的接触支撑位置向周向错开。由此,能够提供一种将基板的周缘部良好地处理为不留下未被处理部分的基板处理装置。
在本实施方式中,所述按压力变动单元包括:磁力产生用磁铁,其是除所述按压用磁铁以外的另一磁铁,具有在与所述驱动用磁铁之间提供用于使所述支撑部推向所述开放位置的磁吸引力或者磁排斥力的磁极;磁铁驱动单元,其用于驱动所述磁力产生用磁铁;旋转驱动单元,其用于使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转;按压力变动控制单元,其控制所述磁铁驱动单元和所述旋转驱动单元,将所述支撑部的所述按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动;所述按压力变动控制单元执行磁力产生位置配置工序和旋转工序,所述磁力产生位置配置工序是将所述磁力产生用磁铁配置在第一位置的工序,该第一位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在所述驱动用磁铁与所述按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力的位置;该旋转工序是在将所述磁力产生用磁铁配置于所述第一位置的状态下,使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转的工序。
根据上述构成,基板处理装置包括具有磁极的磁力产生用磁铁,该磁极提供用于使所述支撑部向开放位置施力的磁吸引力或者磁排斥力。另外,将磁力产生用磁铁配置在第一位置,使得在磁力产生用磁铁与驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在驱动用磁铁与按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力。此外,在将磁力产生用磁铁配置于第一位置的状态下,使旋转台和磁力产生用磁铁以旋转轴线为轴进行相对旋转。随着旋转台以旋转轴线为轴进行旋转,基板也以该该旋转轴线为轴进行旋转。
在该情况下,驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间的距离根据基板的旋转角度位置而发生变化,也就是说,对驱动用磁铁作用的来自磁力产生用磁铁的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)的大小也根据基板的旋转角度位置发生变化。由此,能够使驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)随着基板的旋转而发生变动。
而且,在磁力产生用磁铁位于第一位置的状态下,驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间所产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)的大小小于驱动用磁铁与按压用磁铁之间所产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)。因此,随着旋转台的旋转,能够将可动销的支撑部对基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
所述磁力产生用磁铁可以包括在所述旋转台的径向上彼此具有不同的磁极方向的第一磁力产生用磁铁和第二磁力产生用磁铁,所述第一磁力产生用磁铁和所述第二磁力产生用磁铁可以沿周向彼此交替地配置。
根据上述构成,由于第一磁力产生用磁铁和第二磁力产生用磁铁沿周向交替地配置,因此,随着旋转台的旋转,对驱动用磁铁提供的磁场的磁极发生变化(磁场不均匀)。在该情况下,能够根据基板的旋转角度位置,使各驱动用磁铁与磁力产生用磁铁(第一磁力产生用磁铁或者第二磁力产生用磁铁)之间所产生的磁力的大小急剧地发生变动。因此,能够随着基板的旋转,使各驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间所产生的磁力较大地变动,能够促使基板回旋。由此,能够进一步有效地使基板的周缘部中支撑销的接触支撑位置沿周向错开。
所述磁力产生用磁铁可以包括多个在所述旋转台的径向上彼此具有相同的磁极方向的磁力产生用磁铁,多个所述磁力产生用磁铁可以沿周向隔开间隔配置。
根据上述构成,由于多个磁力产生用磁铁沿周向隔开间隔配置,因此,随着旋转台的旋转,对驱动用磁铁提供的磁场的大小发生变化(磁场不均匀)。在该情况下,能够根据基板的旋转角度位置,使各驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间所产生的磁力急剧地变动。因此,能够随着基板的旋转,使各驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间所产生的磁力较大地变动,能够促使基板旋转。由此,能够进一步有效地使基板的周缘部中支撑销的接触支撑位置沿周向错开。
所述磁铁驱动单元可以包括使所述磁力产生用磁铁在所述第一位置和第二位置之间移动的磁铁移动单元,所述第二位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间不产生磁场的位置。
根据上述构成,能够通过磁铁移动单元使磁力产生用磁铁在第一位置与第二位置之间移动,在旋转处理中,基板的周缘部中的接触支撑位置错开的状态和基板的周缘部中的接触支撑位置不错开的状态转换。基板沿周向的错开量与将磁力产生用磁铁配置于第一位置的时长成正比,因此,通过将磁力产生用磁铁配置于第一位置开始经过了规定的时间的状态下使磁力产生用磁铁从第一位置配置到第二位置,来能够将基板沿周向的错开量控制在目标量。
所述基板处理装置还可以包括用于向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给单元。在该情况下,所述按压力变动控制单元控制所述处理液供给单元可以使向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给工序与所述旋转工序并行执行。
根据上述构成,处理液向基板上表面的供给与旋转台相对磁力产生用磁铁的旋转并行。由于处理液向基板的上表面供给,因此作用于基板的载重增大。在基板的旋转状态下,该载重的增大作为阻碍该基板的旋转的旋转阻力作用在被多个支撑销接触支撑的基板上。由此,能够进一步有效地将基板的周缘部中的接触支撑位置沿周向错开。
本发明还提供一种在基板处理装置中执行的基板处理方法,该基板处理装置包括旋转台和基板旋转保持装置:该基板旋转保持装置被设置成与所述旋转台一同以沿铅垂方向的旋转轴线为轴进行旋转且包括用于将基板支撑为呈水平的多个支撑销,所述支撑销包括具有支撑部的可动销,该支撑部被设置为能够在与所述基板的周缘部抵接的抵接位置与比所述抵接位置更远离所述旋转轴线的开放位置之间移动:所述基板处理装置还包括驱动用磁铁,该驱动用磁铁与所述可动销对应地设置,且在所述旋转台的径向上具有规定的磁极方向;所述基板处理方法包括按压力变动工序,在该按压力变动工序中,随着所述旋转台的旋转,将所述支撑部按压所述基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
根据该方法,在驱动用磁铁和与各该驱动用磁铁对应的按压用磁铁之间所产生的磁力的作用下,可动销的支撑部以规定的按压力按压基板的周缘部。由此,基板被多个支撑销沿水平方向夹持。在该状态下,通过使支撑销和旋转台以旋转轴线为轴进行旋转,基板以旋转轴线为轴进行旋转,因旋转而产生的离心力作用于基板的周缘部。
另外,随着旋转台的旋转,所述可动销对基板的周缘部的按压力的大小一边保持为大于零一边使该大小变动。其结果,处于旋转状态的基板发生偏心。该基板的偏心方向根据处于旋转状态的基板的旋转角度位置发生变化。
根据以上的构成,基板在旋转状态下发生偏心,该偏心方向根据处于旋转状态的基板的旋转角度位置发生变化,并且被多个支撑销支撑的基板在作用于基板的周缘部的离心力的作用下,相对旋转台向与基板的旋转方向相反侧周向进行微小的相对旋转。通过使旋转台的旋转持续,基板的相对旋转量变大。由此,在基板的旋转处理中,能够一边用多个支撑销接触并支撑基板的周缘部,一边使基板的周缘部中被支撑销接触支撑的接触支撑位置向周向错开。由此,能够提供一种将基板的周缘部良好地处理为不留下未被处理部分的基板处理方法。
该发明的所述按压力变动工序可以包括磁力产生位置配置工序和旋转工序,所述磁力产生位置配置工序是将磁力产生用磁铁配置在第一位置的工序,该磁力产生用磁铁是除所述按压用磁铁以外的另一磁铁,具有在与所述驱动用磁铁之间提供用于使所述支撑部推向所述开放位置的磁吸引力或者磁排斥力的磁极,该第一位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在所述驱动用磁铁与所述按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力的位置;该旋转工序是在将所述磁力产生用磁铁配置于所述第一位置的状态下,使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转的工序。
根据该方法,将具有用于提供使支撑部向开放位置施力的磁吸引力或者磁排斥力的磁极的磁力产生用磁铁配置在在第一位置的工序,该第一位置是在所述磁力产生用磁铁与驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在驱动用磁铁与按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力的位置。此外,在将磁力产生用磁铁配置于第一位置的状态下,使旋转台和磁力产生用磁铁以旋转轴线为轴进行相对旋转。随着旋转台以旋转轴线为轴进行旋转,基板也以该该旋转轴线为轴进行旋转。
在该情况下,驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间的距离根据基板的旋转角度位置而发生变化,也就是说,对驱动用磁铁作用的来自磁力产生用磁铁的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)的大小也根据基板的旋转角度位置发生变化。由此,能够使驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)随着基板的旋转而发生变动。
而且,在磁力产生用磁铁位于第一位置的状态下,驱动用磁铁与磁力产生用磁铁之间所产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)的大小小于驱动用磁铁与按压用磁铁之间所产生的磁力(磁吸引力或者磁排斥力)。因此,随着旋转台的旋转,能够将可动销的支撑部对基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
在所述基板处理方法中,可以还包括与所述旋转工序并行而使所述磁力产生用磁铁在所述第一位置和第二位置之间移动的磁铁移动工序,该第二位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间不产生磁场的位置。
根据该方法,能够通过磁铁移动单元使磁力产生用磁铁在第一位置与第二位置之间移动,在旋转处理中,基板的周缘部中的接触支撑位置错开的状态和基板的周缘部中的接触支撑位置不错开的状态转换。基板沿周向的错开量与将磁力产生用磁铁配置于第一位置的时长成正比,因此,通过将磁力产生用磁铁配置于第一位置开始经过了规定的时间的状态下使磁力产生用磁铁从第一位置配置到第二位置,来能够将基板沿周向的错开量控制在目标量。
所述基板处理方法可以还包括与所述旋转工序并行而从处理液供给单元向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给工序。
根据该方法,处理液向基板上表面的供给与旋转台相对磁力产生用磁铁的旋转并行。由于处理液向基板的上表面供给,因此作用于基板的载重增大。在基板的旋转状态下,该载重的增大作为阻碍该基板的旋转的旋转阻力作用在被多个支撑销接触支撑的基板上。由此,能够进一步有效地将基板的周缘部中的接触支撑位置沿周向错开。
本发明中前述的或者其他的目的、特征和效果可参照附图并通过下述的实施方式更加清楚。
附图说明
图1是用于说明本发明第一实施方式的基板处理装置的内部布局的示意俯视图。
图2是用于说明所述基板处理装置所具有的处理单元的构成例的示意剖面图。
图3是用于说明所述基板处理装置所具有的旋转卡盘的更详细结构的俯视图。
图4是图3所示结构的仰视图。
图5是图3的从切断面线V-V看到的剖面图。
图6是放大表示图5所示结构的局部的放大剖面图。
图7是放大表示所述旋转卡盘所具有的可动销附近结构的剖面图。
图8是表示图3所示的第一组可动销所包含的可动销的开状态的示意图。
图9是表示所述第一组可动销所包含的可动销的闭状态的示意图。
图10是表示伴随图2所示的第一磁力产生用磁铁的升降动作的第一组可动销所包含的可动销的状态的示意图。
图11是表示图3所示的第二组可动销所包含的可动销的开状态的示意图。
图12是表示所述第二组可动销所包含的可动销的闭状态的示意图。
图13是表示伴随图2所示的第二磁力产生用磁铁的升降动作的第二组可动销所包含的可动销的状态的示意图。
图14A~图14B是表示将第一及第二磁力产生用磁铁配置在上位置且使旋转台旋转时的基板的状态的图。
图15A~图15B是接着图14A~14B表示所述基板的状态的示意图。
图16A~图16B是接着图15A~15B表示所述基板的状态的示意图。
图17A~图17B是接着图16A~16B表示所述基板的状态的示意图。
图18A~图18B是接着图17A~17B表示所述基板的状态的示意图。
图19是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电连接结构的框图。
图20是用于说明由所述基板处理装置执行的处理液处理的一例的流程图。
图21是用于说明所述处理液处理的时间图。
图22A~图22H是用于说明所述处理液处理的处理例的示意图。
图23是用于说明本发明第二实施方式的基板处理装置所具有的处理单元的构成例的示意剖面图。
图24是用于说明所述处理单元所具有的旋转卡盘的更详细结构的俯视图。
图25是表示在所述旋转卡盘中使旋转台旋转时的第一及第二驱动用永久磁铁与第一及第二磁力产生用磁铁之间的位置关系的图。
具体实施方式
图1是用于说明本发明第一实施方式的基板处理装置1的内部布局的示意俯视图。
基板处理装置1是用处理液或者处理气体一张一张地处理半导体晶片等圆板状基板W的单张式装置。基板处理装置1包括保持多个收纳架C的装入口LP、将基板W的姿势上下翻转的翻转单元TU、处理基板W的多个处理单元2。装入口LP和处理单元2在水平方向上被隔开间隔配置。翻转单元TU配置于在装入口LP与处理单元2之间被搬运的基板W的搬运路径上。
如图1所示,基板处理装置1还包括:配置在装入口LP与翻转单元TU之间的索引机器人IR(indexer robot)、配置在翻转单元TU与处理单元2之间的中央机器人CR(centerrobot)、控制基板处理装置1所具有的装置的动作和阀的开闭的控制装置(按压力变动控制单元)3。索引机器人IR从保持在装入口LP的收纳架C向翻转单元TU一张一张地搬运多张基板W,然后从翻转单元TU向保持在装入口LP的收纳架C一张一张地搬运多张基板W。同样地,中央机器人CR从翻转单元TU向处理单元2一张一张地搬运多张基板W,然后从处理单元2向翻转单元TU一张一张地搬运多张基板W。中央机器人CR进一步在多个处理单元2之间搬运基板W。
索引机器人IR具有将基板W支撑为呈水平的机械手H1。索引机器人IR将机械手H1水平地移动。此外,索引机器人IR将机械手H1升降,并且使该机械手H1以铅垂轴线为轴进行旋转。同样地,中央机器人CR具有将基板W支撑为呈水平的机械手H2。中央机器人CR将机械手H2水平地移动。此外,中央机器人CR将机械手H2升降,并且使该机械手H2以铅垂轴线为轴进行旋转。
收纳架C中以基板W的作为器件形成面的表面Wa朝上的状态(朝上姿势)收纳有基板W。控制装置3利用索引机器人IR从收纳架C向翻转单元TU以使表面Wa(参照图2等)朝上的状态搬运基板W。然后,控制装置3利用翻转单元TU翻转基板W。由此,基板W的背面Wb(参照图2等)朝上。之后,控制装置3利用中央机器人CR从翻转单元TU向处理单元2以使背面Wb朝上的状态搬运基板W。然后,控制装置3利用处理单元2处理基板W的背面Wb。
处理了基板W的背面Wb之后,控制装置3利用中央机器人CR从处理单元2向翻转单元TU以背面Wb朝上的状态搬运基板W。然后,控制装置3利用翻转单元TU翻转基板W。由此,基板W的表面Wa朝上。之后,控制装置3利用索引机器人IR从翻转单元TU向收纳架C以表面Wa朝上的状态搬运基板W。由此,处理完的基板W收纳在收纳架C中。控制装置3通过使索引机器人IR等反复进行该一连串动作而一张一张地处理多张基板W。
图2是用于说明基板处理装置1所具有的处理单元2的构成例的示意剖面图。图3是用于说明基板处理装置1所具有的旋转卡盘5的更详细结构的俯视图。图4是图3所示结构的仰视图。图5是图3的从切断面线V-V看到的剖面图。图6是放大表示图5所示局部结构的放大剖面图。图7是放大表示旋转卡盘5所具有的可动销110附近结构的剖面图。
如图2所示,处理单元2包括具有内部空间的箱形处理室4、在处理室4内以水平姿势保持一张基板W并使基板W以通过基板W中心的铅垂的旋转轴线A1为轴进行旋转的旋转卡盘5、向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面(背面Wb)供给药液(处理液)的药液供给单元(处理液供给单元)7、向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给作为冲洗液(处理液)的水的供水单元(处理液供给单元)8、向被旋转卡盘5保持的基板W的下表面(表面Wa)供给作为保护气体的惰性气体的保护气体供给单元12、包围旋转卡盘5的筒状处理杯(未图示)。
如图2所示,处理室4包括箱状隔壁(未图示)、从隔壁的上部向隔壁内(相当于处理室4的内部)输送清净的空气的作为送风单元的FFU(风扇过滤器单元。未图示)、从隔壁的下部排出处理室4内的气体的排气装置(未图示)。利用FFU和排气装置,在处理室4内形成下降气流(down flow)。
如图2所示,旋转卡盘5具有能够以沿铅垂方向的旋转轴线A1为轴进行旋转的旋转台107。旋转轴108经由凸台109与旋转台107的旋转中心的下表面结合。旋转轴108是中空轴,沿铅垂方向延伸,受到来自旋转驱动单元103的驱动力,以旋转轴线A1为轴进行旋转。旋转驱动单元103例如可以是以旋转轴108为驱动轴的电动马达。
如图2所示,旋转卡盘5还具有在旋转台107的上表面的周缘部沿周向以等间隔隔开设置的多个(本实施方式中,为六个)的支撑销。在本实施方式中,多个支撑销均由可动销110构成。各可动销110在距具有大致水平的上表面的旋转台107隔开恒定间隔的上方的基板保持高度位置水平地保持基板W。旋转台107形成为沿水平面的圆盘状,与和旋转轴108结合的凸台109结合。
如图3所示,各可动销110在旋转台107的上表面的周缘部沿周向以等间隔配置。六个可动销110中彼此不相邻的三个可动销110被设定为一组,与各组相对应的驱动用永久磁铁156A、156B的磁极方向相同。换言之,六个可动销110包括第一组可动销111所包含的三个可动销110和第二组可动销112所包含的三个可动销110。与第一组可动销111所包含的三个可动销110对应的第一驱动用永久磁铁156A的磁极方向和与第二组可动销112所包含的三个可动销110对应的第二驱动用永久磁铁156B的磁极方向在与旋转轴线A3正交的方向上彼此不同。第一组可动销111所包含的可动销110和第二组可动销112所包含的可动销110沿旋转台107的周向交替地配置。就第一组可动销111而言,三个可动销110以等间隔(120°间隔)配置。另外,就第二组可动销112而言,三个可动销110以等间隔(120°间隔)配置。
各可动销110包括与旋转台107结合的下轴部151、与下轴部151的上端一体形成的上轴部(支撑部)152,下轴部151和上轴部152均形成为圆柱形状。上轴部152被设置为从下轴部151的中心轴线B偏心。连结下轴部151的上端与上轴部152的下端之间的表面形成从上轴部152向下轴部151的周面下降的锥面153。
如图7所示,各可动销110与旋转台107结合,使得各可动销110的下轴部151能够以与其中心轴线同轴的旋转轴线A3为轴进行旋转。更详细而言,下轴部151的下端部设有经由轴承154支撑在旋转台107上的支撑轴155。支撑轴155的下端结合有用于保持驱动用永久磁铁(驱动用磁铁)156A、156B的磁铁保持构件157。驱动用永久磁铁156A、156B例如配置成磁极方向朝向与可动销110的旋转轴线A3正交的方向。第一驱动用永久磁铁156A是与第一组可动销111所包含的可动销110对应的驱动用永久磁铁。第二驱动用永久磁铁156B是与第二组可动销112所包含的可动销110对应的驱动用永久磁铁。第一驱动用永久磁铁156A和第二驱动用永久磁铁156B被设置成在对与该驱动用永久磁铁156A、156B对应的可动销110不施加外力的状态下,在与旋转轴线A3正交的方向上具有彼此相反但相等的磁极方向。第一驱动用永久磁铁156A和第二驱动用永久磁铁156B在旋转台107的周向上交替地配置。
本实施方式的特征之一是在旋转台107的下方设置有第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126。
如图2所示,第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126的磁极方向均是沿上下方向的方向但彼此相反。当第一磁力产生用磁铁125的上表面例如为N极时,第二磁力产生用磁铁126的上表面为相反极性的S极。
在本实施方式中,第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126分别设置有三个(数量与第一及第二组可动销组111、112所包含的可动销110的数量相等)。三个第一驱动用永久磁铁156A和三个第二驱动用永久磁铁156B在俯视图中沿旋转台107的周向交替地配置。
三个第一磁力产生用磁铁125呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状,在彼此相同的高度位置沿旋转台107的周向隔开间隔配置。三个第一磁力产生用磁铁125彼此的规格相同,各第一磁力产生用磁铁125的周长(角度)是约60°。三个第一磁力产生用磁铁125在与旋转轴线A1同轴的圆周上沿周向以等间隔配置。各第一磁力产生用磁铁125沿与旋转轴线A1正交的平面(水平面)配置。
三个第二磁力产生用磁铁126呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状,在彼此相同的高度位置沿旋转台107的周向隔开间隔配置。三个第二磁力产生用磁铁126彼此的规格相同,各第二磁力产生用磁铁126的周长(角度)是约60°。三个第二磁力产生用磁铁126在与旋转轴线A1同轴的圆周上沿周向以等间隔配置。各第二磁力产生用磁铁126沿与旋转轴线A1正交的平面(水平面)配置。
第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126上结合有使多个第一磁力产生用磁铁125和多个第二磁力产生用磁铁126一并升降的第一升降单元(磁铁移动单元)127。第一升降单元127例如是包括在上下方向上可伸缩的缸筒的机构,被该缸筒支撑。另外,第一升降单元127可以由电动马达构成。
第一磁力产生用磁铁125是在其与第一驱动用永久磁铁156A之间产生磁吸引力或者磁排斥力(在本实施方式中,作为“磁吸引力或者磁排斥力”的例子举出磁吸引力。因此,在以下将“磁吸引力或者磁排斥力”作为磁吸引力进行说明),并由该磁吸引力使第一组可动销111所包含的可动销110的上轴部152推向开放位置的磁铁。第一磁力产生用磁铁125在被配置于比第一驱动用永久磁铁156A稍微低的下方的上位置(第一位置。在图10中用实线表示的位置)的状态下,并且第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A在旋转方向上重合的状态下,微小的磁吸引力作用在第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间。
另外,第一磁力产生用磁铁125在被配置于上位置下方的下位置(第二位置。在图10中用虚线表示的位置)状态下,并且第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A在旋转方向上重合的状态下,在第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间不产生磁力。
第二磁力产生用磁铁126是在其与第二驱动用永久磁铁156B之间产生磁吸引力或者磁排斥力(在本实施方式中,作为“磁吸引力或者磁排斥力”的例子举出磁吸引力。因此,在以下将“磁吸引力或者磁排斥力”作为磁吸引力进行说明),并由该磁吸引力使第二组可动销112所包含的可动销110的上轴部152推向开放位置的磁铁。第二磁力产生用磁铁126在被配置于比第二驱动用永久磁铁156B稍微低的下方的上位置(第一位置。在图13中用实线表示的位置)的状态下,并且第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B在旋转方向上重合的状态下,微小的磁力作用在第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间。
另外,第二磁力产生用磁铁126在被配置于上位置的下方的下位置(第二位置。图13中用虚线表示的位置)的状态下,并且第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B在旋转方向上重合的状态下,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间不产生磁力。
在本实施方式中,第一磁力产生用磁铁125、第二磁力产生用磁铁126、第一升降单元127、旋转驱动单元103及控制装置3包含于所述按压力变动单元。
如图2所示,旋转卡盘5还具有配置在旋转台107的上表面与可动销110的基板保持高度之间的保护盘115。保护盘115可上下移动地与旋转台107结合,能够在接近旋转台107的上表面的下位置与在比该下位置高的上方以微小间隔接近被可动销110保持的基板W下表面的接近位置之间移动。保护盘115是直径比基板W稍大的圆盘状构件,在与可动销110对应的位置形成有用于避开该可动销110的切口116。
旋转轴108是中空轴,在其内部插入有惰性气体供给管170。在惰性气体供给管170的下端,结合有引导来自惰性气体供给源的作为保护气体的一例的惰性气体的惰性气体供给路172。作为被惰性气体供给路172引导的惰性气体,可以列举例如CDA(低湿度的清净空气)、氮气等。在惰性气体供给路172的中途安装有惰性气体阀173和惰性气体流量调整阀174。惰性气体阀173开闭惰性气体供给路172。通过打开惰性气体阀173,向惰性气体供给管170送入惰性气体。该惰性气体通过后述的结构供给到保护盘115与基板W的下表面之间的空间。如上所述,惰性气体供给管170、惰性气体供给路172及惰性气体阀173包含于前述的保护气体供给单元12。
保护盘115是大小与基板W大致相等的大致圆盘状的构件。在保护盘115的周缘部的与可动销110对应的位置,形成有与可动销110的外周面确保恒定间隔且相邻的切口116。在保护盘115的中央区域形成有与凸台109对应的圆形的开口。
如图3和图5所示,在保护盘115下表面的相比凸台109从旋转轴线A1更远的位置,结合有与旋转轴线A1平行地沿铅垂方向延伸的导向轴117。在本实施方式中,导向轴117在保护盘115的周向上等间隔隔开配置在三处。更详细而言,沿旋转轴线A1看时,三个导向轴117分别配置在与相隔一个可动销110的可动销110对应的角度位置。导向轴117与设置在旋转台107的对应位置的线性轴承118结合,能够被该线性轴承118引导而沿铅垂方向即与旋转轴线A1平行的方向移动。因此,导向轴117和线性轴承118构成引导单元119,该引导单元119沿与旋转轴线A1平行的上下方向引导保护盘115。
导向轴117贯通线性轴承118,在其下端具有向外凸出的凸缘120。通过凸缘120与线性轴承118的下端抵接,导向轴117向上方的移动即保护盘115向上方的移动得到限制。即,凸缘120是限制保护盘115向上方移动的限制构件。
在相比导向轴117自旋转轴线A1更远的外侧且相比可动销110更接近旋转轴线A1的内侧的位置,保持第一浮起用磁铁160的磁铁保持构件161固定在保护盘115的下表面。在本实施方式中,第一浮起用磁铁160以使磁极方向沿上下方向的方式被磁铁保持构件161保持。例如,第一浮起用磁铁160可以在磁铁保持构件161上被固定成其下侧具有S极而上侧具有N极。在本实施方式中,磁铁保持构件161沿周向隔开等间隔设置在六处。更具体而言,沿旋转轴线A1看,与相邻的可动销110之间(本实施方式中,为中间位置)对应的角度位置配置有各磁铁保持构件161。此外,沿旋转轴线A1看,被六个磁铁保持构件161分割(本实施方式中,是等分的)六个角度区域中隔着一个区域的角度区域内(本实施方式中,该角度区域的中央位置)分别配置有三个导向轴117。
如图4所示,在旋转台107中与六个磁铁保持构件161对应的六处形成有通孔162。各通孔162形成为能够使对应的磁铁保持构件161分别沿与旋转轴线A1平行的铅垂方向插入其中。保护盘115位于下位置时,磁铁保持构件161插入通孔162并向旋转台107的下表面的下方凸出,第一浮起用磁铁160位于旋转台107的下表面的下方位置。
在旋转台107的下方设置有用于使保护盘115浮起的第二浮起用磁铁129。第二浮起用磁铁129形成为与旋转轴线A1同轴的圆环状,沿与旋转轴线A1正交的平面(水平面)配置。第二浮起用磁铁129配置在比第一及第二磁力产生用磁铁125、126更接近旋转轴线A1的位置。也就是说,在俯视图中,位于比第一及第二磁力产生用磁铁125、126更靠近内径侧的位置。另外,第二浮起用磁铁129配置在比第一浮起用磁铁160更低的位置。在本实施方式中,第二浮起用磁铁129的磁极方向沿水平方向即旋转台107的旋转半径方向。当第一浮起用磁铁160的下表面具有S极时,第二浮起用磁铁129在旋转半径方向内侧具有环状的相同的磁极即S极。
在第二浮起用磁铁129上结合有用于使该第二浮起用磁铁129升降的第二升降单元130。第二升降单元130包括例如在上下方向上可伸缩地设置的缸筒,被该缸筒支撑。另外,第二升降单元130可以由电动马达构成。
当第二浮起用磁铁129位于上位置(参照图22B)时,第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间作用有磁排斥力,第一浮起用磁铁160收到朝上的外力。由此,保护盘115从保持第一浮起用磁铁160的磁铁保持构件161受到朝上的力而被保持在接近基板W的下表面的处理位置。
在第二浮起用磁铁129从上位置配置于向下方离开的下位置(参照图22A)的状态下,第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间的磁排斥力变小,因此,保护盘115因自重而被保持在接近旋转台107的上表面的下位置。
因此,当第二浮起用磁铁129位于下位置时,保护盘115位于接近旋转台107的上表面的下位置,可动销110被保持在开放位置。在该状态下,对旋转卡盘5进行基板W的搬入和搬出的中央机器人CR能够将其机械手H2进入保护盘115与基板W的下表面之间的空间。
如图6的放大图所示,与旋转轴108的上端结合的凸台109保持用于支撑惰性气体供给管170的上端部的轴承单元175。轴承单元175包括嵌入并固定在形成于凸台109的凹部176的分隔件177、配置在分隔件177与惰性气体供给管170之间的轴承178、同样在分隔件177与惰性气体供给管170之间设置在轴承178的上方的磁性流体轴承179。
如图5所示,凸台109一体地具有沿水平面向外侧凸出的凸缘181,该凸缘181上结合有旋转台107。此外,凸缘181上以夹入旋转台107的内周缘部的方式固定有前述的分隔件177,该分隔件177上结合有罩体184。罩体184形成为大致圆盘状,在其中央具有用于使惰性气体供给管170的上端露出的开口,并且在其上表面形成有以该开口为底面的凹部185。凹部185具有水平的底面和倾斜面183,该倾斜面183从该底面的周缘起向外侧沿斜上方延伸而呈倒立圆锥面状。在凹部185的底面上结合有整流构件186。整流构件186具有在旋转轴线A1的周围沿周向隔开间隔而离散地配置的多个(例如四个)脚部187,因该脚部187而整流构件186的底面与凹部185的底面隔开间隔配置,并且形成有由从底面188的周缘部起向外侧沿斜上方延伸的倒立圆锥面构成的倾斜面189。
如图5和图6所示,罩体184的上表面外周缘形成有向外凸出的凸缘184A。该凸缘184A与形成于保护盘115的内周缘的台阶部115A匹配。即,保护盘115位于接近基板W的下表面的接近位置时,凸缘184A与台阶部115A重合,罩体184的上表面与保护盘115的上表面位于同一平面内,形成平坦的惰性气体流路。
通过这样的结构,从惰性气体供给管170的上端流出的惰性气体流到在罩体184的凹部185内由整流构件186的底面188划分出的空间。该惰性气体进一步经由由凹部185的倾斜面183和整流构件186的倾斜面189划分出的放射状的流路182,沿从旋转轴线A1离开的放射方向吹出。该惰性气体在保护盘115与被可动销110保持的基板W的下表面之间的空间形成惰性气体的气流,从该空间朝向基板W的旋转半径方向外侧吹出。
如图5所示,保护盘115的上表面的周缘部和保护盘115的周端被圆环状的圆环罩体191保护。圆环状的圆环罩体191利用包括螺栓等紧固构件的固定单元(未图示)安装在保护盘115的外周部。圆环罩体191包括从上表面的周缘部起向径向外侧沿水平方向凸出的圆环板部192、从圆环板部192的周端起下垂的圆筒部193。圆环板部192的外周位于比旋转台107的周端更靠近外侧的位置。圆环板部192和圆筒部193例如用具有耐药性的树脂材料一体地形成。在圆环板部192的内周的与可动销110对应的位置形成有避开该可动销110的切口194(参照图3)。切口194形成为与可动销110的外周面隔开恒定间隔而与该可动销110相邻。
圆环罩体191的圆环板部192在其上表面具有节流部,该节流部在被可动销110保持的基板W的周缘部使惰性气体的流路缩窄。因该节流部而从圆环罩体191与基板W的下表面之间的空间向外吹出的惰性气体流的流速变为高速,因此,能够可靠地回避或者抑制基板W的上表面的处理液(药液或冲洗液)进入基板W的下表面的周缘部的内侧。
圆筒部193埋设有数量与可动销110的个数相同(在本实施方式中,为六个)的开闭切换永久磁铁121、122。多个开闭切换永久磁铁121、122沿周向隔开间隔配置。各开闭切换永久磁铁121、122是棒状,以上下方向延伸的状态埋设在圆筒部193。开闭切换永久磁铁包括第一开闭切换永久磁铁(按压用磁铁)121和极性与第一开闭切换永久磁铁121的极性上下方向相反的第二开闭切换永久磁铁(按压用磁铁)122。第一开闭切换永久磁铁121是用于驱动第一组可动销111所包含的可动销110的永久磁铁,第二开闭切换永久磁铁122是用于驱动第二组可动销112所包含的可动销110的永久磁铁。即,多个开闭切换永久磁铁121、122被等间隔配置。另外,第一开闭切换永久磁铁121和第二开闭切换永久磁铁122沿周向交替地配置。在本实施方式中,第一开闭切换永久磁铁121中表示N极性的N极部123形成于上端侧,而表示S极性的S极部124形成于下端侧。
图8是表示第一组可动销111所包含的可动销110的开状态的示意图。图9是表示第一组可动销111所包含的可动销110的闭状态的示意图。图10是表示伴随第一磁力产生用磁铁125的升降动作的第一组可动销111所包含的可动销110的状态的示意图。图10中用实线表示第一磁力产生用磁铁125位于上位置的状态,而用虚线表示第一磁力产生用磁铁125位于下位置的状态。
图11是表示第二组可动销112所包括的可动销110的开状态的示意图。图12是表示第二组可动销112所包括的可动销110的闭状态的示意图。图13是表示伴随第二磁力产生用磁铁126的升降动作的第二组可动销112所包括的可动销110的状态的示意图。图13中用实线表示第二磁力产生用磁铁126位于上位置的状态,而用虚线表示第二磁力产生用磁铁126位于下位置的状态。
如图8和图9所示,在保护盘115位于接近位置的状态下,第一开闭切换永久磁铁121的上端侧的N极部123接近第一驱动用永久磁铁156A,在保护盘115位于下位置的状态下,下端侧的S极部124接近第一驱动用永久磁铁156A。
如图11和图12所示,在保护盘115位于接近位置的状态下,第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的S极部124接近第二驱动用永久磁铁156B,在保护盘115位于下位置的状态下,下端侧的N极部123接近第二驱动用永久磁铁156B。
在第一实施方式中,如前所述,当第二浮起用磁铁129位于上位置(参照图9和图12)时,第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间产生的磁排斥力的作用下,保护盘115被保持在接近基板W的下表面的接近位置。与之相对,第二浮起用磁铁129位于从上位置向下方离开的下位置(参照图8和图11)时,第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间的磁排斥力变小,因此,保护盘115因自重而被保持在接近旋转台107的上表面的下位置。
在保护盘115位于下位置的状态下,如图8所示,第一开闭切换永久磁铁121的上端侧的N极部123接近第一驱动用永久磁铁156A。在该状态下,第一开闭切换永久磁铁121中只有来自N极部123的磁力作用于第一驱动用永久磁铁156A,而来自S极部124的磁力不作用于第一驱动用永久磁铁156A。因此,如图8所示,第一驱动用永久磁铁156A受到来自第一开闭切换永久磁铁121的磁力而被配置成N极朝向旋转台107的径向的内侧,而S极朝向旋转台107的径向的外侧。在该状态下,第一组可动销111所包含的可动销110的上轴部152位于远离旋转轴线A1(参照图2)的开放位置。
另外,在该状态(保护盘115位于下位置的状态)下,如图11所示,第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的S极部124接近第二驱动用永久磁铁156B。在该状态下,第二开闭切换永久磁铁122中只有来自S极部124的磁力作用于第二驱动用永久磁铁156B,而来自N极部123的磁力不作用于第二驱动用永久磁铁156B。因此,如图11所示,第二驱动用永久磁铁156B受到来自第二开闭切换永久磁铁122的磁力而被配置成S极朝向旋转台107的径向的内侧,而N极朝向旋转台107的径向的外侧。在该状态下,第二组可动销112所包括的可动销110的上轴部152位于远离旋转轴线A1(参照图2)的开放位置。
从图8和图11所示的状态开始,使第二浮起用磁铁129(参照图2)上升,使保护盘115浮起。随着保护盘115浮起,第一及第二开闭切换永久磁铁121、122也上升。
另外,在保护盘115配置于接近位置的状态下,如图9所示,第一开闭切换永久磁铁121的下端侧的S极部124接近第一驱动用永久磁铁156A。在该状态下,第一开闭切换永久磁铁121中只有来自S极部124的磁力作用于第一驱动用永久磁铁156A,而来自N极部123的磁力不作用于第一驱动用永久磁铁156A。因此,如图9所示,第一驱动用永久磁铁156A受到来自第一开闭切换永久磁铁121的磁力而呈S极朝向旋转台107的径向的内侧,而N极朝向旋转台107的径向的外侧的姿势。在该状态下,第一组可动销111所包含的可动销110的上轴部152向比开放位置更接近旋转轴线A1的抵接位置移动。其结果,第一组可动销111所包含的可动销110被推向抵接位置。
在该状态下,如图10中的实线所示,当第一磁力产生用磁铁125配置于上位置(第一位置)时,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A在旋转方向上重合的状态下,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间作用有微小的磁力(例如磁吸引力)。如前所示,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间所产生的磁力(例如磁吸引力)能够使第一组可动销111所包含的可动销110的上轴部152推向开放位置。对该磁力(例如磁吸引力)而言,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间的磁场大小(磁通密度)例如约为数十mT(毫特斯拉),相比第一驱动用永久磁铁156A与第一开闭切换永久磁铁121的S极部124之间的磁场大小(磁通密度,约为数百mT(毫特斯拉))明显小。
另外,如图10中的虚线所示,当第一磁力产生用磁铁125配置于下位置时,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A在旋转方向上重合的状态下,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间不作用有磁力。
另外,在该状态(保护盘115配置于接近位置的状态)下,如图12所示,第二开闭切换永久磁铁122的下端侧的N极部123接近第二驱动用永久磁铁156B。在该状态下,第二开闭切换永久磁铁122中只有来自N极部123的磁力作用于第二驱动用永久磁铁156B,而来自S极部124的磁力不作用于第二驱动用永久磁铁156B。因此,如图12所示,第二驱动用永久磁铁156B受到来自第二开闭切换永久磁铁122的磁力而呈N极朝向旋转台107的径向的内侧,而S极朝向旋转台107的径向的外侧的姿势。在该状态下,第二组可动销112所包括的可动销110的上轴部152向比开放位置更接近旋转轴线A1的抵接位置移动。其结果,第二组可动销112所包括的可动销110被推向抵接位置。
在该状态下,如图13中的实线所示,当第二磁力产生用磁铁126配置于上位置(第一位置)时,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B在旋转方向上重合的状态下,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间作用有微小的磁力(例如磁吸引力)。如前所示,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间所产生的磁力(本实施方式中,为磁吸引力)能够使第二组可动销112所包括的可动销110的上轴部152推向开放位置。就该磁力(例如磁吸引力)而言,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间的磁场大小(磁通密度)例如约为数十mT(毫特斯拉),相比第二驱动用永久磁铁156B与第二开闭切换永久磁铁122的N极部123之间的磁场大小(磁通密度,约为数百mT(毫特斯拉))明显小。
另外,如图13中的虚线所示,当第二磁力产生用磁铁126配置于下位置时,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B在旋转方向上重合的状态下,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间不产生磁力。
如图2所示,药液供给单元13包括将药液向基板W的上表面排出的药液喷嘴6、在前端部安装有药液喷嘴6的喷嘴臂21、通过使喷嘴臂21移动而使药液喷嘴6移动的喷嘴移动单元22。
药液喷嘴6例如是以连续流的状态排出药液的直线型喷嘴,例如以向与基板W的上表面垂直的方向排出药液的垂直姿势安装在喷嘴臂21上。喷嘴臂21沿水平方向延伸,并且被设置成以在旋转卡盘5的周囲沿铅垂方向延伸的规定的摆动轴线(未图示)为轴能够旋转。
药液供给单元13包括向药液喷嘴6引导药液的药液配管14、开闭药液配管14的药液阀15。当打开药液阀15时,来自药液供给源的药液从药液配管14向药液喷嘴6供给。由此,药液从药液喷嘴6排出。
供给到药液配管14的药液例如是包括硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、过氧化氢水、有机酸(例如柠檬酸、草酸等)、有机碱(例如、四甲基氢氧化铵(TMAH)等)、有机溶剂(例如异丙醇(IPA)等)及界面活性剂、防腐剂中的至少一种的液体。
喷嘴移动单元22通过使喷嘴臂21以摆动轴线为轴进行旋转,在俯视图中,使药液喷嘴6沿通过基板W的上表面中央部的轨迹水平移动。喷嘴移动单元22使药液喷嘴6在从药液喷嘴6排出的药液附着在基板W的上表面的处理位置和俯视图中药液喷嘴6设定在旋转卡盘5的周囲的原位置之间水平移动。此外,喷嘴移动单元22使药液喷嘴6在从药液喷嘴6排出的药液附着在基板W的上表面中央部的中央位置和从药液喷嘴6排出的药液附着在基板W的上表面周缘部的周缘位置之间水平移动。中央位置和周缘位置都是处理位置。
需要说明的是,药液喷嘴6也可以是排出口朝向基板W的上表面的规定位置(例如中央部)而被固定配置的固定喷嘴。
如图2所示,供水单元8包括喷水喷嘴41。喷水喷嘴41例如是以连续流的状态排出液体的直线型喷嘴,固定配置在旋转卡盘5的上方,其排出口朝向基板W的上表面的中央部。喷水喷嘴41上连接有被供给来自供水源的水的水管42。在水管42的中途安装有用于切换喷水喷嘴41的供水和停止供水的水阀43。当打开水阀43时,从水管42向喷水喷嘴41供给的连续流的水从设置于喷水喷嘴41的下端的排出口排出。另外,当关闭水阀43时,停止从水管42向喷水喷嘴41供水。水例如是去离子水(DIW)。也可以不限于DIW,可以是碳酸水、电解离子水、氢水、臭氧水、稀释浓度例如为10ppm~100ppm左右的盐酸水中的任一种。
需要说明的是,每个喷水喷嘴41无需固定配置在旋转卡盘5上,例如可以采用扫描喷嘴的方式,所谓扫描喷嘴,就是在旋转卡盘5的上方,以在水平面内可摆动的方式安装在摆臂上,通过该摆臂的摆动,对基板W的上表面中的水的着液位置进行扫描。
参照图7,如前所述,可动销110在从旋转轴线A3偏心的位置具有上轴部152。即,上轴部152的中心轴线B与旋转轴线A3错开。因此,通过下轴部151的旋转,上轴部152在中心轴线B从旋转轴线A1离开的开放位置(参照后述的图8和图11)和中心轴线B接近旋转轴线A1的抵接位置(参照后述的图9和图12)之间位移。可动销110的上轴部152在弹簧等弹性按压构件(未图示)的弹性按压力的作用下被推向开放位置。可动销110位于开放位置的状态下,可动销110与基板W的周端面形成规定的间隙。
图14A、图15A、图16A、图17A和图18A是表示在第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置于上位置且旋转台107旋转时的第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二磁力产生用磁铁125、126的位置关系的图。图14B、图15B、图16B、图17B和图18B是表示在第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置于上位置且旋转台107旋转时基板W相对旋转台107的移动的图。
图14A和图14B一组、图15A和图15B一组、图16A和图16B一组、图17A和图17B一组、图18A和图18B一组分别是具有彼此相同的旋转方向位置的组。另外,图14A~图18B中,为了识别六个可动销110,在附图标记“110”后面与各可动销对应地标注了英文字母。这一点,图25也一样。图15A和图15B表示旋转台107的旋转相位从图14A图14B所示状态向旋转方向DR1前进约30°的状态。图16A和图16B表示旋转台107的旋转相位从图15A和图15B所示状态向旋转方向DR1进一步前进约30°的状态。图17A和图17B表示旋转台107的旋转相位从图16A和图16B所示状态向旋转方向DR1再进一步前进约30°的状态。图18A和图18B表示旋转台107的旋转相位从图17A和图17B所示状态向旋转方向DR1再又进一步前进约30°的状态。
第一磁力产生用磁铁125配置于上位置的状态下,就使第一组可动销111所包含的可动销110的上轴部152推向开放位置的方向的磁力(例如磁吸引力)而言,第一磁力产生用磁铁125与第一驱动用永久磁铁156A之间产生的磁力小于第一驱动用永久磁铁156A与第一开闭切换永久磁铁121之间产生的磁力(例如磁吸引力)。
第二磁力产生用磁铁126配置于上位置的状态下,就使第二组可动销112所包括的可动销110的上轴部152推向开放位置的方向的磁力(例如磁吸引力)而言,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间产生的磁力小于第二驱动用永久磁铁156B与第二开闭切换永久磁铁122之间产生的磁力(例如磁吸引力)。
在后述的旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,多个支撑销(可动销110)对基板W夹持的状态(可动销110的上轴部152位于抵接位置,按压基板W的周缘部的状态)下,旋转驱动单元103使旋转台107向旋转方向DR1以液处理速度(例如约500rpm)的速度进行旋转。由此,基板W以旋转轴线A1为轴进行旋转,因旋转而引起的离心力作用于基板W的周缘部。
在旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,根据基板W的旋转角度位置,第一驱动用永久磁铁156A与第一磁力产生用磁铁125之间的距离发生变化。也就是说,作用于各第一驱动用永久磁铁156A的相反方向磁力大小根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够变更各第一驱动用永久磁铁156A与第一磁力产生用磁铁125之间所产生的磁力(例如磁吸引力)。第一驱动用永久磁铁156A与第一磁力产生用磁铁125之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小小于第一驱动用永久磁铁156A与第一开闭切换永久磁铁121之间所产生的磁力(例如磁吸引力)。因此,随着旋转台107的旋转,能够将可动销110的上轴部152施加于基板W的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
另外,在旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,根据基板W的旋转角度位置,第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间的距离发生变化。也就是说,作用于各第二驱动用永久磁铁156B的相反方向磁力大小根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够使各第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)变动。第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小小于第二驱动用永久磁铁156B与第二开闭切换永久磁铁122之间所产生的磁力(例如磁吸引力)。因此,随着旋转台107的旋转,能够将可动销110的上轴部152施加于基板W的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
即,在旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,一边使离心力作用于基板W的周缘部一般使来自各可动销110的上轴部152的按压力发生变动。其结果,处于旋转状态的基板W发生偏心。另外,图14B、图15B、图16B、图17B和图18B所示,基板W的偏心方向DE根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化。
另外,在旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,如在后面所述那样,与旋转台107相对磁力产生用磁铁的旋转并行地进行向基板W的上表面供给处理液(药液或者水)。通过向基板W的上表面供给处理液(药液或者水),作用于基板W的载重增大。在基板W的旋转状态下,该载重的增大对被多个支撑销(可动销110)接触支撑的基板W,作为阻碍该基板W的旋转的旋转阻力起作用。另外,对基板W的周缘部,也作用有基板W的旋转所引起的离心力。由此,能够使基板W相对旋转台107的旋转量增大。因此,能够更有效地使基板W的周缘部中的接触支撑位置沿周向错开。
因此,在旋转处理(药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7))中,处于旋转状态的基板W发生偏心,基板W的偏心方向DE根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化,并且阻碍基板W的旋转的力作用于基板W。因此,处于旋转状态的基板W相对旋转台107、支撑销(可动销110),向与旋转方向DR1相反侧的周向的旋转方向DR2进行相对旋转。由此,在药液供给工序(S6)中,能够一边由多个支撑销(可动销110)接触支撑基板W的周缘部,一边使基板W的周缘部中的支撑销(可动销110)的接触支撑位置向周向(旋转方向DR2)错开。
另外,第一磁力产生用磁铁125与第二磁力产生用磁铁126沿周向交替地配置,因此,随着旋转台107的旋转,向第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B提供的磁场的磁极发生变化(磁场不均匀)。在该情况下,能够根据基板W的旋转角度位置,使第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力急剧地变动。因此,随着基板W的旋转,能够使各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力较大地变动,能够促使基板W沿旋转方向DR2进行旋转。
图19是用于说明基板处理装置1的主要部分的电连接结构的框图。
控制装置3例如由微型计算机构成。控制装置3包括CPU等运算单元、固定存储器、硬盘驱动器等存储单元、输入输出单元。存储单元中存储有由运算单元执行的程序。
控制装置3控制旋转驱动单元103、喷嘴移动单元22、第一及第二升降单元127,130等的动作。此外,控制装置3控制药液阀15、水阀43、惰性气体阀173、惰性气体流量调整阀174等的开闭动作等。
图20是用于说明由处理单元2执行的处理液处理的一例的流程图。图21是用于说明处理液处理的时间图。图22A~图22H是用于说明所述处理液处理的处理例的示意图。
下面,参照图1、图2~图13、图19~21对处理液处理进行说明。可以适当参照图22A~图22H。
处理单元2例如将由退火装置、成膜装置等前处理装置处理完后的基板(以下有时称之为“未洗浄基板”)W当做处理对象。作为基板W的一例,可以列举圆形的硅基板。处理单元2例如清洗基板W的表面Wa(另一主表面。器件形成面)和相反侧的背面Wb(一主表面。器件非形成面)。
收纳有未洗浄基板W的收纳架C从前处理装置被搬运到基板处理装置,并被载置于装入口LP。在收纳架C中,以使基板W的表面Wa朝上的状态收纳有基板W。控制装置3利用索引机器人IR以使表面Wa朝上的状态从收纳架C向翻转单元TU搬运基板W。然后,控制装置3将被搬运来的基板W利用翻转单元TU进行翻转(S1:基板翻转)。由此,基板W的背面Wb朝上。之后,控制装置3利用中央机器人CR的机械手H2,从翻转单元TU取出基板W,并以使其背面Wb朝上的状态搬入处理单元2内(步骤S2)。
在基板W搬入前的状态下,药液喷嘴6退避到设定在旋转卡盘5的侧方的原位置。另外,第一及第二磁力产生用磁铁125、126均配置在下位置。
在基板W搬入前的状态下,第二浮起用磁铁129配置在下位置,因此,第二浮起用磁铁129在旋转台107的下方与该旋转台107之间的距离较大,所以第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间作用的磁排斥力较小。因此,保护盘115位于接近旋转台107的上表面的下位置。因此,可动销110的基板保持高度与保护盘115的上表面之间能够确保供中央机器人CR的机械手H2进入的充分的空间。
另外,由于保护盘115位于下位置,因此,第一开闭切换永久磁铁121的上端侧的N极部123接近第一驱动用永久磁铁156A,并且第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的S极部124接近第二驱动用永久磁铁156B。在该状态下,第一组可动销111所包括的三个可动销110和第二组可动销112所包括的三个可动销110中的任一个,即六个可动销110全部配置在开放位置。
中央机器人CR的机械手H2在比可动销110的上端高的位置,以保持基板W的状态,使该基板W搬运到旋转卡盘5的上方。之后,如图22A所示,中央机器人CR的机械手H2向旋转台107的上表面下降。由此,基板W过渡到位于开放位置的六个可动销110。之后,中央机器人CR的机械手H2经过可动销110之间向旋转卡盘5的侧方退避。
控制装置3控制第二升降单元130,如图22B所示,使第二浮起用磁铁129向上位置上升。因此,浮起用磁铁129,160之间的距离缩短,随之,它们之间作用的磁排斥力变大。在该磁排斥力的作用下,保护盘115从旋转台107的上表面向基板W浮起(步骤S3)。然后,当第一磁力产生用磁铁125到达上位置时,保护盘115到达与基板W的表面Wa(下表面)隔开微小间隔的接近该基板W的表面Wa的接近位置,形成于导向轴117的下端的凸缘120与线性轴承118抵接。由此,保护盘115被保持在所述接近位置。
随着保护盘115从下位置向接近位置上升,第一开闭切换永久磁铁121的上端侧的N极部123远离第一驱动用永久磁铁156A,取而代之,第一开闭切换永久磁铁121的下端侧的S极部124接近第一驱动用永久磁铁156A。然后,随着保护盘115从下位置向接近位置上升,第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的S极部124远离第二驱动用永久磁铁156B,取而代之,第二开闭切换永久磁铁122的下端侧的N极部123接近第二驱动用永久磁铁156B。由此,所有的可动销110从开放位置驱动到抵接位置,被保持在该抵接位置。由此,由六个可动销110握持基板W,基板W以其表面Wa朝下且其背面Wb朝上的状态被旋转卡盘5保持。
接着,如图22B所示,控制装置3打开惰性气体阀173,开始进行惰性气体的供给(步骤S4)。被供给到的惰性气体从惰性气体供给管170的上端排出,在整流构件186等的作用下,向位于接近位置的保护盘115与基板W的表面Wa(下表面)之间的狭小空间,以将旋转轴线A1作为中心的放射状吹出。
之后,控制装置3控制旋转驱动单元103,开始进行旋转台107的旋转(旋转工序),由此,如图22C所示,使基板W以旋转轴线A1为轴进行旋转(步骤S5)。基板W的旋转速度上升到预先设定的液处理速度(300~1500rpm的范围内,例如500rpm),并维持在该液处理速度。
基板W的旋转速度达到液处理速度后,如图22C所示,控制装置3进行将药液向基板W的上表面(基板W的背面Wb)供给的药液供给工序(处理液供给工序。旋转处理。步骤S6)。药液供给工序(S6)中,控制装置3通过控制喷嘴移动单元22,使药液喷嘴6从原位置移动到中央位置。由此,药液喷嘴6配置在基板W的中央部的上方。药液喷嘴6配置在基板W的上方后,控制装置3通过打开药液阀15,从药液喷嘴6的排出口排出药液,使药液附着在基板W的背面Wb的中央部。供给到基板W的背面Wb的中央部的药液受到基板W的旋转引起的离心力,在基板W的背面Wb以放射状向周缘部扩散。因此,药液附着在基板W的整个背面Wb。由此,用药液对基板W的背面Wb进行处理。
在药液供给工序(T6)和下述的冲洗工序(T7)中,从惰性气体供给管170的上端排出的惰性气体在整流构件186等的作用下,朝向位于接近位置的保护盘115与基板W的表面Wa(下表面)之间的狭小空间,以将旋转轴线A1作为中心的放射状吹出。该惰性气体进一步经由在保护盘115的周缘部配置的圆环罩体191的圆环板部192的周缘部上设置的节流部(小孔)被加速,形成向基板W的侧方高速吹出的气流。在本实施方式中,利用保护盘115对基板W的表面Wa(下表面)进行惰性气体的供给,由此不是完全地防止处理液(药液或者冲洗液)向基板W的表面Wa(下表面)进入,而使药液仅向基板W的表面Wa(下表面)的周缘区域(从基板W的周端起,例如1.0mm左右的微小范围)进入,对该表面Wa(下表面)的周缘区域进行药液处理。另外,通过控制处理液向基板W的上表面的供给流量、惰性气体向基板W的下表面的供给流量、基板W的旋转速度等,能够精确地控制它们的进入量。
另外,在药液供给工序(S6)中,为了使基板W在周向上滑动,将第一及第二磁力产生用磁铁125、126在规定的时间内配置在上位置。
具体而言,从药液的排出开始经过了规定的时间后,控制装置3控制第一升降单元127,如图22D所示,使之前为止均位于下位置的第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126向上位置上升,上升到上位置之后保持在该上位置(磁力产生位置配置工序)。由此,使将第一及第二磁力产生用磁铁125、126均处于配置在上位置的状态(在图10和图13中用实线图示)。
在药液供给工序(S6)中,将第一及第二磁力产生用磁铁125、126均配置于上位置的状态下使基板W旋转(旋转工序)。由此,来自均位于上位置的磁力产生用磁铁125、126的磁力(例如磁吸引力)的大小根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够使各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)发生变动。各可动销110的按压力发生变动的结果,处于旋转状态的基板W发生偏心。另外,该基板W的偏心方向DE(参照图14B等)根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化。
另外,在药液供给工序(S6)中,与旋转台107相对磁力产生用磁铁的旋转,即基板W相对第一及第二磁力产生用磁铁125、126的旋转并行而进行向基板W的上表面的药液的供给。通过向基板W的上表面以规定的压力供给药液而施加在基板W上的载重增大。该载重的增大对被多个支撑销(可动销110)接触支撑基板W作为阻碍该基板W的旋转的旋转阻力起作用。另外,在基板W的周缘部上也作用有基板W的旋转引起的离心力。
其结果,在药液供给工序(S6)中,处于旋转状态的基板W相对旋转台107、支撑销(可动销110)向与旋转方向DR1相反侧的周向的旋转方向DR2进行相对旋转。由此,在药液供给工序(S6)中,能够一边用多个支撑销(可动销110)接触支撑基板W的周缘部,一边使基板W的周缘部中的支撑销(可动销110)的接触支撑位置向周向(旋转方向DR2)错开。
从第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置在上位置开始经过了规定的时间(例如约40秒)时,控制装置3控制第一升降单元127,如图22C所示,使第一及第二磁力产生用磁铁125、126向下位置下降,并保持在该下位置。在该处理例中,通过将第一及第二磁力产生用磁铁125、126在上位置配置约40秒,基板W向旋转方向DR1的相反方向相对各可动销110错开约30°(旋转)。因此,在药液供给工序(S6)中,在基板W的周缘区域中不存在药液不进入的区域,能够用药液对基板W的整个周缘区域进行处理。
从药液的排出开始经过了规定的时间时,药液供给工序(S6)结束。具体而言,控制装置3关闭药液阀15,停止从药液喷嘴6排出药液。另外,控制装置3使药液喷嘴6从中央位置移动到原位置。由此,药液喷嘴6从基板W的上方退避。
在前述的说明中,说明了在药液供给工序(S6)中一次进行将第一及第二磁力产生用磁铁125、126向上位置配置的情况,但是也可以在药液供给工序(S6)中多次进行将第一及第二磁力产生用磁铁125、126向上位置的配置。
药液供给工序(S6)结束后继而开始作为冲洗液的水向基板W的背面Wb的供给(S7;冲洗工序。处理液供给工序。旋转处理)。
具体而言,控制装置3打开水阀43,如图22E所示,从喷水喷嘴41向基板W的背面Wb的中央部排出水。从喷水喷嘴41排出的水附着在被药液覆盖的基板W的背面Wb的中央部。附着在基板W的背面Wb的中央部的水受到因基板W的旋转而引起的离心力,在基板W的背面Wb上流向基板W的周缘部,扩散在基板W的整个背面Wb。因此,基板W上的药液被水挤向外侧,向基板W的周囲排出。由此,附着在基板W的背面Wb的药液被水置换。
另外,在冲洗工序(S7)中,为了使基板W在周向上滑动,将第一及第二磁力产生用磁铁125、126在规定的时间内配置在上位置。
具体而言,从水的排出开始经过了规定的时间时,控制装置3控制第一升降单元127,如图22F所示,使之前为止均位于下位置的第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126向上位置上升,上升到上位置后保持在该上位置(磁力产生位置配置工序)。由此,第一及第二磁力产生用磁铁125、126均处于配置于上位置的状态(在图10和图13中用实线图示)。
在冲洗工序(S7)中,以将第一及第二磁力产生用磁铁125、126均配置于上位置的状态使基板W旋转(旋转工序)。由此,来自均位于上位置的磁力产生用磁铁125、126的磁力(例如磁吸引力)的大小根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够使各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)变动。各可动销110方按压力发生变动的结果,处于旋转状态的基板W发生偏心。另外,该基板W的偏心方向DE(图14B等参照)根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化。
另外,在冲洗工序(S7)中,与旋转台107相对磁力产生用磁铁的旋转,即基板W相对第一及第二磁力产生用磁铁125、126的旋转并行而进行水向基板W的上表面的供给。通过向基板W的上表面以规定的压力供给水,基板W所承受的载重增大。该载重的增大对被多个支撑销(可动销110)接触支撑的基板W作为阻碍该基板W的旋转的旋转阻力起作用。另外,在基板W的周缘部上也作用有因基板W的旋转而引起的离心力。
其结果,在冲洗工序(S7)中,处于旋转状态的基板W相对旋转台107、支撑销(可动销110)向旋转方向DR1的相反侧的周向的旋转方向DR2进行相对旋转。由此,在冲洗工序(S7)中,能够一边用多个支撑销(可动销110)接触支撑基板W的周缘部,一边使基板W的周缘部中的支撑销(可动销110)的接触支撑位置向周向(旋转方向DR2)错开。
从第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置在上位置开始经过了规定的时间(例如约40秒)时,控制装置3控制第一升降单元127,如图22D所示,使第一及第二磁力产生用磁铁125、126向下位置下降,并保持在该下位置。通过将第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置在上位置约40秒,基板W向旋转方向DR1的相反方向(周向)相对各可动销110多开约30°(旋转)。因此,在冲洗工序(S7)中,基板W的周缘区域中不存在水不进入的区域,能够对基板W的整个周缘区域进行冲洗处理。
从排出水开始经过了规定的时间时,冲洗工序(S7)结束。具体而言,控制装置3关闭水阀43,停止从喷水喷嘴41排出水。
在前述的说明中,说明了以在冲洗工序(S7)中一次进行将第一及第二磁力产生用磁铁125、126向上位置的配置的情况,但是在冲洗工序(S7)中可以多次进行将第一及第二磁力产生用磁铁125、126向上位置的配置。
冲洗工序(S7)结束之后,接着进行干燥基板W的旋转干燥工序(步骤T10)。具体而言,控制装置3控制旋转驱动单元17,如图22G所示,使基板W加速到比药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中的旋转速度大的干燥旋转速度(例如数千rpm),以干燥旋转速度使基板W旋转。由此,大的离心力作用在基板W上的液体,使附着在基板W上的液体甩向基板W的周囲。这样,液体从基板W除去,基板W被干燥。在该处理例中,在将保护盘115配置于接近位置的状态下进行旋转干燥工序(S8)。
另外,从基板W高速旋转开始经过了规定的时间时,控制装置3控制旋转驱动单元17,停止旋转卡盘5对基板W的旋转(步骤S9)。
另外,控制装置3控制第二升降单元130,使第二浮起用磁铁129向下方位置下降。由此,第二浮起用磁铁129与第一浮起用磁铁160之间的距离扩大,它们之间的磁排斥力减小。随之,保护盘115向旋转台107的上表面下降(步骤S10)。由此,保护盘115的上表面与基板W的表面Wa(下表面)之间能够确保供中央机器人CR的机械手H2进入的空间。
另外,随着保护盘115从接近位置向下位置下降,第一开闭切换永久磁铁121的下端侧的S极部124远离第一驱动用永久磁铁156A,取而代之,第一开闭切换永久磁铁121的上端侧的N极部123接近第一驱动用永久磁铁156A。另外,随着保护盘115从接近位置向下位置下降,第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的N极部123远离第二驱动用永久磁铁156B,取而代之,第二开闭切换永久磁铁122的上端侧的S极部124接近第二驱动用永久磁铁156B。由此,所有的可动销110从抵接位置向开放位置驱动,并保持在该开放位置。由此,基板W的握持被解除。
接着,从处理室4内搬出基板W(参照图22H。步骤S11),搬出的基板W被翻转单元TU翻转(步骤S12)。之后,洗浄处理完的基板W以其表面Wa朝上的状态收纳在收纳架C中,从基板处理装置1向曝光装置等后处理装置搬运。
通过以上的构成,根据本实施方式,利用第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二开闭切换永久磁铁121、122之间所产生的磁力(例如磁吸引力),各可动销110的上轴部152以规定的按压力按压基板W的周缘部,由此,由多个支撑销(可动销110)沿水平方向夹持基板W。在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,在用多个支撑销(可动销110)夹持基板W的夹持状态下,使支撑销(可动销110)和旋转台107以旋转轴线A1为轴进行旋转,由此基板W以旋转轴线A1为轴进行旋转,旋转引起的离心力作用于基板W的周缘部。
另外,基板处理装置1具有第一磁力产生用磁铁125,该第一磁力产生用磁铁125具有在其与第一驱动用永久磁铁156A之间提供使对应的可动销110的上轴部152推向开放位置的磁力(例如磁吸引力)的磁极。另外,基板处理装置1具有第二磁力产生用磁铁126,该第二磁力产生用磁铁126具有在其与第二驱动用永久磁铁156B之间提供使对应的可动销110的上轴部152推向开放位置的磁力(例如磁吸引力)的磁极。另外,控制装置3在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,将第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置在上位置,该第一及第二磁力产生用磁铁125、126在该上位置,与第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B之间产生小于第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二开闭切换永久磁铁121、122之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小的磁力(例如磁吸引力)。另外,在该状态下,使旋转台107以旋转轴线A1为轴进行相对旋转。随着旋转台107以旋转轴线A1为轴进行旋转,基板W也以该旋转轴线A1为轴进行旋转。因此,根据基板W的旋转角度位置,各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间的距离发生变化,也就是说,作用于各驱动用永久磁铁156A、156B的来自磁力产生用磁铁125、126的磁力(例如磁吸引力)大小也根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够使各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)变动。
而且,在第一及第二磁力产生用磁铁125、126位于上位置的状态下,驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小小于驱动用永久磁铁156A、156B与开闭切换永久磁铁121、122之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小。因此,随着旋转台107的旋转,能够将可动销110的上轴部152对基板W的周缘部施加的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
即,在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,能够一边使离心力作用在基板W的周缘部,一边使各可动销110中产生的按压力变动。各可动销110中的按压力变动的结果,处于旋转状态的基板W发生偏心。另外,基板W的偏心方向DE根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化。
另外,在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,处理液(药液或者水)向基板W的上表面的供给与旋转台107相对磁力产生用磁铁的旋转,即基板W相对第一及第二磁力产生用磁铁125、126的旋转并行。通过向基板W的上表面以规定的压力供给处理液(药液或者水),基板W所承受的载重增大。在基板W的旋转状态下,该载重的增大对被多个支撑销(可动销110)接触支撑的基板W作为阻碍该基板W的旋转移动的旋转阻力起作用。另外,在基板W的周缘部上也作用有因基板W的旋转而引起的离心力。
通过以上的构成,基板W在其旋转的状态下发生偏心,并且该偏心方向根据处于旋转状态的基板的旋转角度位置发生变化。而且,在处于旋转状态的基板W发生偏心的状态下,阻碍被多个支撑销(可动销110)接触支撑的基板W的旋转移动的力作用于基板W。由此,处于旋转状态的基板W相对旋转台107、支撑销(可动销110)向旋转方向DR1的相反侧的周向即旋转方向DR2进行相对旋转。由此,在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,能够一边用多个支撑销(可动销110)接触支撑基板W的周缘部,一边使基板W的周缘部中支撑销(可动销110)的接触支撑位置沿周向错开。由于在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)的执行中使接触支撑位置错开,因此在基板W的周缘区域中不存在处理液(药液或者水)不进入的区域。由此,能够提供一种基板W的周缘部中不存在未被处理的部分的能够良好地处理的基板处理装置1。
另外,在本实施方式中,由于第一磁力产生用磁铁125与第二磁力产生用磁铁126沿周向交替地配置,因此,随着旋转台107的旋转,向第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B提供的磁场的磁极发生变化(磁场不均匀)。在该情况下,根据基板W的旋转角度位置,能够使第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力急剧地变动。因此,随着基板W的旋转,能够使各驱动用永久磁铁156A、156B与磁力产生用磁铁125、126之间所产生的磁力较大地变动,能够促使基板W向旋转方向DR2旋转。由此,能够进一步有效地使基板W的周缘部中支撑销(可动销110)的接触支撑位置沿周向错开。
另外,在药液供给工序(S6)和冲洗工序(S7)中,通过使第一及第二磁力产生用磁铁125、126在上位置(第一位置)与下位置(第二位置)之间移动,能够在基板W的周缘部中接触支撑位置错开的状态与基板W的周缘部中接触支撑位置未错开的状态之间转换。由于基板W沿周向的错开量与第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置在上位置的时长成正比,因此,在从第一及第二磁力产生用磁铁125、126配置于上位置开始经过了规定的时间的状态下,通过使第一及第二磁力产生用磁铁125、126从上位置向下位置移动,能够使基板W沿周向的错开量控制在期望值。
图23是用于说明本发明第二实施方式的基板处理装置所具有的处理单元202的构成例的示意剖面图。图24是用于说明处理单元202所具有的旋转卡盘205的更加详细的结构的俯视图。图25是表示旋转卡盘205中使旋转台107旋转时的第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B与第一及第二磁力产生用磁铁125、126的位置关系的图。
在图23~图25所示的实施方式中,对与图1~图22B所示的实施方式中的各部分对应的部分标注与图1~图22B中的附图标记相同的附图标记,以此省略说明。
本实施方式的旋转卡盘205与前述的实施方式的旋转卡盘5相比主要的不同点在于,磁力产生用磁铁仅由多个磁力产生用磁铁126构成,而不是由多个第一及第二磁力产生用磁铁125、126构成。即,第二实施方式的磁力产生用磁铁的结构相当于从第一实施方式的磁力产生用磁铁的结构去掉了第一磁力产生用磁铁125。
换言之,第二实施方式的磁力产生用磁铁具有在径向上彼此相同的磁极方向的多个磁力产生用磁铁126。另外,这些多个磁力产生用磁铁126沿周向彼此隔开间隔配置。在多个磁力产生用磁铁226上结合有第一升降单元127。第一升降单元127使多个磁力产生用磁铁126一并升降。
在第二实施方式的旋转卡盘205中,在旋转台107的上表面的周缘部等间隔地配置的六个可动销110中的每一个可动销所对应的驱动用磁铁的磁极方向在径向上相同,这一点也与第一实施方式的情况不同。此外,与各可动销110对应地设置的开闭切换永久磁铁(按压用磁铁),也就是用于使可动销110的上轴部152在开放位置与保持位置之间切换的开闭切换永久磁铁也仅采用一种(例如第二开闭切换永久磁铁122)。
如在第一实施方式中进行说明过的那样,在第二磁力产生用磁铁126配置于上位置的状态下,第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B在旋转方向上重合的状态下,就使可动销110的上轴部152(参照图13)推向开放位置的方向的磁力(例如磁吸引力)而言,在第二磁力产生用磁铁126与第二驱动用永久磁铁156B之间所产生的磁力大小小于第二驱动用永久磁铁156B与第二开闭切换永久磁铁122之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小。
在旋转处理(药液供给工序(图20的S6)和冲洗工序(图20的S7))中,多个支撑销(可动销110)对基板W夹持的状态(可动销110的上轴部152位于抵接位置而按压基板W的周缘部的状态)下,旋转驱动单元103使旋转台107向旋转方向DR1以液处理速度(例如约500rpm)旋转。由此,基板W以旋转轴线A1为轴进行旋转,旋转引起的离心力作用在基板W的周缘部。
在旋转处理(药液供给工序(图20的S6)和冲洗工序(图20的S7))中,根据基板W的旋转角度位置,第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间的距离发生变化。也就是说,作用于各第二驱动用永久磁铁156B的相反方向的磁力大小根据基板W的旋转角度位置发生变化。由此,随着基板W的旋转,能够使各第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)变动。第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小小于第二驱动用永久磁铁156B与第二开闭切换永久磁铁122之间所产生的磁力(例如磁吸引力)大小。因此,随着旋转台107的旋转,能够将可动销110的上轴部152对基板W的周缘部施加的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
即,在旋转处理(药液供给工序(图20的S6)和冲洗工序(图20的S7))中,能够一边使离心力作用于基板W的周缘部,一边使来自各可动销110的上轴部152的按压力变动。其结果,处于旋转状态的基板W发生偏心。另外,与第一实施方式的情况同样地,基板W的偏心方向DE(参照图14B等)根据处于旋转状态的基板W的旋转角度位置发生变化。
由此,在第二实施方式中,同样得到与第一实施方式中说明过的作用效果等同的作用效果。
另外,由于第二实施方式中多个第二磁力产生用磁铁126沿周向隔开间隔配置,因此,随着旋转台107的旋转,向第二驱动用永久磁铁156B提供的磁场大小发生变化(磁场不均匀)。在该情况下,根据基板W的旋转角度位置,能够使各第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)急剧地变动。因此,随着基板W的旋转,能够使各第二驱动用永久磁铁156B与第二磁力产生用磁铁126之间所产生的磁力(例如磁吸引力)较大地变动,能够促使基板W进行旋转。由此,能够进一步有效地使基板W的周缘部中支撑销(可动销110)的接触支撑位置沿周向错开。
在以上对本发明的两个实施方式进行了说明,但是本发明也可以通过其他方式来实施。
例如,在第一及第二实施方式中,说明了第一及第二磁力产生用磁铁125、126的上位置(第一位置)都配置在比第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B稍微靠近下方的位置的情况,但是第一及第二磁力产生用磁铁125、126的上位置(第一位置)也可以配置在第一及第二驱动用永久磁铁156A、156B的横向的位置。在该情况下,磁力产生用磁铁125、126与驱动用永久磁铁156A、156B在旋转方向上重合的状态下,适当设定(选择)磁力产生用磁铁125、126的种类、磁力产生用磁铁125、126与驱动用永久磁铁156A、156B之间的距离(接近状态下的距离),使得磁力产生用磁铁125、126与驱动用永久磁铁156A、156B之间所产生的磁力大小小于开闭切换永久磁铁121、122与驱动用永久磁铁156A、156B之间所产生的磁力大小。
另外,在第一实施方式中,使多个第一磁力产生用磁铁125一并升降的升降单元和使多个第二磁力产生用磁铁126一并升降的升降单元可以是彼此分开设置的单元。此外,在第一及第二实施方式中,可以用个别的升降单元使多个第一磁力产生用磁铁125升降,可以用个别的升降单元使多个第二磁力产生用磁铁126升降。
另外,在第一及第二实施方式中,作为磁铁移动单元,以第一升降单元127为例进行了说明,磁铁移动单元也可以是使磁力产生用磁铁(第一磁力产生用磁铁125和/或第二磁力产生用磁铁126)沿铅垂方向以外的方向(例如水平方向)移动的单元。
另外,在第一及第二实施方式中,以第一磁力产生用磁铁125和/或第二磁力产生用磁铁126被保持为静止状态的情况为例进行了说明。但是,磁力产生用磁铁125、126也可以设置为能够相对旋转台107移动,此时,随着旋转台107的旋转,被支撑销支撑的基板W与磁力产生用磁铁125、126需要相对旋转。
另外,在第一及第二实施方式中,说明了第一浮起用磁铁160包括在与旋转轴线A1同轴的圆环上沿周向隔开间隔配置的多个磁铁的情况,但是,第一浮起用磁铁160可以构成为与旋转轴线A1同轴的圆环状。
另外,在第一及第二实施方式中,说明了用于使上轴部152(支撑部)向抵接位置按压的按压用磁铁(开闭切换永久磁铁121、122)可伴随保护盘115升降的例子,但是,也可以将按压用磁铁安装在旋转台107上,也可以被除保护盘115以外的其他构件保持为能够进行升降(移动)。
另外,在第一实施方式中,说明了第一磁力产生用磁铁125和第二磁力产生用磁铁126的个数分别为三个的例子,但是只要个数都在一个以上即可。
另外,在第二实施方式中,磁力产生用磁铁(第二磁力产生用磁铁126)的个数也不限于三个,只要个数在一个以上即可。另外,在第二实施方式中,代替第二磁力产生用磁铁126,可将第一磁力产生用磁铁125作为磁力产生用磁铁使用。
另外,说明了支撑销的个数为六个的例子,但是只要个数在三个以上即可,不限于六个。
此外,在本发明中,说明了所有的支撑销均由可动销110构成的例子,但是,也可以一部分的支撑销由上轴部152不可动的固定销构成。
另外,说明了处理对象面为基板W的背面(器件非形成面)Wb的例子,但是,也可以使基板W的表面(器件形成面)Wa作为处理对象面。在该情况下,可以省略翻转单元TU。
另外,一连串的处理液处理不限于对异物的去除,也可以以金属的去除、埋设于膜中的杂志的去除为目的应用。另外,一连串的处理液处理可以不是洗浄处理而是蚀刻处理。
另外,以处理对象面为基板W的上表面为例进行了说明,但也可以将基板W的下表面作为处理对象面。在该情况下,对基板W的下表面供给处理液,通过在基板W的周缘部中的基板支撑位置允许处理液从基板W的下表面向基板W的上表面进入,从而用处理液对基板W的周缘部进行良好的处理而其中不存在未被处理的部分。
另外,本发明也可以与向基板W的上表面不供给处理液的旋转处理并行执行。即使在基板W的上表面不供给处理液,只要在旋转处理中被支撑销支撑的基板W的自重足够重,就能够使基板W自身作为旋转阻力起作用。
另外,说明了基板处理装置1为处理圆板状半導体基板的装置的情况,但是,基板处理装置1也可以是处理液晶显示装置用玻璃基板等多边形基板的装置。
以上对本发明的实施方式进行了详细的说明,但这些实施方式只不过是为了使本发明的技术内容明确的具体实施例而已,不可解释为本发明被这些具体实施例限定,本发明的范围仅由权利要求书来确定。
本申请与2016年2月19日向日本国特许厅提出的特愿2016-30153号对应,该申请的全部公开通过引用而包含于本申请。
Claims (10)
1.一种基板处理装置,其特征在于,包括旋转台和基板旋转保持装置,该基板旋转保持装置被设置成与所述旋转台一同以沿铅垂方向的旋转轴线为轴进行旋转且包括用于将基板支撑为呈水平的多个支撑销,
所述支撑销包括具有支撑部的可动销,该支撑部被设置为能够在与所述基板的周缘部抵接的抵接位置与比所述抵接位置更远离所述旋转轴线的开放位置之间移动;
所述基板处理装置还包括:
驱动用磁铁,其与所述可动销对应地设置,且在所述旋转台的径向上具有规定的磁极方向;
按压用磁铁,具有在其与所述驱动用磁铁之间提供磁吸引力或者磁排斥力的磁极,利用该磁吸引力或者该磁排斥力,使所述支撑部推向所述抵接位置而使该支撑部按压于所述基板的周缘部;
按压力变动单元,其随着所述旋转台的旋转,将所述支撑部按压所述基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述按压力变动单元包括:
磁力产生用磁铁,其是除所述按压用磁铁以外的另一磁铁,具有在其与所述驱动用磁铁之间提供用于使所述支撑部推向所述开放位置的磁吸引力或者磁排斥力的磁极;
磁铁驱动单元,其用于驱动所述磁力产生用磁铁;
旋转驱动单元,其用于使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转;
按压力变动控制单元,其控制所述磁铁驱动单元和所述旋转驱动单元,将所述支撑部的所述按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动;
所述按压力变动控制单元执行磁力产生位置配置工序和旋转工序,所述磁力产生位置配置工序是将所述磁力产生用磁铁配置在第一位置的工序,该第一位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在所述驱动用磁铁与所述按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力的位置;该旋转工序是在将所述磁力产生用磁铁配置于所述第一位置的状态下,使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转的工序。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述磁力产生用磁铁包括在所述旋转台的径向上彼此具有不同的磁极方向的第一磁力产生用磁铁和第二磁力产生用磁铁,
所述第一磁力产生用磁铁和所述第二磁力产生用磁铁沿周向彼此交替地配置。
4.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述磁力产生用磁铁包括多个在所述旋转台的径向上彼此具有相同的磁极方向的磁力产生用磁铁,
多个所述磁力产生用磁铁沿周向隔开间隔配置。
5.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述磁铁驱动单元包括使所述磁力产生用磁铁在所述第一位置和第二位置之间移动的磁铁移动单元,所述第二位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间不产生磁场的位置。
6.根据权利要求2~5中的任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还包括用于向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给单元。
所述按压力变动控制单元控制所述处理液供给单元使向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给工序与所述旋转工序并行执行。
7.一种基板处理方法,其特征在于,在基板处理装置中执行,该基板处理装置包括旋转台和基板旋转保持装置,该基板旋转保持装置被设置成与所述旋转台一同以沿铅垂方向的旋转轴线为轴进行旋转且包括用于将基板支撑为呈水平的多个支撑销,所述支撑销包括具有支撑部的可动销,该支撑部被设置为能够在与所述基板的周缘部抵接的抵接位置与比所述抵接位置更远离所述旋转轴线的开放位置之间移动:所述基板处理装置还包括驱动用磁铁,该驱动用磁铁与所述可动销对应地设置,且在所述旋转台的径向上具有规定的磁极方向;
所述基板处理方法包括按压力变动工序,在该按压力变动工序中,随着所述旋转台的旋转,将所述支撑部按压所述基板的周缘部的按压力大小一边保持为大于零一边使该大小变动。
8.根据权利要求7所述的基板处理方法,其特征在于,
所述按压力变动工序包括磁力产生位置配置工序和旋转工序,
所述磁力产生位置配置工序是将磁力产生用磁铁配置在第一位置的工序,该磁力产生用磁铁是除所述按压用磁铁以外的另一磁铁,具有在与所述驱动用磁铁之间提供用于使所述支撑部推向所述开放位置的磁吸引力或者磁排斥力的磁极,该第一位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力小于在所述驱动用磁铁与所述按压用磁铁之间产生的磁吸引力或者磁排斥力的位置;
该旋转工序是在将所述磁力产生用磁铁配置于所述第一位置的状态下,使所述旋转台和所述磁力产生用磁铁以所述旋转轴线为轴进行相对旋转的工序。
9.根据权利要求7或者8所述的基板处理方法,其特征在于,
还包括与所述旋转工序并行而使所述磁力产生用磁铁在所述第一位置和第二位置之间移动的磁铁移动工序,该第二位置是在所述磁力产生用磁铁与所述驱动用磁铁之间不产生磁场的位置。
10.根据权利要求7或者8所述的基板处理方法,其特征在于,
还包括与所述旋转工序并行而从处理液供给单元向所述基板的上表面供给处理液的处理液供给工序。
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