CN117637585A - 衬底处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，在具备通过动力传递部将由电动机产生的旋转驱动力传递到衬底保持部的旋转机构的衬底处理装置中，提高所述旋转机构的保养性。在所述发明的衬底处理装置中，腔室具有：搬送用开口，用来在腔室的外部与衬底保持部之间沿着搬送路径搬送衬底；及保养用开口，隔着衬底保持部设置在搬送用开口的相反侧。另外，旋转机构具有：电动机，产生用来使衬底保持部旋转的旋转驱动力；及动力传递部，通过连结电动机及衬底保持部而将由电动机产生的旋转驱动力传递到衬底保持部。而且，通过将电动机及动力传递部配置为相对于衬底保持部位于搬送用开口的相反侧，且面向保养用开口，而能从外部经由保养用开口对旋转机构进行接取。

Description

衬底处理装置
技术领域
所述发明涉及一种在腔室的内部空间对旋转的衬底供给处理液而实施衬底处理的衬底处理装置。
以下所示的日本申请案的说明书、附图及权利要求范围中的揭示内容以引用的方式将其所有内容并入本文中：
日本专利申请案2022-134814(2022年8月26日申请)。
背景技术
作为此种衬底处理装置，例如已知有日本专利第5437168号公报所记载的装置。在所述装置中，将保持部配置在壳体(相当于本发明的“腔室”的一例)的内部空间。所述保持部一面将半导体晶圆等大致圆板状的衬底水平保持，一边从旋转驱动部(相当于本发明的“旋转机构”的一例)接收旋转驱动力而绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转。
发明内容
[发明所要解决的问题]
所述日本专利第5437168号所记载的衬底处理装置具有：滑轮，安装在从保持部向下方延伸的旋转轴的下端部；驱动皮带，绕挂在所述滑轮上；及电动机，通过对所述驱动皮带施加驱动力而经由滑轮使旋转轴旋转。也就是说，由2个滑轮及驱动皮带构成动力传递部，且所述动力传递部将由电动机产生的驱动力传递到保持部。因此，当随着衬底处理装置的运转而在动力传递部中产生不良，例如驱动皮带的拉伸或破损等时，需要适当进行调整动力传递部或更换构成动力传递部的零件等的保养作业。然而，在日本专利第5437168号所记载的衬底处理装置中，未成为考虑到保养作业的构成，而需对保养作业花费大量劳力，有改善的余地。
所述发明是鉴于所述问题而完成的，目的在于在具备通过动力传递部将由电动机产生的旋转驱动力传递到衬底保持部的旋转机构的衬底处理装置中，提高所述旋转机构的保养性。
[解决问题的技术手段]
本发明是一种衬底处理装置，特征在于具备：腔室，具有内部空间；衬底保持部，在内部空间的规定处理位置中，能一边将衬底大致水平保持一边绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转；旋转机构，使衬底保持部绕旋转轴旋转；及处理机构，通过对保持在由旋转机构而旋转的衬底保持部的衬底供给处理液而对衬底实施衬底处理；且腔室具有用来在腔室的外部与衬底保持部之间沿着搬送路径搬送衬底的搬送用开口、及隔着衬底保持部设置在搬送用开口的相反侧的保养用开口；旋转机构具有产生用来使衬底保持部旋转的旋转驱动力的电动机、及通过连结电动机及衬底保持部而将由电动机产生的旋转驱动力传递到衬底保持部的动力传递部；通过将电动机及动力传递部配置为相对于衬底保持部位于搬送用开口的相反侧，且面向保养用开口，而能从外部经由保养用开口对旋转机构进行接取。
在如此构成的发明中，保养用开口设置在腔室中。以面向所述保养用开口的方式设置着电动机及与所述电动机连结的动力传递部。因此，操作者能从外部经由保养用开口对旋转机构进行接取，而执行保养作业。也就是说，能通过采用这种布局构造，而提高旋转机构的保养性。
[发明的效果]
根据所述发明，目的在于在具备通过动力传递部将由电动机产生的旋转驱动力传递到衬底保持部的旋转机构的衬底处理装置中，提高所述旋转机构的保养性。
所述本发明的各方面具有的多个构成要件并非都是必须的，为了解决所述问题的一部分或全部，或者为了达成本说明书所记载的效果的一部分或全部，能适当对所述多个构成要件中的一部分构成要件进行变更、删除、与新的其它构成要件的替换、限定内容的一部分删除。另外，为了解决所述问题的一部分或全部，或者为了达成本说明书所记载的效果的一部分或全部，也能将所述本发明的一方面所包含的技术性特征的一部分或全部与所述本发明的其它方面所包含的技术性特征的一部分或全部加以组合，而作为本发明的独立的一个方面。
附图说明
图1是表示装备本发明的衬底处理装置的第1实施方式的衬底处理系统的概略构成的俯视图。
图2是表示本发明的衬底处理装置的第1实施方式的构成的图。
图3是示意性表示腔室的构成及安装于腔室的构成的图。
图4是示意性表示设置在基座部件上的衬底处理部的构成的俯视图。
图5是表示保持旋转机构的构成的立体图。
图6是表示保持在旋转夹盘的衬底与旋转杯部的尺寸关系的图。
图7是表示旋转杯部及固定杯部的一部分的图。
图8是表示上表面保护加热机构的构成的外观立体图。
图9是图8所示的上表面保护加热机构的剖视图。
图10是示意性表示喷嘴移动部的构成的图。
图11是示意性表示定心机构的构成及动作的图。
图12是表示衬底观察机构的观察头的立体图。
图13是图12所示的观察头的分解组装立体图。
图14是表示通过图2所示的衬底处理装置作为衬底处理动作的一例执行的斜面处理的流程图。
图15是表示本发明的衬底处理装置的第2实施方式的构成的图。
具体实施方式
图1是表示装备本发明的衬底处理装置的第1实施方式的衬底处理系统的概略构成的俯视图。图1不是表示衬底处理系统100的外观的图，而是通过将衬底处理系统100的外壁面板或其它一部分构成除外而容易理解的地表示其内部构造的示意图。所述衬底处理系统100例如是设置在无尘室内，逐片处理只在一个主表面形成着电路图案等(以下称为“图案”)的衬底W的单片式装置。然后，在装备于衬底处理系统100的处理单元1中，执行处理液的衬底处理。本说明书中，将衬底的两个主表面中形成着图案的图案形成面(一个主表面)称为“正面”，将它相反侧的未形成图案的另一个主表面称为“背面”。另外，将朝向下方的面称为“下表面”，将朝向上方的面称为“上表面”。另外，本说明书中，“图案形成面”意指衬底中在任意区域形成着凹凸图案的面。
这里，作为本实施方式中的“衬底”，能应用半导体晶圆、光罩用玻璃衬底、液晶显示用玻璃衬底、电浆显示用玻璃衬底、FED(Field Emission Display：场发射显示器)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、磁光盘用衬底等各种衬底。以下，主要采用用于半导体晶圆的处理的衬底处理装置为例而参考附图进行说明，但是同样也能应用于以上所例示的各种衬底的处理。
如图1所示，衬底处理系统100具有对衬底W实施处理的衬底处理区域110。与所述衬底处理区域110相邻而设置着传载部120。传载部120具有能保持多个用来收纳衬底W的容器C(以密闭的状态收纳多片衬底W的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆匣)、SMIF(Standard Mechanical Interface：标准机械接口)匣、OC(Open Cassette：开放式晶圆匣)等)的容器保持部121。另外，传载部120具备传载机器人122，所述传载机器人122用来对保持在容器保持部121的容器C进行接取，从容器C取出未处理的衬底W，或者将已处理的衬底W收纳于容器C。在各容器C中，以大致水平的姿势收纳着多片衬底W。
传载机器人122具备固定在装置壳体的基座部122a、设置为能相对于基座部122a绕铅直轴旋动的多关节臂122b、及安装在多关节臂122b的前端的手122c。手122c为能在其上表面载置并保持衬底W的构造。由于具有此种多关节臂及衬底保持用的手的传载机器人众所周知，所以省略详细的说明。
在衬底处理区域110中，载置台112设置为能载置来自传载机器人122的衬底W。另外，在俯视下，在衬底处理区域110的大致中央配置衬底搬送机器人111。此外，以包围所述衬底搬送机器人111的方式配置多个处理单元1。具体而言，面向配置着衬底搬送机器人111的空间配置多个处理单元1。对于所述处理单元1，衬底搬送机器人111随机对载置台112进行接取，在与载置台112之间交接衬底W。另一方面，各处理单元1对衬底W执行规定处理，相当于本发明的衬底处理装置。本实施方式中，所述处理单元(衬底处理装置)1具有相同的功能。因此，能进行多片衬底W的并行处理。另外，如果衬底搬送机器人111能从传载机器人122直接交接衬底W，那么未必需要载置台112。
图2是表示本发明的衬底处理装置的第1实施方式的构成的图。另外，图3是示意性表示腔室的构成及安装于腔室的构成的图。在图2、图3及以下参考的各图中，为了便于理解，有夸大或简化地图示各部的尺寸或数量的情况。如图3所示，衬底处理装置(处理单元)1中使用的腔室11具有从铅直上方俯视时呈矩形形状的底壁11a、从底壁11a的周围立设的4片侧壁11b～11e、及覆盖侧壁11b～11e的上端部的顶壁11f。通过组合所述底壁11a、侧壁11b～11e及顶壁11f，形成大致长方体形状的内部空间12。
在底壁11a的上表面，基座支撑部件16、16一面相互隔开一边由螺栓等紧固部件固定。也就是说，从底壁11a立设基座支撑部件16。在所述基座支撑部件16、16的上端部，通过螺栓等紧固部件固定基座部件17。所述基座部件17由具有比底壁11a小的平面尺寸，同时厚度比底壁11a厚且具有高刚性的金属板构成。如图2所示，基座部件17通过基座支撑部件16、16从底壁11a向铅直上方抬起。也就是说，在腔室11的内部空间12的底部形成着所谓的高底板构造。如后续详述般，所述基座部件17的上表面加工成能设置对衬底W实施衬底处理的衬底处理部SP，且在所述上表面设置衬底处理部SP。构成所述衬底处理部SP的各部与控制整个装置的控制单元10电连接，根据来自控制单元10的指示而动作。另外，稍后详述基座部件17的形状、衬底处理部SP的构成或动作。
如图2及图3所示，在腔室11的顶壁11f安装着风扇过滤器单元(FFU：Fan FilterUnit)13。所述风扇过滤器单元13将设置着衬底处理装置1的无尘室内的空气进一步净化，并供给到腔室11内的内部空间12。风扇过滤器单元13具备用来提取无尘室内的空气并将它送出到腔室11内的风扇及过滤器(例如HEPA(High Efficiency Particulate Air：高效微粒空气)过滤器)，经由设置在顶壁11f的开口11f1而送入清洁空气。由此，在腔室11内的内部空间12形成清洁空气的降流。另外，为了将从风扇过滤器单元13供给的清洁空气均匀地分散，而在顶壁11f的正下方设置着穿设着多个吹出孔的冲孔板14。
如图3所示，在衬底处理装置1中，在4片侧壁11b～11e中与衬底搬送机器人111对向的侧壁11b上设置着搬送用开口11b1，将内部空间12与腔室11的外部连通。因此，衬底搬送机器人111的手(省略图示)能经由搬送用开口11b1对衬底处理部SP进行接取。也就是说，通过设置搬送用开口11b1，能对内部空间12搬入搬出衬底W。另外，用来将所述搬送用开口11b1开闭的挡板15安装在侧壁11b。
在挡板15连接着挡板开闭机构(省略图示)，根据来自控制单元10的开闭指令将挡板15开闭。更具体而言，在衬底处理装置1中，在将未处理的衬底W搬入腔室11时，挡板开闭机构打开挡板15，通过衬底搬送机器人111的手将未处理的衬底W以面朝上姿势搬入衬底处理部SP。也就是说，衬底W以将上表面Wf朝向上方的状态载置在衬底处理部SP的旋转夹盘(图5中的符号21)上。而且，在搬入所述衬底后衬底搬送机器人111的手从腔室11退避时，挡板开闭机构将挡板15关闭。而且，在腔室11的处理空间(相当于后续详述的密闭空间12a)内，通过衬底处理部SP，执行作为本发明的“衬底处理”的一例的针对衬底W的周缘部Ws的斜面处理。另外，在斜面处理结束后，挡板开闭机构再次打开挡板15，由衬底搬送机器人111的手将已处理的衬底W从衬底处理部SP搬出。这样，在本实施方式中，腔室11的内部空间12保持常温环境。另外，本说明书中，“常温”意指处于5℃～35℃的温度范围内。
如图3所示，侧壁11d隔着设置在基座部件17的衬底处理部SP(图2)位于侧壁11b的相反侧。在所述侧壁11d设置着保养用开口11d1。在保养时，如所述图所示，将保养用开口11d1开放。因此，操作者能从装置的外部经由保养用开口11d1对衬底处理部SP进行接取。另一方面，在衬底处理时，以将保养用开口11d1封闭的方式安装盖部件19。这样，在本实施方式中，盖部件19相对于侧壁11d装卸自如。
另外，在侧壁11e的外侧面，安装着用来对衬底处理部SP供给加热后的惰性气体(本实施方式中为氮气)的加热气体供给部47。所述加热气体供给部47内置着加热器471。
这样，在腔室11的外壁侧配置挡板15、盖部件19及加热气体供给部47。相对于此，在腔室11的内侧也就是内部空间12，在高底板构造的基座部件17的上表面设置衬底处理部SP。以下，参考图2、图4到图12，且对衬底处理部SP的构成进行说明。
图4是示意性表示设置在基座部件上的衬底处理部的构成的俯视图。以下，为了明确装置各部的配置关系或动作等，适当标注以Z方向为铅直方向，以XY平面为水平面的坐标系。在图4的坐标系中，将与衬底W的搬送路径TP平行的水平方向设为“X方向”，将与它正交的水平方向设为“Y方向”。更详细而言，将从腔室11的内部空间12朝向搬送用开口11b1及保养用开口11d1的方向分别称为“+X方向”及“-X方向”，将从腔室11的内部空间12朝向侧壁11c、11e的方向分别称为“-Y方向”及“+Y方向”，将朝向铅直上方及铅直下方的方向分别称为“+Z方向”及“-Z方向”。
衬底处理部SP具备保持旋转机构2、防飞散机构3、上表面保护加热机构4、处理机构5、氛围分离机构6、升降机构7、定心机构8及衬底观察机构9。所述机构设置在基座部件17上。也就是说，以具有比腔室11高刚性的基座部件17为基准，以互相预设的位置关系配置保持旋转机构2、防飞散机构3、上表面保护加热机构4、处理机构5、氛围分离机构6、升降机构7、定心机构8及衬底观察机构9。
图5是表示保持旋转机构的构成的立体图。保持旋转机构2具备：衬底保持部2A，在衬底W的正面朝向上方的状态下将衬底W保持大致水平姿势；及旋转机构2B，使保持着衬底W的衬底保持部2A及防飞散机构3的一部分同步旋转。因此，当旋转机构2B根据来自控制单元10的旋转指令而作动时，衬底W及防飞散机构3的旋转杯部31绕与铅直方向Z平行地延伸的旋转轴AX旋转。
衬底保持部2A具备比衬底W小的圆板状的部件也就是旋转夹盘21。旋转夹盘21设置成其上表面大致水平，其中心轴与旋转轴AX一致。尤其，在本实施方式中，如图4所示，衬底保持部2A的中心(相当于旋转夹盘21的中心轴)比腔室11的中心11g朝(+X)方向偏移。也就是说，衬底保持部2A配置为，从腔室11的上方俯视时，旋转夹盘21的中心轴(旋转轴AX)位于从内部空间12的中心11g朝搬送用开口11b1侧偏移距离Lof的处理位置。另外，为了明确后述装置各部的配置关系，在本说明书中，将通过偏移的衬底保持部2A的中心(旋转轴AX)，且与搬送路径TP正交的假想线及与搬送路径TP平行的假想线分别称为“第1假想水平线VL1”及“第2假想水平线VL2”。
如图5所示，在旋转夹盘21的下表面连结圆筒状的旋转轴部22。旋转轴部22在使其轴线与旋转轴AX一致的状态下，沿铅直方向Z延设。另外，在旋转轴部22连接旋转机构2B。
旋转机构2B具有产生用来使衬底保持部2A及防飞散机构3的旋转杯部31旋转的旋转驱动力的电动机23、及用来传递所述旋转驱动力的动力传递部24。电动机23具有伴随旋转驱动力的产生而旋转的旋转轴231。旋转轴231以朝铅直下方延设的姿势设置在基座部件17的电动机安装部位171。更详细而言，如图3所示，电动机安装部位171是一边与保养用开口11d1对向一边沿(+X)方向切除的部位。所述电动机安装部位171的切除宽度(Y方向尺寸)与电动机23的Y方向宽度大致相同。因此，电动机23一边使其侧面与电动机安装部位171卡合一边沿X方向自如移动。
在电动机安装部位171，为了一边将电动机23在X方向上定位一边将它固定于基座部件17，而使电动机固定金属件232通过螺栓或螺丝等紧固部件233与基座部件17连结。如图5所示，电动机固定金属件232具有水平部位2321与铅直部位2322，从(+Y)方向侧视时具有大致L字形状。虽然省略对图5的图示，但是在电动机固定金属件232的水平部位2321的中央部设置着用来供旋转轴231插通的贯通孔。在将旋转轴231朝铅直下方插通到所述贯通孔的状态下，水平部位2321支撑电动机23。另外，铅直部位2322构成为与由水平部位2321从下方支撑的电动机23卡合。在所述铅直部位2322中，在Y方向上互相隔开地安装着2根螺栓或螺丝等紧固部件234。各紧固部件234的前端部贯通铅直部位2322而朝(+X)方向延设，各前端部与电动机安装部位171螺合。因此，通过由操作者使紧固部件234正旋转或逆旋转，电动机固定金属件232在保持支撑着电动机23的状态下沿X方向移动。由此，能将电动机23在X方向上定位。另外，在定位后，通过操作者使紧固部件233正旋转，电动机23与电动机安装部位171一体地牢固固定于基座部件17。
在从基座部件17向下方突出的旋转轴231的前端部安装着第1滑轮241。另外，在衬底保持部2A的下方端部安装着第2滑轮242。更详细而言，衬底保持部2A的下方端部插通到设置在基座部件17的旋转夹盘安装部位172的贯通孔，朝基座部件17的下方突出。在所述突出部分设置着第2滑轮242。而且，在第1滑轮241及第2滑轮242之间架设环形带243。这样，在本实施方式中，由第1滑轮241、第2滑轮242及环形带243构成动力传递部24。
在使用具有这种构成的动力传递部24的情况下，能选定长条的正时皮带作为环形带243，能谋求环形带243的长寿命化。尽管如此，通过电动机23在X方向上的移动，需要进行第1滑轮241及第2滑轮242的间隔调整或环形带243的更换等保养作业。因此，在本实施方式中，如图4所示，在从腔室11的上方俯视时，搬送用开口11b1、衬底保持部2A、动力传递部24、电动机23及保养用开口11d1依序沿着第2假想水平线VL2且直线状地配置。也就是说，动力传递部24及电动机23以面向保养用开口11d1的方式配置。因此，当从腔室11卸除盖部件19而将保养用开口11d1开放时，动力传递部24及电动机23经由保养用开口11d1在外部露出。结果，容易由操作者进行保养作业，能提高保养作业的效率。
而且，以下说明的其它机构配置在基座部件17的上方，相对于此，动力传递部24配置在基座部件17的下方。通过采用这种配置，能更有效地由操作者进行保养作业，而不必考虑与其它机构的干涉。
如图5所示，旋转夹盘21的中央部设置着贯通孔211，与旋转轴部22的内部空间连通。在内部空间中，经由介装着阀(省略图示)的配管25而连接泵26。所述泵26及阀电连接于控制单元10，根据来自控制单元10的指令而动作。由此，选择性地将负压及正压施加到旋转夹盘21。例如，当在将衬底W以大致水平姿势置于旋转夹盘21的上表面的状态下，泵26对旋转夹盘21施加负压时，旋转夹盘21从下方吸附保持衬底W。另一方面，当泵26对旋转夹盘21施加正压时，衬底W能从旋转夹盘21的上表面卸除。另外，当停止泵26的吸引时，衬底W能在旋转夹盘21的上表面上水平移动。
在旋转夹盘21中，经由设置在旋转轴部22的中央部的配管28连接氮气供给部29。氮气供给部29将从设置衬底处理系统100的工厂的设施等供给的常温氮气以与来自控制单元10的气体供给指令相应的流量及时序输送到旋转夹盘21，在衬底W的下表面Wb侧使氮气从中央部朝径向外侧流通。另外，在本实施方式中，使用氮气，但也可使用其它惰性气体。关于此点，对于从后续说明的中央喷嘴喷出的加热气体也同样。另外，“流量”意指氮气等流体在每单位时间移动的量。
旋转机构2B不仅使旋转夹盘21与衬底W一体旋转，为了与所述旋转同步地使旋转杯部31旋转，具有动力传递部27(图2)。动力传递部27具有由非磁性材料或树脂构成的圆环部件27a(图5)、内置于圆环部件的旋转夹盘侧磁铁(省略图示)、及内置于旋转杯部31的一个构成也就是下杯32的杯侧磁铁(省略图示)。圆环部件27a如图5所示安装在旋转轴部22，能与旋转轴部22一起绕旋转轴AX旋转。更详细而言，旋转轴部22如图2及图5所示，在旋转夹盘21的正下方位置具有朝径向外侧突出的凸缘部位。而且，相对于凸缘部位将圆环部件27a配置为同心状，且通过省略图示的螺栓等进行连结固定。
在圆环部件27a的外周缘部，多个旋转夹盘侧磁铁以旋转轴AX为中心呈放射状且以等角度间隔配置。本实施方式中，在彼此相邻的2个旋转夹盘侧磁铁中的一个，以外侧及内侧分别成为N极及S极的方式配置，在另一个，以外侧及内侧分别成为S极及N极的方式配置。
与所述旋转夹盘侧磁铁同样，多个杯侧磁铁以旋转轴AX为中心呈放射状且以等角度间隔配置。所述杯侧杯侧磁铁内置于下杯32。下杯32是以下说明的防飞散机构3的构成零件，具有圆环形状。也就是说，下杯32具有能与圆环部件27a的外周面对向的内周面。所述内周面的内径大于圆环部件27a的外径。而且，一边使所述内周面与圆环部件27a的外周面隔开规定间隔(＝(所述内径-所述外径)/2)而对向，一边将下杯32与旋转轴部22及圆环部件27a同心状配置。在所述下杯32的外周缘上表面设置着卡合销及连结用磁铁，通过它们将上杯33与下杯32连结，所述连结体作为旋转杯部31发挥功能。
下杯32在基座部件17的上表面上，通过省略附图图示的轴承，以在保持所述配置状态下能绕旋转轴AX旋转地受支撑。在所述下杯32的内周缘部，如上述般，杯侧磁铁以旋转轴AX为中心呈放射状且以等角度间隔配置。另外，关于彼此相邻的2个杯侧磁铁的配置，也与旋转夹盘侧磁铁相同。也就是说，在一个中，以外侧及内侧分别成为N极及S极的方式配置，在另一个中，以外侧及内侧分别成为S极及N极的方式配置。
在如此构成的动力传递部27中，当圆环部件27a通过电动机23与旋转轴部22一起旋转时，通过旋转夹盘侧磁铁与杯侧磁铁之间的磁力作用，使下杯32维持气隙(圆环部件27a与下杯32的间隙)且朝与圆环部件27a相同的方向旋转。由此，旋转杯部31绕旋转轴AX旋转。也就是说，旋转杯部31与衬底W朝相同方向且同步旋转。
防飞散机构3具有能一边包围保持在旋转夹盘21的衬底W的外周一边绕旋转轴AX旋转的旋转杯部31、及以包围旋转杯部31的方式固定设置的固定杯部34。旋转杯部31通过将上杯33连结于下杯32，而设置为能一边包围旋转的衬底W的外周一边绕旋转轴AX旋转。
图6是表示保持在旋转夹盘的衬底与旋转杯部的尺寸关系的图。图7是表示旋转杯部及固定杯部的一部分的图。下杯32具有圆环形状。它的外径比衬底W的外径大，从铅直上方俯视时，在从由旋转夹盘21保持的衬底W朝径向伸出的状态下，下杯32配置为绕旋转轴AX旋转自如。在所述伸出的区域，也就是下杯32的上表面周缘部，交替安装着沿周向朝铅直上方立设的卡合销(省略图示)与平板状的下磁铁(省略图示)。
另一方面，如图2、图3及图6所示，上杯33具有下圆环部位331、上圆环部位332、及将它们连结的倾斜部位333。下圆环部位331的外径D331与下杯32的外径D32相同，下圆环部位331位于下杯32的周缘部321的铅直上方。在下圆环部位331的下表面，在相当于卡合销的铅直上方的区域中，朝下方开口的凹部设置为能与卡合销的前端部嵌合。另外，在相当于下磁铁的铅直上方的区域中，安装着上磁铁。因此，在凹部及上磁铁分别与卡合销及下磁铁对向的状态下，上杯33能相对于下杯32卡合脱离。
上杯33能通过升降机构7在铅直方向上升降。当上杯33通过升降机构7朝上方移动时，在铅直方向上，在上杯33与下杯32之间形成搬入搬出衬底W用的搬送空间。另一方面，当上杯33通过升降机构7朝下方移动时，凹部以覆盖卡合销的前端部的方式嵌合，而将上杯33相对于下杯32在水平方向上定位。另外，上磁铁接近下磁铁，通过在两者之间产生的引力，将所述定位后的上杯33及下杯32互相耦合。由此，如图4的局部放大图及图7所示，在形成着沿水平方向延伸的间隙GPc的状态下，上杯33及下杯32在铅直方向上一体化。而且，旋转杯部31在保持形成着间隙GPc的状态下绕旋转轴AX自如地旋转。
在旋转杯部31中，如图6所示，上圆环部位332的外径D332略小于下圆环部位331的外径D331。另外，如果比较下圆环部位331及上圆环部位332的内周面的径d331、d332，那么下圆环部位331大于上圆环部位332，从铅直上方俯视时，上圆环部位332的内周面位于下圆环部位331的内周面的内侧。而且，上圆环部位332的内周面与下圆环部位331的内周面遍及上杯33的整周由倾斜部位333连结。因此，倾斜部位333的内周面，也就是包围衬底W的面成为倾斜面334。也就是说，如图7所示，倾斜部位333能包围旋转的衬底W的外周而捕集从衬底W飞散的液滴，由上杯33及下杯32包围的空间作为捕集空间SPc发挥功能。
而且，面向捕集空间SPc的倾斜部位333从下圆环部位331朝向衬底W的周缘部的上方倾斜。因此，如图7所示，捕集到倾斜部位333的液滴能沿着倾斜面334流动到上杯33的下端部，也就是下圆环部位331，进一步经由间隙GPc排出到旋转杯部31的外侧。
固定杯部34以包围旋转杯部31的方式设置，形成排出空间SPe。固定杯部34具有受液部位341、及设置在受液部位341的内侧的排气部位342。受液部位341具有以面向间隙GPc的反衬底侧开口(图7的左手侧开口)的方式开口的杯构造。也就是说，受液部位341的内部空间作为排出空间SPe发挥功能，经由间隙GPc与捕集空间SPc连通。因此，由旋转杯部31捕集到的液滴与气体成分一起经由间隙GPc被引导到排出空间SPe。然后，液滴汇集到受液部位341的底部，从固定杯部34排出。
另一方面，气体成分汇集到排气部位342。所述排气部位342经由划分壁343与受液部位341划分开。另外，在划分壁343的上方配置气体引导部344。气体引导部344从划分壁343的正上方位置分别延设到排出空间SPe及排气部位342的内部，由此从上方覆盖划分壁343而形成具有迷宫构造的气体成分的流通路径。因此，流入到受液部位341的流体中的气体成分经由所述流通路径而汇集到排气部位342。所述排气部位342与排气部38连接。因此，通过根据来自控制单元10的指令使排气部38作动而调整固定杯部34的压力，有效地排出排气部位342内的气体成分。另外，通过精确控制排气部38，而调整排出空间SPe的压力或流量。例如，排出空间SPe的压力相较于捕集空间SPc的压力降低。结果，能有效地将捕集空间SPc内的液滴引入到排出空间SPe，促进液滴从捕集空间SPc移动。
图8是表示上表面保护加热机构的构成的外观立体图。图9是图8所示的上表面保护加热机构的剖视图。上表面保护加热机构4具有配置在保持于旋转夹盘21的衬底W的上表面Wf的上方的阻断板41。所述阻断板41具有以水平姿势保持的圆板部42。圆板部42内置着由加热器驱动部422驱动控制的加热器421。所述圆板部42具有比衬底W稍短的直径。而且，以使圆板部42的下表面从上方覆盖衬底W的上表面Wf中除周缘部Ws以外的表面区域的方式，通过支撑部件43支撑圆板部42。另外，图8中的符号44是设置在圆板部42的周缘部的切口部，这是为了防止与处理机构5中包含的处理液喷出喷嘴的干涉而设置。切口部44朝向径向外侧开口。
支撑部件43的下端部安装在圆板部42的中央部。以上下贯通支撑部件43与圆板部42的方式，形成圆筒状的贯通孔。另外，中央喷嘴45上下插通于所述贯通孔。如图2所示，所述中央喷嘴45经由配管46与加热气体供给部47连接。加热气体供给部47通过加热器471将从设置衬底处理系统100的工厂的设备等供给的常温氮气加热，并以与来自控制单元10的加热气体供给指令相应的流量及时序供给到衬底处理部SP。
这里，如果将加热器471配置在腔室11的内部空间12，那么从加热器471放射的热可能会对衬底处理部SP，尤其是如后述般的处理机构5或衬底观察机构9造成不良影响。因此，在本实施方式中，如图4所示，具有加热器471的加热气体供给部47配置在腔室11的外侧。另外，在本实施方式中，在配管46的一部分安装着带状加热器48。带状加热器48根据来自控制单元10的加热指令而发热，将在配管46内流动的氮气加热。
将如此加热后的氮气(以下称为“加热气体”)朝中央喷嘴45压送，并从中央喷嘴45喷出。例如，如图9所示，通过在将圆板部42定位于接近保持在旋转夹盘21的衬底W的处理位置的状态下供给加热气体，加热气体从由衬底W的上表面Wf与内置加热器的圆板部42夹持的空间SPa的中央部朝向周缘部流动。由此，能抑制衬底W周围的氛围进入衬底W的上表面Wf。结果，能有效地防止所述氛围中包含的液滴被卷入由衬底W与圆板部42夹持的空间SPa。另外，能通过加热器421的加热与加热气体将上表面Wf全体加热，将衬底W的面内温度均匀化。由此，能抑制衬底W翘曲，使处理液的着液位置稳定化。
如图2所示，支撑部件43的上端部固定于沿着第1假想水平线VL1延伸的梁部件49。所述梁部件49与安装在基座部件17的上表面的升降机构7连接，根据来自控制单元10的指令通过升降机构7而升降。例如，在图2中，通过将梁部件49定位于下方，经由支撑部件43与梁部件49连结的圆板部42位于处理位置。另一方面，当升降机构7接收到来自控制单元10的上升指令而使梁部件49上升时，梁部件49、支撑部件43及圆板部42一体上升，且上杯33也连动而与下杯32分离并上升。由此，旋转夹盘21与上杯33及圆板部42之间较大，能进行衬底W对旋转夹盘21的搬入搬出。
处理机构5具有配置在衬底W的上表面侧的处理液喷出喷嘴51F(图4)、配置在衬底W的下表面侧的处理液喷出喷嘴51B(图2)、及对处理液喷出喷嘴51F、51B供给处理液的处理液供给部52。以下，为了区分上表面侧的处理液喷出喷嘴51F与下表面侧的处理液喷出喷嘴51B，而将其分别称为“上表面喷嘴51F”及“下表面喷嘴51B”。另外，在图2中，图示出2个处理液供给部52，但是它们是相同的。
本实施方式中，设置3根上表面喷嘴51F，且对它们连接处理液供给部52。另外，处理液供给部52构成为能供给SC1、DHF等药液或功能水(CO2水等)作为处理液，能从3根上表面喷嘴51F各自独立地喷出SC1、DHF及功能水。
在各上表面喷嘴51F中，设置着对前端下表面喷出处理液的喷出口(省略图示)。而且，如图4中的放大图所示，以使各喷出口朝向衬底W的上表面Wf的周缘部的姿势将多个(本实施方式中为3个)上表面喷嘴51F的下方部配置在圆板部42的切口部44(参考图6)，且以上表面喷嘴51F的上方部相对于喷嘴座53在径向D1(相对于第1假想水平线VL1，喷嘴喷出仰角度倾斜45°且旋转角度倾斜65°左右的方向)上移动自如地安装。所述喷嘴座53连接于喷嘴移动部54。
图10是示意性表示喷嘴移动部的构成的图。如图10所示，喷嘴移动部54在保持着喷嘴头56(＝上表面喷嘴51F+喷嘴座53)的状态下，安装在后续说明的升降部713的升降件713a的上端部。因此，当升降件713a根据来自控制单元10的升降指令而在铅直方向上伸缩时，与之相应，喷嘴移动部54及喷嘴头56在铅直方向Z上移动。
另外，在喷嘴移动部54中，基座部件541固定在升降件713a的上端部。在所述基座部件541中安装着直动致动器542。直动致动器542具有：电动机(以下称为“喷嘴驱动电动机”)543，作为径向X上的喷嘴移动的驱动源发挥功能；及运动转换机构545，将与喷嘴驱动电动机543的旋转轴连结的滚珠螺杆等旋转体的旋转运动转换为直线运动，使滑块544沿径向D1往复移动。另外，在运动转换机构545中，为了使滑块544在径向D1的移动稳定化，例如使用LM(Linear Motion：直线运动)导轨(注册商标)等导轨。
在如此沿径向X往复驱动的滑块544中，经由连结部件546连结着头支撑部件547。所述头支撑部件547具有沿径向X延伸的棒形状。头支撑部件547的(+D1)方向端部固定于滑块544。另一方面，头支撑部件547的(-D1)方向端部朝向旋转夹盘21水平地延设，且在其前端部安装着喷嘴头56。因此，当喷嘴驱动电动机543根据来自控制单元10的喷嘴移动指令而旋转时，滑块544、头支撑部件547及喷嘴头56与所述旋转方向对应而朝(+D1)方向或(-D1)方向一体移动与旋转量对应的距离。结果，将安装在喷嘴头56的上表面喷嘴51F在径向D1上定位。例如，如图10所示，当将上表面喷嘴51F定位在预设的起始位置时，设置在运动转换机构545的弹簧部件548由滑块544压缩，对滑块544朝(-X)方向施加弹推力。由此，能控制运动转换机构545中包含的齿隙。也就是说，由于运动转换机构545具有导轨等机械零件，所以事实上难以使沿着径向D1的齿隙变为零，如果不充分考虑所述情况，那么径向D1上的上表面喷嘴51F的定位精度会降低。因此，在本实施方式中，通过设置弹簧部件548，而在使上表面喷嘴51F静止于起始位置时，始终使齿隙偏向(-D1)方向。由此，能获得如下作用效果。根据来自控制单元10的喷嘴移动指令，喷嘴移动部54将3根上表面喷嘴51F一并朝方向D1驱动。所述喷嘴移动指令包含与喷嘴移动距离相关的信息。当上表面喷嘴51F基于所述信息在径向D1上移动规定的喷嘴移动距离时，将上表面喷嘴51F正确地定位在斜面处理位置。
定位在斜面处理位置的上表面喷嘴51F的喷出口511朝向衬底W的上表面Wf的周缘部。而且，当处理液供给部52根据来自控制单元10的供给指令将3种处理液中与供给指令对应的处理液供给到所述处理液用的上表面喷嘴51F时，从上表面喷嘴51F将处理液从衬底W的端面供给到预设的位置。
另外，氛围分离机构6的下密闭杯部件61装卸自如地固定于喷嘴移动部54的构成零件的一部分。也就是说，在执行斜面处理时，上表面喷嘴51F及喷嘴座53经由喷嘴移动部54与下密闭杯部件61一体化，通过升降机构7与下密闭杯部件61一起沿铅直方向Z升降。另一方面，在执行校准处理时，下密闭杯部件61被卸除，上表面喷嘴51F及喷嘴座53通过喷嘴移动部54沿径向D1往复移动，且通过升降机构7沿铅直方向Z升降。
本实施方式中，为了向衬底W的下表面Wb的周缘部喷出处理液，而将下表面喷嘴51B及喷嘴支撑部57设置在保持于旋转夹盘21的衬底W的下方。喷嘴支撑部57具有沿铅直方向延设的薄壁的圆筒部位571、及在圆筒部位571的上端部朝径向外侧弯折而扩展的具有圆环形状的凸缘部位572。圆筒部位571具有自如游插到形成在圆环部件27a与下杯32之间的气隙的形状。而且，如图2所示，以圆筒部位571游插于气隙，且凸缘部位572位于保持在旋转夹盘21的衬底W与下杯32之间的方式，固定配置喷嘴支撑部57。对凸缘部位572的上表面周缘部安装着3个下表面喷嘴51B。各下表面喷嘴51B具有朝向衬底W的下表面Wb的周缘部开口的喷出口(省略图示)，能喷出经由配管58从处理液供给部52供给的处理液。
通过从所述上表面喷嘴51F及下表面喷嘴51B喷出的处理液，对衬底W的周缘部执行斜面处理。另外，在衬底W的下表面侧，将凸缘部位572延设到周缘部Ws附近。因此，经由配管28供给到下表面侧的氮气沿着凸缘部位572流入到捕集空间SPc。结果，有效地抑制液滴从捕集空间SPc逆流到衬底W。
氛围分离机构6具有下密闭杯部件61、及上密闭杯部件62。下密闭杯部件61及上密闭杯部件62都具有上下开口的筒形状。而且，其等的内径大于旋转杯部31的外径，氛围分离机构6配置为从上方完全包围旋转夹盘21、保持在旋转夹盘21的衬底W、旋转杯部31及上表面保护加热机构4，更详细而言，如图2所示，上密闭杯部件62以其上方开口从下方覆盖顶壁11f的开口11f1的方式，固定配置在冲孔板14的正下方位置。因此，导入到腔室11内的清洁空气的降流被分为通过上密闭杯部件62的内部的降流、与通过上密闭杯部件62的外侧的降流。
另外，上密闭杯部件62的下端部具有向内侧折入的具有圆环形状的凸缘部621。在所述凸缘部621的上表面安装着O形环63。在上密闭杯部件62的内侧，下密闭杯部件61在铅直方向上移动自如地配置。
下密闭杯部件61的上端部具有向外侧弯折而扩展的具有圆环形状的凸缘部611。所述凸缘部611在从铅直上方俯视时，与凸缘部621重叠。因此，当下密闭杯部件61下降时，如图4中的局部放大图所示，下密闭杯部件61的凸缘部611隔着O形环63由上密闭杯部件62的凸缘部621卡止。由此，下密闭杯部件61被定位于下限位置。在所述下限位置，在铅直方向上，上密闭杯部件62与下密闭杯部件61相连，将导入到上密闭杯部件62的内部的降流引导到保持在旋转夹盘21的衬底W。
下密闭杯部件61的下端部具有向外侧折入的具有圆环形状的凸缘部612。所述凸缘部612在从铅直上方俯视时，与固定杯部34的上端部(受液部位341的上端部)重叠。因此，在所述下限位置中，如图3中的局部放大图所示，下密闭杯部件61的凸缘部612隔着O形环64由固定杯部34卡止。由此，在铅直方向上，下密闭杯部件61与固定杯部34相连，且由上密闭杯部件62、下密闭杯部件61及固定杯部34形成密闭空间12a。在所述密闭空间12a内，能对衬底W执行斜面处理。也就是说，通过将下密闭杯部件61定位在下限位置，密闭空间12a与密闭空间12a的外侧空间12b分离(氛围分离)。因此，能不受外侧氛围的影响而稳定地进行斜面处理。另外，为了进行斜面处理而使用处理液，但是能确实地防止处理液从密闭空间12a泄漏到外侧空间12b。因此，配置在外侧空间12b的零件的选定、设计的自由度变高。
下密闭杯部件61构成为也能朝铅直上方移动。另外，在铅直方向上的下密闭杯部件61的中间部，如上所述，经由喷嘴移动部54的头支撑部件547固定喷嘴头56(＝上表面喷嘴51F+喷嘴座53)。另外，除此以外，如图2及图4所示，还经由梁部件49将上表面保护加热机构4固定在下密闭杯部件61的中间部。也就是说，如图4所示，下密闭杯部件61在周向上互不相同的3个部位分别与梁部件49的一个端部、梁部件49的另一个端部及头支撑部件547连接。而且，通过由升降机构7使梁部件49的一个端部、梁部件49的另一个端部及头支撑部件547升降，下密闭杯部件61也随之升降。
在所述下密闭杯部件61的内周面中，如图2及图4所示，朝向内侧突设多根(4根)突起部613，作为能与上杯33卡合的卡合部位。各突起部613延设到上杯33的上圆环部位332的下方空间。另外，各突起部613以在下密闭杯部件61被定位于下限位置的状态下从上杯33的上圆环部位332朝下方离开的方式安装。而且，通过下密闭杯部件61的上升，各突起部613能从下方卡合于上圆环部位332。在所述卡合后，也能通过使下密闭杯部件61进一步上升而使上杯33与下杯32脱离。
本实施方式中，在下密闭杯部件61通过升降机构7开始与上表面保护加热机构4及喷嘴头56一起上升后，上杯33也一起上升。由此，上杯33、上表面保护加热机构4及喷嘴头56从旋转夹盘21朝上方离开。通过下密闭杯部件61移动到退避位置，形成用来供衬底搬送机器人111的手对旋转夹盘21进行接取的搬送空间。而且，能经由所述搬送空间执行对旋转夹盘21装载衬底W及从旋转夹盘21卸载衬底W。这样，在本实施方式中，能通过升降机构7对下密闭杯部件61的最小限度的上升，而对旋转夹盘21进行衬底W的接取。
升降机构7具有2个升降驱动部71、72。在升降驱动部71中，第1升降电动机(省略图示)安装在基座部件17的第1升降安装部位173(图3)。第1升降电动机根据来自控制单元10的驱动指令而作动，产生旋转力。2个升降部712、713连结于所述第1升降电动机。升降部712、713从第1升降电动机同时受到上述旋转力。然后，升降部712根据第1升降电动机的旋转量，使支撑梁部件49的一个端部的支撑部件491沿铅直方向Z升降。另外，升降部713根据第1升降电动机的旋转量，使支撑喷嘴头56的头支撑部件547沿铅直方向Z升降。
在升降驱动部72中，第2升降电动机(省略图示)安装在基座部件17的第2升降安装部位174(图3)。升降部722连结于第2升降电动机。第2升降电动机根据来自控制单元10的驱动指令而作动，产生旋转力，施加给升降部722。升降部722根据第2升降电动机的旋转量，使支撑梁部件49的另一个端部的支撑部件492沿铅直方向升降。
升降驱动部71、72相对于下密闭杯部件61的侧面，使在所述周向上分别固定在互不相同的3个部位的支撑部件491、492、54同步地沿铅直方向移动。因此，能稳定地进行上表面保护加热机构4、喷嘴头56及下密闭杯部件61的升降。另外，随着下密闭杯部件61的升降，也能使上杯33稳定地升降。
图11是示意性表示定心机构的构成及动作的图。定心机构8在停止泵26的吸引的期间(也就是衬底W能在旋转基座21的上表面上水平移动的期间)，执行定心处理。通过所述定心处理消除所述偏心，衬底W的中心与旋转轴AX一致。如图4及图11所示，定心机构8具有：单抵接部81，在相对于第1假想水平线VL1倾斜40°左右的抵接移动方向D2上，相对于旋转轴AX配置在搬送用开口11b1侧(图11的右手侧)；多抵接部82，配置在保养用开口11d1侧(图11的左手侧)；及定心驱动部83，使单抵接部81及多抵接部82朝抵接移动方向D2移动。
单抵接部81具有与抵接移动方向D2平行延设的形状，以能在旋转夹盘21侧的前端部与旋转夹盘21上的衬底W的端面抵接的方式加工。另一方面，多抵接部82在从铅直上方俯视时具有大致Y字形状，以能在旋转夹盘21侧的二股部位的各前端部与旋转夹盘21上的衬底W的端面抵接的方式加工。所述单抵接部81及多抵接部82在抵接移动方向D2上移动自如。
定心驱动部83具有用来使单抵接部81朝抵接移动方向D2移动的单移动部831、及用来使多抵接部82朝抵接移动方向D2移动的多移动部832。单移动部831安装在基座部件17的单移动安装部位175(图3)，多移动部832安装在基座部件17的多移动安装部位176(图3)。在不执行衬底W的定心处理的期间，定心驱动部83如图4及图11的(a)栏所示，将单抵接部81及多抵接部82与旋转夹盘21隔开而定位。因此，单抵接部81及多抵接部82离开搬送路径TP，能有效地防止单抵接部81及多抵接部82与对腔室11搬入搬出的衬底W产生干涉。
另一方面，在执行衬底W的定心处理时，根据来自控制单元10的定心指令，单移动部831使单抵接部81朝旋转轴AX移动，且多移动部832使多抵接部82朝旋转轴AX移动。由此，如图11的(b)栏所示，衬底W的中心与旋转轴AX一致。
图12是表示衬底观察机构的观察头的立体图。图13是图12所示的观察头的分解组装立体图。衬底观察机构9具有光源部91、摄像部92、观察头93、及观察头驱动部94。光源部91及摄像部92并设在基座部件17的光学零件安装位置177(图3)。光源部91根据来自控制单元10的照明指令向观察位置照射照明光。所述观察位置是与衬底W的周缘部Ws对应的位置，在图12中相当于将观察头93定位的位置。
观察头93能在观察位置、与从观察位置朝衬底W的径向外侧离开的隔开位置之间往复移动。观察头驱动部94连接于所述观察头93。观察头驱动部94在基座部件17的头驱动位置178(图3)安装在基座部件17。而且，观察头驱动部94根据来自控制单元10的头移动指令，使观察头93沿相对于第1假想水平线VL1倾斜10°左右的头移动方向D3往复移动。更具体而言，在不执行衬底W的观察处理的期间，观察头驱动部94将观察头93移动到退避位置而进行定位。因此，观察头93离开搬送路径TP，能有效地防止观察头93与对腔室11搬入搬出的衬底W产生干涉。另一方面，在执行衬底W的观察处理时，根据来自控制单元10的衬底观察指令，由观察头驱动部94使观察头93移动到观察位置。
如图12及图13所示，所述观察头93具备具有5个扩散面931a～931d的扩散照明部931、由3片镜面部件932a～932c构成的引导部932、及保持部933。
保持部933例如由PEEK(聚醚醚酮：polyetheretherketone)构成，如图12及图13所示，在衬底W侧的端部设置着切口部9331。切口部9331的铅直方向尺寸比衬底W的厚度宽，如图12所示，当将观察头93定位于观察位置时，切口部9331进入到衬底W的周缘部Ws及从周缘部Ws进一步朝径向内侧进入的区域。另外，保持部933加工为能与扩散照明部931互相嵌合的形状。而且，保持部933具有从背面侧分别支撑镜面部件932a～932c的镜面支撑部933a～933c。因此，扩散照明部931与保持部933通过互相嵌合，一边保持镜面部件932a～932c一边一体化。
扩散照明部931例如由PTFE(聚四氟乙烯：polytetrafluoroethylene)构成。如图12及图13所示，扩散照明部931具有沿水平方向延设的板形状，且与保持部933同样，在衬底W侧的端部形成切口部9311。所述切口部9311如图12所示，从衬底W的周向观察具有倒C字形状。另外，在扩散照明部931中，沿切口部9311设置着倾斜面。倾斜面是以随着接近切口部9311而朝照明光行进的方向(与方向D3正交的水平方向)倾斜的方式加工的锥形面。尤其，所述锥形面中的切口部9311的铅直上方区域、侧方区域及铅直下方区域分别作为扩散面931a～931c发挥功能。另外，在切口部9311中，位于镜面部件932a、932c的旋转轴AX侧的区域分别作为扩散面931d、931e发挥功能。
当将如此构成的观察头93定位于观察位置时，扩散面931a～931e位于光源部91的照明区域(图12的粗虚线区域)。当在所述定位状态下，光源部91依照来自控制单元10的照明指令而点亮时，照明光照射到照明区域。此时，扩散面931a～931e使照明光扩散反射，从各种方向对衬底W的周缘部Ws及其相邻区域进行照明。这里，照明光中朝向包含周缘部Ws的衬底W的上表面的上表面扩散光的一部分在周缘部Ws的上表面及周缘部Ws的相邻区域(在径向内侧与周缘部Ws相邻的上表面区域)被反射。所述反射光在由镜面部件932a的反射面反射后，被导光到摄像部92。另外，照明光中朝向包含周缘部Ws的衬底W的下表面的下表面扩散光的一部分在周缘部Ws的下表面及周缘部Ws的相邻区域(在径向内侧与周缘部Ws相邻的下表面区域)被反射。所述反射光在由镜面部件932c的反射面反射后，被导光到摄像部92。照明光中朝向衬底W的侧面(端面)Wse的侧面扩散光的一部分在衬底W的侧面Wse被反射。所述反射光在由镜面部件62b的反射面反射后，被导光到摄像部92。
摄像部92具有由物体侧远心透镜构成的观察透镜系统、及CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)相机。因此，从观察头93导光的反射光中仅与观察透镜系统的光轴平行的光线入射到CMOS相机的传感器面，将衬底W的周缘部Ws及相邻区域的像成像于传感器面上。这样，摄像部92拍摄衬底W的周缘部Ws及相邻区域，取得衬底W的上表面图像、侧面图像及下表面图像。然后，摄像部92将表示所述图像的图像数据发送到控制单元10。
控制单元10具有运算处理部10A、存储部10B、读取部10C、图像处理部10D、驱动控制部10E、通信部10F及排气控制部10G。存储部10B由硬盘驱动器等构成，存储着用来通过所述衬底处理装置1执行斜面处理的程序。所述程序例如存储在计算机能读取的记录媒体RM(例如，光盘、磁盘、磁光盘等)中，通过读取部10C从记录媒体RM读出，而保存于存储部10B。另外，所述程序的提供不限定于记录媒体RM，例如也可以经由电通信线路提供所述程序的方式构成。图像处理部10D对由衬底观察机构9拍摄到的图像实施各种处理。驱动控制部10E控制衬底处理装置1的各驱动部。通信部10F与统合控制衬底处理系统100的各部的控制部等进行通信。排气控制部10G控制排气部38。
另外，在控制单元10，连接显示各种信息的显示部10H(例如显示器等)或受理来自操作者的输入的输入部10J(例如键盘及鼠标等)。
运算处理部10A由具有CPU(＝Central Processing Unit：中央处理单元)或RAM(＝Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机构成，依照存储在存储部10B的程序如以下般控制衬底处理装置1的各部，而执行斜面处理。以下，参考图14且对衬底处理装置1的斜面处理进行说明。
图14是表示通过图2所示的衬底处理装置执行作为衬底处理动作的一例的斜面处理的流程图。在通过衬底处理装置1对衬底W实施斜面处理时，运算处理部10A通过升降驱动部71、72，使下密闭杯部件61、喷嘴头56、梁部件49、支撑部件43及圆板部42一体上升。在所述下密闭杯部件61的上升中途，突起部613与上杯33的上圆环部位332卡合，之后，上杯33与下密闭杯部件61、喷嘴头56、梁部件49、支撑部件43及圆板部42一起上升而定位于退避位置。由此，在旋转夹盘21的上方形成足够衬底搬送机器人111的手(省略图示)进入的搬送空间。另外，运算处理部10A通过定心驱动部83使单移动部831及多抵接部82移动到离开旋转夹盘21的退避位置，且通过观察头驱动部94使观察头93移动到离开旋转夹盘21的待机位置。由此，如图4所示，配置在旋转夹盘21周围的构成要件中的喷嘴头56、光源部91、摄像部92、电动机23及多抵接部82位于比第1假想水平线VL1靠保养用开口11d1侧(所述图的下侧)。另外，单移动部831及观察头93位于比第1假想水平线VL1靠搬送用开口11b1侧，但是偏离沿着搬送路径TP的衬底W的移动区域。本实施方式中，由于采用这种布局构造，所以在对腔室11搬入搬出衬底W时，能有效地防止配置在旋转夹盘21周围的构成要件与衬底W产生干涉。
这样，在确认搬送空间的形成完成及与衬底W的防止干涉后，运算处理部10A经由通信部10F对衬底搬送机器人111进行衬底W的装载请求，等待沿着图4所示的搬送路径TP将未处理的衬底W搬入衬底处理装置1并载置于旋转夹盘21的上表面。然后，在旋转夹盘21上载置衬底W(步骤S1)。另外，在所述时点，泵26停止，衬底W能在旋转夹盘21的上表面上水平移动。
当衬底W的装载完成后，衬底搬送机器人111沿着搬送路径TP从衬底处理装置1退避。继而，运算处理部10A以使单移动部831及多抵接部82接近旋转夹盘21上的衬底W的方式，控制定心驱动部83。由此，消除衬底W相对于旋转夹盘21的偏心，衬底W的中心与旋转夹盘21的中心一致(步骤S2)。这样，当定心处理完成后，运算处理部10A以使单移动部831及多抵接部82与衬底W隔开的方式控制定心驱动部83，且使泵26作动而对旋转夹盘21施加负压。由此，旋转夹盘21从下方吸附保持衬底W。
接着，运算处理部10A对升降驱动部71、72施加下降指令。与此相应，升降驱动部71、72使下密闭杯部件61、喷嘴头56、梁部件49、支撑部件43及圆板部42一体下降。在所述下降中途，由下密闭杯部件61的突起部613从下方支撑的上杯33连结于下杯32。由此，形成旋转杯部31(＝上杯33与下杯32的连结体)。
在形成旋转杯部31后，下密闭杯部件61、喷嘴头56、梁部件49、支撑部件43及圆板部42进一步一体下降，下密闭杯部件61的凸缘部611、612分别由上密闭杯部件62的凸缘部621及固定杯部34卡止。由此，下密闭杯部件61定位于下限位置(图2的位置)(步骤S3)。在所述卡止后，如图4的局部放大图所示，上密闭杯部件62的凸缘部621及下密闭杯部件61的凸缘部611隔着O形环63密接，且下密闭杯部件61的凸缘部612及固定杯部34隔着O形环63密接。结果，如图2所示，在铅直方向上下密闭杯部件61与固定杯部34相连，通过上密闭杯部件62、下密闭杯部件61及固定杯部34形成密闭空间12a，密闭空间12a与外侧氛围(外部空间12b)分离(氛围分离)。
在所述氛围分离状态下，圆板部42的下表面从上方覆盖衬底W的上表面Wf中除周缘部Ws以外的表面区域。另外，上表面喷嘴51F在圆板部42的切口部44内以将喷出口511朝向衬底W的上表面Wf的周缘部的姿势定位。这样，当对衬底W供给处理液的准备完成后，运算处理部10A对电动机23施加旋转指令，开始保持衬底W的旋转夹盘21及旋转杯部31的旋转(步骤S4)。衬底W及旋转杯部31的旋转速度例如设定为1800转/分钟。另外，运算处理部10A驱动控制加热器驱动部422，使加热器421升温到期望温度，例如185℃。
接着，运算处理部10A对加热气体供给部47施加加热气体供给指令。由此，将由加热器471加热的氮气，也就是加热气体从加热气体供给部47压送到中央喷嘴45(步骤S5)。所述加热气体在通过配管46的期间，由带状加热器48加热。由此，一边防止加热气体在经由配管46的气体供给中的温度降低，一边从中央喷嘴45向由衬底W与圆板部42夹持的空间SPa(图9)喷出。由此，将衬底W的上表面Wf全面加热。另外，衬底W的加热也通过加热器421进行。因此，根据时间的经过，衬底W的周缘部Ws的温度上升，达到适于斜面处理的温度，例如90℃。另外，周缘部Ws以外的温度也上升到大致相等的温度。也就是说，本实施方式中，衬底W的上表面Wf的面内温度大致均匀。因此，能有效抑制衬底W翘曲。
继而，运算处理部10A控制处理液供给部52，对上表面喷嘴51F及下表面喷嘴51B供给处理液。也就是说，以从上表面喷嘴51F喷出到衬底W的上表面周缘部的方式喷出处理液的液流，且以从下表面喷嘴51B喷出到衬底W的下表面周缘部的方式喷出处理液的液流。由此，执行对衬底W的周缘部Ws的斜面处理(步骤S6)。然后，运算处理部10A在检测到经过衬底W的斜面处理所需的处理时间等时，对处理液供给部52施加供给停止指令，停止处理液的喷出。
继而，运算处理部10A对加热气体供给部47施加供给停止指令，停止从加热气体供给部47向中央喷嘴45供给氮气(步骤S7)。另外，运算处理部10A对电动机23施加旋转停止指令，使旋转夹盘21及旋转杯部31停止旋转(步骤S8)。
在接下来的步骤S9中，运算处理部10A观察衬底W的周缘部Ws，检查斜面处理的结果。更具体而言，运算处理部10A与装载衬底W时同样，将上杯33定位于退避位置，而形成搬送空间。然后，运算处理部10A控制观察头驱动部94，使观察头93接近衬底W。然后，运算处理部10A通过使光源部91点亮，而经由观察头93对衬底W的周缘部Ws进行照明。另外，摄像部92接收由周缘部Ws及相邻区域反射的反射光，而拍摄周缘部Ws及相邻区域。也就是说，从在衬底W绕旋转轴AX旋转的期间由摄像部92取得的多个周缘部Ws的像，取得沿着衬底W的旋转方向的周缘部Ws的周缘部图像。于是，运算处理部10A控制观察头驱动部94，使观察头93从衬底W退避。与此并行，运算处理部10A基于拍摄到的周缘部Ws及相邻区域的图像，也就是周缘部图像，由运算处理部10A检查是否已良好地进行斜面处理。另外，本实施方式中，作为所述检查的一例，从周缘部图像检查从衬底W的端面朝向衬底W的中央部由处理液处理后的处理宽度(处理后检查)。
在检查后，运算处理部10A经由通信部10F对衬底搬送机器人111进行衬底W的卸载请求，将已处理的衬底W从衬底处理装置1搬出(步骤S10)。另外，重复执行所述一连串的步骤。
在所述实施方式中，电动机安装部位171及旋转夹盘安装部位172分别相当于本发明的“第1保持部位”及“第2保持部位”的一例。
如上所述，在本实施方式中，由于装置各部如上述般配置，所以能获得如下作用效果。
(A)在以往的衬底处理装置中，为了接取保持在作为衬底保持部发挥功能的旋转夹盘21的衬底W并执行衬底处理，旋转夹盘21通常配置在腔室11的中心11g或其附近。相对于此，在本实施方式中，如图4所示，在腔室11的内部空间12中，衬底保持部2A配置在比内部空间12的中心11g朝搬送用开口侧偏移的处理位置。将沿着搬送路径TP的衬底W的搬送距离及搬送时间缩短所述偏移(距离Lof)的部分，从而省电化。
(B)即便不扩大腔室11的内部空间12，旋转夹盘21的反搬送用开口侧的区域，也就是隔着第1假想水平线VL1的搬送用开口11b1的相反侧的区域也扩大所述偏移量，针对处理机构5的配置的设计自由度变高。但是，如图10所示，在以通过喷嘴移动部54使处理液喷出喷嘴51B朝衬底W的径向D1移动的方式构成的衬底处理装置中，喷嘴移动部54在处理液喷出喷嘴51B的移动方向上需要某种程度的冲程。因此，例如，如果将处理液喷出喷嘴51B的移动方向设定为与搬送路径TP相同的方向，那么可能会产生尽管反搬送用开口侧的区域扩大，处理机构，尤其是喷嘴移动部54也不落在内部空间12的情况。然而，在本实施方式中，如上所述，喷嘴移动部54构成为使处理液喷出喷嘴51F朝衬底W的径向中相对于第1假想水平线VL1倾斜的径向D1移动。由此，能将腔室11内的旋转夹盘21、喷嘴头及喷嘴移动部54的配置关系最佳化，不会徒用内部空间12较大的腔室11，而良好地执行斜面处理。结果，能抑制排气部38对内部空间12的排气量，能谋求环境负荷及消耗电力的减少。
(C)在所述实施方式中，如图3及图4所示，用于获得用来将衬底W加热的加热气体的加热器471安装在腔室11的外壁(侧壁11e)。也就是说，加热器471设置在腔室11的外部。因此，能防止由加热器471产生的热波及配置在腔室11的内部空间12的各种机构。尤其，由于光源部91及摄像部92容易受到热的影响，所以在本实施方式中，将光源部91及摄像部92配置在离开加热器471的安装部位的隔开位置。因此，通过采用所述布局构造，光源部91及摄像部92不易受到加热器471中产生的热的影响。结果，能防止因温度变化的影响引起的观察精度的降低，高精度地观察衬底的周缘部。另外，关于来自加热器471的热影响，处理液喷出喷嘴51F、51B也相同，所以将处理液喷出喷嘴51F、51B配置在离开加热器471的安装部位的隔开位置。更详细而言，如图4所示，光源部91、摄像部92、处理液喷出喷嘴51F、51B在从腔室11的上方俯视时，隔着第2假想水平线VL2配置在加热器471的相反侧。通过采用这种配置构造，从加热器471到光源部91、摄像部92、处理液喷出喷嘴51F、51B的距离变长，能确实地抑制来自加热器471的热影响。
(D)另外，虽然比加热器471少，但是也从用来将加热气体(由加热器471加热的惰性气体)送入中央喷嘴45的配管46及配置在配管46周围的带状加热器48释放热。因此，在本实施方式中，配管46及带状加热器48在从腔室11的上方俯视时，隔着第2假想水平线VL2配设在容易受到来自加热器471的热影响的构成(光源部91、摄像部92、处理液喷出喷嘴51F、51B)的相反侧，且隔着第1假想水平线VL1配设在搬送用开口11b1的相反侧。因此，抑制从配管46等释放的热的影响波及所述构成。
(E)在所述实施方式中，由2个滑轮241、242及环形带243构成动力传递部24，且通过所述动力传递部24连结着衬底保持部2A及电动机23。因此，动力传递部24将由电动机产生的驱动力传递到衬底保持部2A。因此，当随着衬底处理装置1的运转而在电动机23或动力传递部24中产生不良，例如环形带243的拉伸或破损等时，需要适当进行调整动力传递部24或更换构成动力传递部24的零件等的保养作业。此种情况下，操作者能通过将盖部件19从腔室11卸除并开放保养用开口11d1，而经由保养用开口11d1使动力传递部24及电动机23露出到外部。此外，操作者能经由保养用开口11d1进行保养作业。结果，能提高保养作业的效率。
(F)通过如上所述将衬底保持部2A配置在比内部空间12的中心11g朝搬送用开口侧偏移的处理位置，隔着第1假想水平线VL1，搬送用开口11b1的相反侧的区域，也就是面向保养用开口11d1的区域扩大。因此，经由保养用开口11d1的保养作业相较于不伴随偏移的情况更容易。关于此点，接下来的光源部91及摄像部92的保养作业也同样。
(G)如图4所示，衬底观察机构9的光源部91及摄像部92也以面向保养用开口11d1的方式配置，因此，操作者也能经由保养用开口11d1对光源部91及摄像部92进行接取。因此，也能容易地执行针对光源部91及摄像部92的保养作业。
(H)如图5所示，电动机23以使它的旋转轴231从腔室11的底壁11a朝上方隔开且朝向底壁11a(图3)从基座部件17的电动机安装部位171(图3)的下表面垂下的姿势，保持在基座部件17。另外，衬底保持部2A的下方端部以从底壁11a(图3)朝上方隔开且朝向底壁11a从基座部件17的旋转夹盘安装部位172(图3)的下表面垂下的姿势，保持在基座部件17。而且，动力传递部24(＝第1滑轮241+第2滑轮242+环形带243)配置在基座部件17的下方。通过采用这种配置，能不考虑与其它机构的干涉，而有效地进行保养作业。另外，能利用在衬底保持部2A的下方端部及电动机23的旋转轴231与底壁11a之间形成的间隙，更换环形带243。也就是说，能不卸除第1滑轮241及第2滑轮242，而更换环形带243。
(I)另外，基于在衬底保持部2A的中央部设置用来连接配管25、28等的端口(省略图示)等理由，衬底保持部2A的下方端部有时沿铅直下方延设。所述情况下，形成在衬底保持部2A的下方端部与底壁11a之间的间隙SPx变窄。因此，例如如图15所示，也可构成为在腔室11的底壁11a中与衬底保持部2A的下方端部对向的区域设置钻孔部11a1，扩大所述间隙SPx。
(J)基座部件17配置在从腔室11的底壁11a朝上方隔开的隔开位置，且在腔室11的内部空间12内形成着所谓的高底板构造。而且，所述基座部件17的上表面作为用来设置衬底处理部SP的载置面而加工。通过采用这种高地底构造的布局，假设发生处理液的漏液且积存于腔室11的底壁11a，也能确实地防止所述处理液与衬底处理部SP接液。因此，基座部件17未必由树脂材料构成，能通过由具有比底壁11a高刚性的材料构成，而以基座部件17的载置面为基准基座，在所述载置面上设置衬底处理部SP。因此，考虑到处理部的耐药品性，能以比用树脂材料构成底壁的以往装置优异的保养性设置衬底处理部SP。另外，通过在铅直方向Z上将衬底处理部SP设置在比底壁11a高的位置，而无需在衬底处理部SP安装用来事先防止因处理液引起的不良影响的盖等追加构成。结果，尽管将使用药液作为处理液而处理衬底W的衬底处理部SP配置在腔室11的内部空间12，也能避免因处理液的漏液引起的不良影响，且以低成本及良好的保养性对衬底进行衬底处理。
在所述实施方式中，电动机安装部位171及旋转夹盘安装部位172分别相当于本发明的“第1保持部位”及“第2保持部位”的一例。
另外，本发明不限定于所述实施方式，只要不脱离其主旨就能对所述内容施加各种变更。例如，在所述实施方式中，在衬底处理装置1中，将本发明应用于具有在基座部件17的上表面设置衬底处理部SP的高底板构造的衬底处理装置。另外，在所述实施方式中，将本发明应用于具有旋转杯部31的衬底处理装置。另外，在所述实施方式中，将本发明应用于具有上表面保护加热机构4、氛围分离机构6、定心机构8及衬底观察机构9的衬底处理装置。然而，例如如日本专利第5437168号所记载般，能将本发明应用于不具有所述构成的衬底处理装置，也就是在腔室11的内部空间12对衬底W的周缘部供给处理液而处理所述周缘部的衬底处理装置。
另外，将本发明应用于作为“衬底处理”的一例执行斜面处理的衬底处理装置，但是也能将本发明应用于通过向旋转的衬底供给处理液而对衬底实施衬底处理的衬底处理装置全体。
以上，已依照特定的实施例对发明进行说明，但是所述说明并非意欲以限定的意义进行解释。如果参考发明的说明，那么与本发明的其它实施方式同样，精通所述技术者将明瞭所揭示的实施方式的各种变化例。因此，认为附加的权利要求范围在不脱离发明的真实范围的范围内，包含所述变化例或实施方式。
所述发明能应用于对在腔室的内部空间中旋转的衬底供给处理液而实施衬底处理的衬底处理装置全体。
[符号说明]
1 衬底处理装置
2 保持旋转机构
2A衬底保持部
2B旋转机构
5处理机构
11腔室
11a底壁
11a1钻孔部
11b1搬送用开口
11d1保养用开口
11g(腔室的)中心
12内部空间
16基座支撑部件
17基座部件
21旋转夹盘
22旋转轴部
23电动机
24动力传递部
231(电动机的)旋转轴
241第1滑轮
242第2滑轮
243 环形带
AX 旋转轴
TP搬送路径
VL1第1假想水平线
VL2第2假想水平线
W衬底。

Claims (7)

1.一种衬底处理装置，特征在于具备：
腔室，具有内部空间；
衬底保持部，在所述内部空间的指定处理位置，能一边将衬底大致水平保持一边绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转；
旋转机构，使所述衬底保持部绕所述旋转轴旋转；及
处理机构，通过对保持在利用所述旋转机构而旋转的所述衬底保持部的所述衬底供给处理液而对所述衬底实施衬底处理；且
所述腔室具有：搬送用开口，用来在所述腔室的外部与所述衬底保持部之间沿着搬送路径搬送所述衬底；及保养用开口，隔着所述衬底保持部设置在所述搬送用开口的相反侧；
所述旋转机构具有：电动机，产生用来使所述衬底保持部旋转的旋转驱动力；及
动力传递部，通过连结所述电动机及所述衬底保持部而将由所述电动机产生的所述旋转驱动力传递到所述衬底保持部；
通过将所述电动机及所述动力传递部配置为相对于所述衬底保持部位于所述搬送用开口的相反侧，且面向所述保养用开口，而能从外部经由所述保养用开口对所述旋转机构进行接取。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中
在从所述腔室的上方俯视时，所述衬底保持部在所述搬送路径上配置在比所述内部空间的中心朝所述搬送用开口侧偏移的处理位置。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中
在从所述腔室的上方俯视时，所述搬送用开口、所述衬底保持部、所述动力传递部、所述电动机及所述保养用开口依序与所述搬送路径平行地配置。
4.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其中
所述电动机具有伴随所述旋转驱动力的产生而旋转的旋转轴，且以使所述旋转轴朝铅直下方延设的姿势配置；
所述动力传递部具有安装在所述旋转轴的第1滑轮、安装在所述衬底保持部的下端部的第2滑轮、及架设在所述第1滑轮及所述第2滑轮之间的环形带；
能经由所述保养用开口对所述环形带进行接取。
5.根据权利要求4所述的衬底处理装置，其中
所述电动机配置为，在与所述搬送路径平行的水平方向上，能经由所述保养用开口调整与所述衬底保持部的距离。
6.根据权利要求4所述的衬底处理装置，还具备：
多个基座支撑部件，从所述腔室的底壁朝铅直上方立设；
基座部件，在从所述底壁朝上方隔开的隔开位置，由所述多个基座支撑部件的上端部支撑；且
所述基座部件具有：第1保持部位，以使所述电动机的旋转轴从所述底壁朝上方隔开且朝向所述底壁从所述基座部件的下表面垂下的姿势，保持所述电动机；及第2保持部位，以使所述衬底保持部的下方端部从所述底壁朝上方隔开且朝向所述底壁从所述基座部件的下表面垂下的姿势，保持所述衬底保持部；
所述第1滑轮安装在所述旋转轴的下端部；
所述第2滑轮安装在所述衬底保持部的下方端部；
所述环形带配置在所述基座部件的下方。
7.根据权利要求6所述的衬底处理装置，其中
在所述底壁中，在与所述衬底保持部的下方端部对向的区域设置着钻孔部。
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