JP2002368066A

JP2002368066A - 処理装置

Info

Publication number: JP2002368066A
Application number: JP2001170868A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mori; 浩一森
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を回転させていない状態および基板を低
速で回転させた状態において基板を確実に保持すること
ができる処理装置を提供する。【解決手段】処理装置の一実施形態である洗浄処理ユ
ニット（ＣＬＵ）２１ａは、ウエハＷを略水平に保持す
る保持部材２５ａが取り付けられた回転自在なスピンプ
レート２６を具備する。保持部材２５ａは、支柱３３
と、ウエハＷを保持する保持部６２ｂが形成された可動
ピン６２と、重錘６３ｂを有する重錘体６３とを有す
る。可動ピン６２は、保持部６２ｂにウエハＷが載置さ
れた際にウエハＷの自重によってウエハＷにウエハＷを
保持する押圧力が加わるように回動する。また、スピン
プレート２６を回転させた際には、重錘６３ｂは遠心力
によって回転の外側へ移動して可動ピン６２に当接し、
保持部６２ｂがウエハＷを保持する押圧力の大きさを増
大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやＬ
ＣＤ基板等の各種基板に対して液処理等の所定の処理を
施す処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体デバイスの製造工程にお
いては、基板としての半導体ウエハ（ウエハ）を所定の
薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハからパー
ティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーシ
ョン、エッチング処理後のポリマー等を除去するウエハ
洗浄装置が使用されている。このようなウエハ洗浄装置
としては、略水平に保持されたウエハを回転させて洗浄
処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。

【０００３】この枚葉式のウエハ洗浄装置においては、
最初に、ウエハを回転自在なスピンプレート上に載置し
て、ウエハを回転させながらウエハに所定の処理液を供
給し、このとき必要に応じてブラシ等をウエハの表面に
当接させて洗浄処理が行われる。次に、洗浄液を供給す
ることなくウエハを高速回転させることによってウエハ
に付着した洗浄液を振り切り、ウエハを乾燥させる。

【０００４】洗浄処理中のウエハのスピンプレートへの
保持方法の１つとして、いわゆるバランサーと呼ばれる
保持治具を用いた保持方法が知られている。このバラン
サーは、スピンプレートの回転によって生ずる遠心力を
利用してウエハを保持する。例えば、バランサーは、ス
ピンプレートに載置したウエハの周縁部に当接する当接
部と、この当接部と連結された重り部とを有しており、
スピンプレートを回転させた際に、重り部が遠心力によ
って外側へ移動することによって、当接部はウエハの端
面に接してウエハの端面から内側へ向かう押圧力を加え
る。ウエハはこの押圧力によって保持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たバランサーを用いた場合には、スピンプレートを回転
させていない状態では保持部はウエハへ押圧力を与え
ず、また、スピンプレートを低速で回転させた状態では
保持部からウエハに掛かる押圧力は小さいために処理中
にウエハの位置がスピンプレート上でずれてしまうこと
がある。この場合には、例えば、基板上に液膜を形成す
ることができず、均一な処理を行うことができなくなる
おそれがある。

【０００６】また、基板処理のスループットを向上させ
るためにスピンプレートを急加速して回転または停止さ
せた場合には、バランサーによる基板を保持する押圧力
の大きさがこのようなスピンプレートの急激な回転数の
変化に追従できずに、基板の位置ずれが生ずるおそれが
ある。

【０００７】処理中に基板の位置がずれた場合には、ス
ピンプレート上から基板を搬出する際に基板の形状を基
準としてスピンプレートを停止させると、基板を搬送す
るための搬送アームが基板を受け取るために基板に接近
した際に、搬送アームがバランサー等に衝突するおそれ
がある。また、バランサー等の位置を基準としてスピン
プレートを停止させると、搬送アームは基板を予め決め
られた状態で基板を保持することができない。この場合
において、例えば、基板の所定位置に基板に関する情報
がマーキングされており、このマーキングの情報を読み
取った後に基板を容器に収納する場合には、このマーキ
ングの情報を読み取ることができなくなるという問題を
生ずる。これに対して、基板の位置がずれないように、
スピンプレートの回転数を緩やかに変化させたのでは、
スループットを向上させることは困難である。

【０００８】さらに、基板を保持治具（バランサーに限
らない）を用いて一定の場所で保持させた場合には、基
板において保持治具が常時当接していた部分には処理が
施されないため、基板全体にわたって均一な処理を行う
ことが困難となっている。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、基板を回転させていない状態および基板を低速
で回転させた状態において基板を確実に保持することが
できる処理装置を提供することを目的とする。また、本
発明は、回転処理時の基板の位置ずれの発生を防止した
処理装置を提供することを目的とする。さらに、本発明
は、基板全体にわたって均一な処理を施すことができる
処理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は第１発明として、基板に所定の処理を施す
処理装置であって、基板の周縁部の所定位置において基
板を略水平に保持する複数の保持部材を具備し、前記保
持部材は、ベース部と、基板を保持する保持部が形成さ
れ、前記ベース部の上方に前記ベース部に対して移動可
能に取り付けられたピン部材と、を有し、前記ピン部材
は前記保持部に基板が載置された際に前記基板の自重に
よって前記保持部から前記基板に対して前記基板の端面
から内側に向かう押圧力が加わるように移動することを
特徴とする処理装置、を提供する。

【００１１】本発明は第２発明として、基板に所定の処
理を施す処理装置であって、基板の周縁部の所定位置に
おいて基板を略水平に保持する複数の保持部材と、前記
保持部材に保持された基板を回転させる回転手段と、を
具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板を保持する
保持部が形成され、前記ベース部の上方に前記ベース部
に対して移動可能に取り付けられたピン部材と、前記ベ
ース部に対して移動可能に取り付けられた重錘と、を有
し、前記ピン部材は、前記保持部に基板が載置された際
に前記基板の自重によって前記保持部から前記基板に対
して前記基板の端面から内側に向かう押圧力を加えるよ
うに移動し、前記重錘は、前記基板を回転させた際に前
記重錘に掛かる遠心力によって回転の外側へ移動して、
前記押圧力を増大させるように前記ピン部材に力を加え
ることを特徴とする処理装置、を提供する。

【００１２】本発明は第３発明として、基板に所定の処
理を施す処理装置であって、基板の周縁部の所定位置に
おいて基板を略水平に保持する複数の保持部材からなる
２組の保持手段と、前記保持手段の１組ごとに前記保持
部材の基板保持動作と基板解放動作を制御する動作制御
機構と、を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板
を保持する保持部が形成され、前記ベース部の上方に前
記ベース部に対して移動可能に取り付けられたピン部材
と、を有し、前記動作制御機構を駆動することによって
前記保持部が基板を保持する保持位置と基板から離隔す
る退避位置との間で移動可能であることを特徴とする処
理装置、を提供する。

【００１３】本発明は第４発明として、基板に所定の処
理を施す処理装置であって、基板の周縁部の所定位置に
おいて基板を略水平に保持する複数の保持部材からなる
２組の保持手段と、前記保持手段の１組ごとに前記保持
部材の基板保持動作と基板解放動作を制御する動作制御
機構と、を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板
を保持する保持部が形成され、前記動作制御機構の駆動
によって前記保持部が基板を保持する保持位置と基板か
ら離隔する退避位置との間で移動することができるよう
に、前記ベース部の上方に前記ベース部に対して移動可
能に取り付けられたピン部材と、前記ベース部に対して
移動可能に取り付けられた重錘と、を有し、前記ピン部
材は、前記保持部に基板が載置された際に前記基板の自
重によって前記保持部から前記基板に対して前記基板の
端面から内側に向かう押圧力を加えるように移動し、前
記重錘は、前記基板を回転させた際に前記重錘に掛かる
遠心力によって回転の外側へ移動して、前記押圧力を増
大させるように前記ピン部材に力を加えることを特徴と
する処理装置、を提供する。

【００１４】このような本発明の処理装置によれば、基
板を回転させない状態または基板を低速で回転させた状
態において、保持部材によって確実に基板を保持して基
板の位置ずれを防止することができる。本発明の処理装
置においては、基板の自重を利用して基板を保持するた
めに、保持部材の形状が簡単であり、また必要とする部
品点数を低減することができる。さらに、基板を高速回
転させた際には、保持部材に作用する遠心力によってよ
り強い力で基板を保持することができるために、基板の
急加速回転および急加速停止を可能とし、スループット
を向上させることができる。さらにまた、処理の途中で
使用する保持部材を切り替えることで、基板全体にわた
って均一な処理を施すことが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の処理装置の実施の
形態について図面を参照しながら説明する。本発明の処
理装置は、基板を略水平に保持して基板に所定の処理を
施す装置、例えば、洗浄処理装置や塗布膜形成装置、現
像処理装置等として用いることができるが、本実施の形
態においては、半導体ウエハ（ウエハ）の両面を同時に
洗浄処理する洗浄処理ユニットを備えた洗浄処理システ
ムについて説明する。

【００１６】図１は洗浄処理システム１の概略構造を示
す平面図であり、図２はその側面図である。これら図１
および図２に示されるように、洗浄処理システム１は、
ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す
洗浄処理部３と、洗浄処理部３に対してウエハＷを搬入
出する搬入出部２から構成されている。搬入出部２は、
複数枚、例えば２５枚のウエハＷが所定の間隔で略水平
に収容可能な容器（フープＦ）を載置するための載置台
１１が設けられたイン・アウトポート４と、載置台１１
に載置されたフープＦと洗浄処理部３との間でウエハの
受け渡しを行うウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１３が備えら
れたウエハ搬送部５と、から構成されている。

【００１７】フープＦにおいてウエハＷはフープＦの１
側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体
が設けられている。また、ウエハＷを所定間隔で保持す
るための棚板が内壁に設けられており、ウエハＷを収容
するスロット１〜スロット２５が形成されている。ウエ
ハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものと
する）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側と
なっている面をいうものとする）となっている状態で各
スロットに１枚ずつ収容される。

【００１８】イン・アウトポート４の載置台１１上に
は、例えば、３個のフープＦを水平面のＹ方向に並べて
所定位置に載置することができるようになっている。フ
ープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４
とウエハ搬送部５との境界壁９１側に向けて載置され
る。境界壁９１においてフープＦの載置場所に対応する
位置には窓部９２が形成されており、窓部９２のウエハ
搬送部５側には窓部９２をシャッター等により開閉する
窓部開閉機構１２が設けられている。

【００１９】この窓部開閉機構１２は、フープＦに設け
られた蓋体もまた開閉することが可能であり、窓部９２
の開閉と同時にフープＦの蓋体をも開閉する。窓部開閉
機構１２は、フープＦが載置台の所定位置に載置されて
いないときには動作しないようにインターロックを設け
ることが好ましい。窓部９２を開口してフープＦのウエ
ハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ
搬送部５に配設されたウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１３の
フープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を
行うことが可能な状態となる。窓部９２の上部には図示
しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に
収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出す
ることができるようになっている。このようなウエハ検
査装置は、窓部開閉機構１２に装着させることも可能で
ある。

【００２０】ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装
置（ＣＲＡ）１３は、Ｙ方向とＺ方向に移動可能であ
り、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成さ
れている。また、ウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１３はウエ
ハＷを把持する搬送アーム１３ａを有し、この搬送アー
ム１３ａはＸ方向にスライド自在となっている。こうし
て、ウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１３は、載置台１１に載
置された全てのフープＦの任意の高さのスロットにアク
セスし、また、洗浄処理部３に配設された２台のウエハ
受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ・１４ｂにアクセスし
て、イン・アウトポート４側から洗浄処理部３側へ、逆
に洗浄処理部３側からイン・アウトポート４側へウエハ
Ｗを搬送することができるようになっている。

【００２１】洗浄処理部３は、ウエハ搬送部５との間で
ウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載
置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ・１
４ｂと、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４
台の洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ〜２１ｄと、洗
浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレー
トユニット（ＨＰ）１６ａ〜１６ｃおよび加熱されたウ
エハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｄからな
る加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６と、ウエハ受渡ユ
ニット（ＴＲＳ）１４ａ・１４ｂおよび洗浄処理ユニッ
ト（ＣＬＵ）２１ａ〜２１ｄならびに加熱／冷却部（Ｈ
Ｐ／ＣＯＬ）１６の全てのユニットにアクセス可能に配
設され、これらの各ユニット間でウエハＷの搬送を行う
主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）１５と、を有している。

【００２２】洗浄処理部３には、洗浄処理システム１全
体を稼働させるための電源である電装ユニット（ＥＢ）
１８と、洗浄処理システム１内に配設された各種ユニッ
トおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機
械制御ユニット（ＭＣＢ）１９と、洗浄処理ユニット
（ＣＬＵ）２１ａ〜２１ｄに送液する所定の洗浄液を貯
蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７とが配設されて
いる。電装ユニット（ＥＢ）１８は図示しない主電源と
接続される。洗浄処理部３の天井部には、ウエハＷを取
り扱う各ユニットおよび主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）１
５に、清浄な空気をダウンフローするためのフィルター
ファンユニット（ＦＦＵ）２０が配設されている。

【００２３】薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７と電装ユ
ニット（ＥＢ）１８と機械制御ユニット（ＭＣＢ）１９
を洗浄処理部３の外側に設置することによって、または
外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）か
らウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ・１４ｂと主ウ
エハ搬送装置（ＰＲＡ）１５と加熱／冷却部（ＨＰ／Ｃ
ＯＬ）１６のメンテナンスを容易に行うことが可能であ
る。

【００２４】図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４
ａ・１４ｂと、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ・
１４ｂのＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）
１５および加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６の概略配
置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）
１４ａ・１４ｂは上下２段に積み重ねられて配置されて
おり、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１
４ａは、イン・アウトポート４側から洗浄処理部３側へ
搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段の
ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ｂは、洗浄処理部３
側からイン・アウトポート４側へ搬送するウエハＷを載
置するために用いることができる。

【００２５】フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２０
からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（Ｔ
ＲＳ）１４ａ・１４ｂを通ってウエハ搬送部５に向けて
流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部
５から洗浄処理部３へのパーティクル等の侵入が防止さ
れ、洗浄処理部３の清浄度が保持されるようになってい
る。

【００２６】主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）１５は、Ｚ方
向に延在し、垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の
側面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側
に筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられ
たウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１は
モータ５３の回転駆動力によって回転可能となってお
り、それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転され
るようになっている。

【００２７】ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬
送基台５４に沿って前後に移動可能な３本の主ウエハ搬
送アーム５５・５６・５７とを備えており、主ウエハ搬
送アーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５
１ｃを通過可能な大きさを有している。これら主ウエハ
搬送アーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵された
モータおよびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移
動することが可能となっている。ウエハ搬送体５２は、
モータ５８によってベルト５９を駆動させることにより
昇降するようになっている。なお、符号６０は駆動プー
リー、６１は従動プーリーである。

【００２８】加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６におい
ては、ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯ
Ｌ）１６ｄが１台配設され、その上に強制加熱／自然冷
却を行うホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａ〜１６
ｃが３台積み重ねられて配設されている。なお、ウエハ
受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ・１４ｂの上部の空間に
加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６を設けることも可能
である。この場合には、図１に示される加熱／冷却部
（ＨＰ／ＣＯＬ）１６の位置をその他のユーティリティ
空間として利用することができる。

【００２９】洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ〜２１
ｄは、上下２段で各段に２台ずつ配設されている。図１
に示されるように、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ
・２１ｃと洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ｂ・２１ｄ
とは、その境界をなしている壁面９３に対して対称な構
造を有しているが、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ
〜２１ｄを構成する各種の機構の動作に違いはない。そ
こで、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａを例として、
その構造について詳細に以下に説明することとする。

【００３０】図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ
の概略構造を示す平面図、図５と図６はともに洗浄処理
ユニット（ＣＬＵ）２１ａ内に配設された処理カップ２
２とその内部の構造を示した概略断面図であり、図５は
ウエハＷの洗浄処理時の状態を示し、また、図６はウエ
ハＷの搬入出時の状態を示している。

【００３１】洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａにおい
ては、主ウエハ搬送アーム５５〜５７が進入または退出
するための窓部９４が境界壁９３側に形成されており、
この窓部９４は図示しないシャッターによって開閉可能
となっている。また、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１
ａは、処理カップ２２と、処理カップ２２内に保持され
たウエハＷの表面を覆うように配置および移動可能な蓋
体８０と、を有している。

【００３２】処理カップ２２の内側には、ウエハＷを略
水平に保持するスピンチャック２３が設けられ、ステー
ジ２４がスピンチャック２３に保持されたウエハＷの下
側に位置するように設けられている。スピンチャック２
３は、スピンプレート２６と、スピンプレート２６の周
縁の３箇所にそれぞれ等間隔に取り付けられた保持部材
２５ａおよび支持ピン２５ｂと、図示しない回転機構に
よって回転自在である中空状の回転軸２７とを有してい
る。

【００３３】図７は保持部材２５ａの構造とその動作形
態を示す説明図である。保持部材２５ａは、スピンプレ
ート２６に固定された２本の支柱３３（紙面手前側に位
置する支柱については図示せず）と、支柱３３間に架橋
された回転軸３３ａと、可動ピン６２と、重錘体６３と
を有している。可動ピン６２の上部には底面６４ａと崖
壁面６４ｂを有する断面略Ｌ字型の保持部６２ｂが形成
され、また、可動ピン６２には貫通孔６２ａが形成され
ている。

【００３４】重錘体６３は、下方に位置する重錘６３ｂ
と、可動ピン６２の内側の側面に対向する壁面６７およ
び壁面６７と直交する壁面とを有する壁部材６３ｃとを
有しており、壁面６７と直交する壁面には貫通孔６３ａ
が形成されている。回転軸３３ａは貫通孔６２ａ・６３
ａを通り、可動ピン６２と重錘体６３は回転軸３３ａに
釣支されるとともに、回転軸３３ａ回りに回転自在とな
っている。

【００３５】支持ピン２５ｂは、図５に示すように、柱
部材６５の上部に断面略Ｌ字型の底面６６ａおよび崖壁
面６６ｂを有する保持部６５ｂが形成された構造を有す
る。柱部材６５はスピンプレート２６に固定されてい
る。後述するように、保持部材２５ａのみでもウエハを
支持し、かつ、保持することができる。支持ピン２５ｂ
はウエハＷを補助的に支持する役割を果たす。

【００３６】保持部材２５ａにウエハＷが載置されてい
ない状態においては、図７（ａ）に示すように、可動ピ
ン６２と重錘体６３はともに回転軸３３ａに釣支されて
自重によってバランスを取った姿勢に保持される。可動
ピン６２に形成された保持部６２ｂの底面６４ａにウエ
ハＷが当接するようにウエハＷを載置すると、図７
（ｂ）に示すように、ウエハＷの自重によって底面６４
ａが下方へ押し付けられることで可動ピン６２は所定角
度回転した姿勢となり、このときに崖壁面６４ｂがウエ
ハＷの端面に当接して、ウエハＷの端面からウエハＷの
内側（中央）へ向けて押圧力Ｇ１を加えた状態となる。
この押圧力Ｇ１がウエハＷを保持する力となる。

【００３７】このように、可動ピン６２の保持部６２ｂ
にウエハＷが載置された際には、ウエハＷは、３箇所に
設けられた保持部材２５ａのそれぞれの崖壁面６４ｂか
らウエハＷの端面から中央へ向かう押圧力Ｇ１を受ける
ことで、可動ピン６２に保持される。可動ピン６２の姿
勢がこのように変化しても、重錘体６３の姿勢は変化し
ない。

【００３８】スピンプレート２６が静止している図７
（ｂ）の状態から、スピンプレート２６を回転させる
と、重錘体６３の下部に位置する重錘６３ｂが遠心力を
受けて回転の外側へ向けて移動することで、重錘体６３
は回転軸３３ａを回転中心として所定角度回転し、図７
（ｃ）または図７（ｄ）に示すように傾斜した姿勢へと
変化する。

【００３９】スピンプレート２６を回転させても、その
回転数が小さい場合には、図７（ｃ）に示すように、壁
部材６３ｃの壁面６７は可動ピン６２の内側の側面に当
接せず、重錘体６３が可動ピン６２に力を加えることは
ない。しかし、スピンプレート２６の回転数を上げる
と、図７（ｄ）に示すように、重錘６３ｂに掛かる遠心
力が大きくなって重錘体６３の傾きが大きくなり、壁部
材６３ｃの壁面６７が可動ピン６２の下部に当接して、
可動ピン６２に力Ｇ１１を加えるようになる。

【００４０】重錘体６３が可動ピン６２の下部に加える
力Ｇ１１は回転の外側を向いている力であるが、可動ピ
ン６２が回転軸３３ａを中心として回転自在であるため
に、この力Ｇ１１は、保持部６２ｂがウエハＷを押圧す
る力となる。図７（ｄ）に示した押圧力Ｇ２は図７
（ｂ）・（ｃ）に示した押圧力Ｇ１よりも大きく、押圧
力Ｇ２は、スピンプレート２６を回転数を大きくするほ
ど大きくなる。

【００４１】このように、スピンチャック２３はスピン
チャック２３を回転させない場合と低速で回転させる場
合においては、可動ピン６２の姿勢変化によって所定の
押圧力でウエハＷを保持することができるために、洗浄
処理中のウエハＷの位置ずれの発生を防止することが可
能である。また、スピンプレート２６の回転数を上げた
場合には、重錘体６３に作用する遠心力によって可動ピ
ン６２の保持部６２ｂがウエハＷを保持する押圧力が強
くなるために、スピンプレート２６を高速回転させた場
合にウエハＷがスピンプレート２６から脱離する事故の
発生を防止することができる。さらに、ウエハＷは可動
ピン６２の保持部６２ｂから常に所定の押圧力を受けて
いるために、スピンプレート２６を急加速回転または急
停止させても、ウエハＷが滑る等して位置がずれること
が防止される。

【００４２】スピンプレート２６の下方には、回転軸２
７を囲繞するように階段状のカバー２８が設けられてお
り、このカバー２８は台座２９に固定されている。カバ
ー２８の内周側には排気口３１が形成されており、図示
しない排気ポンプ等によって処理カップ２２内の空気を
吸引することで、スピンチャック２３の回転によって発
生するパーティクル等がウエハＷの上方へ舞い上がるの
を防止し、また、ウエハＷから振り切られる洗浄液に起
因して発生するミスト等の処理カップ２２外への拡散を
防止している。

【００４３】ステージ２４は、主に、ステージ本体部３
６と、ステージ本体部３６の上面を覆うようにネジ３４
によって取り付けられた円盤３５と、ステージ本体部３
６を支持する枢軸３７と、枢軸３７の下方に取り付けら
れた図示しない昇降機構から構成されており、この昇降
機構を動作させることで、ステージ２４を所定高さ上下
させることができるようになっている。

【００４４】スピンチャック２３と主ウエハ搬送アーム
５５〜５７との間でウエハＷの受け渡しを行う際には、
図６に示すように、ステージ本体部３６の下面に形成さ
れた円環状の突起部３６ａがスピンプレート２６の上面
に当接し、また、スピンプレート２６の上面に形成され
た円環状の突起部２６ａがステージ本体部３６の下面に
当接する位置（退避位置）にステージ２４を降下させた
状態とする。こうして、ウエハＷと円盤３５との間隙幅
を広くすることで、主ウエハ搬送アーム５５〜５７の進
入と退出が容易となる。

【００４５】ステージ本体部３６の上面側には円環状の
条溝３８が形成されており、円盤３５がこの条溝３８を
覆うことで空間３９が形成されている。また、ステージ
本体部３６の下側中央部には円柱状の凹部が形成され
て、この凹部に嵌合するように円柱部材４４が取り付け
られており、円柱部材４４の下面は枢軸３７の上面と接
合されている。円盤３５とステージ本体部３６と円柱部
材４４のほぼ中央を貫通するように洗浄液供給孔４１が
形成されており、円柱部材４４に取り付けられた洗浄液
供給管４５ａ〜４５ｃから所定の洗浄液が洗浄液供給孔
４１に供給され、円盤３５の表面とウエハＷとの間隙に
洗浄液が供給される。

【００４６】洗浄液としては、例えば、アンモニア水
（ＮＨ_４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）と純水（Ｄ
ＩＷ）との混合物であって、主にパーティクル除去用と
して用いられる通称、ＳＣ−１と呼ばれる薬液や、フッ
化水素（ＨＦ）を所定量含む水溶液であって、主に酸化
膜除去に用いられる、通称、ＤＨＦと呼ばれる薬液、お
よび、純水（ＤＩＷ）が用いられる。洗浄処理ユニット
（ＣＬＵ）２１ａにおいては、洗浄液供給管４５ａから
ＳＣ−１が、洗浄液供給管４５ｂから純水（ＤＩＷ）
が、洗浄液供給管４５ｃからＤＨＦが、それぞれ供給さ
れる。洗浄液供給管４５ａ〜４５ｃには、それぞれにヒ
ータを取り付けて、送液する薬液を温調することができ
る構成とすることが好ましい。図６においては、洗浄液
供給管４５ａ〜４５ｃの細部の図示を省略している。

【００４７】空間３９において、円盤３５の裏面にはヒ
ータ４６が取り付けられており、このヒータ４６によっ
て、円盤３５とウエハＷとの間隙に供給された洗浄液の
温度調節を行うことが可能となっている。ヒータ４６へ
電力を供給するためのケーブル４７は、空間３９と枢軸
３７の中空部とを連通するように形成された電気配線孔
４２に通されている。

【００４８】ステージ２４においては、空間３９と枢軸
３７の中空部とを連通するようにガス供給孔４３が形成
され、ガス供給孔４３にはガス供給管４８が取り付けら
れている。このガス供給孔４３を利用して空間３９に乾
燥した窒素ガス等の不活性ガスを供給することで、ネジ
３４と円盤３５との隙間等から、円盤３５とステージ本
体部３６とのシール部４９を介して空間３９へ洗浄液が
進入することを防止できるようになっている。

【００４９】処理カップ２２は、図示しない昇降機構に
よって昇降自在な内側カップ２２ａと、固定されたアン
ダーカップ２２ｂとから構成されている。内側カップ２
２ａは、ウエハＷの洗浄処理時には図５に示す位置（上
段位置）に保持され、ウエハＷから振り切られる洗浄液
が外部に飛散することを防止する。また、主ウエハ搬送
アーム５５〜５７とスピンチャック２３との間でのウエ
ハＷの受け渡しが行われる際には、図６に示した位置
（下段位置）に保持されて、主ウエハ搬送アーム５５〜
５７の進入および退出を可能とする。アンダーカップ２
２ｂの底部には、排気および洗浄液を排出するためのド
レイン３２が設けられている。

【００５０】前述したように、洗浄液としてＳＣ−１、
ＤＨＦ、純水（ＤＩＷ）を用いる場合には、ＳＣ−１は
アンモニアを含むアルカリ性水溶液であり、一方のＤＨ
Ｆはフッ化水素を含む酸性水溶液であることから、ドレ
イン３２から洗浄液を回収する際には、少なくともＳＣ
−１とＤＨＦの化学反応を回避するために、排液経路を
切り替えて、これらを分別回収することができるように
することが好ましい。

【００５１】蓋体８０は、ウエハＷの洗浄処理を行わな
い状態においては、図４に示すように、処理カップ２２
の上方から離れた位置に退避した状態にある。蓋体８０
は蓋体保持アーム８２によって保持され、この蓋体保持
アーム８２は、ガイド８４と嵌合しているアーム保持部
材８３と連結されている。アーム保持部材８３は図示し
ない駆動機構によってガイド８４に沿ってＸ方向にスラ
イド可能であり、さらに、図示しない昇降機構によって
蓋体８０はＺ方向に昇降可能である。

【００５２】蓋体８０の略中心部には、スピンチャック
２３に保持されたウエハＷの表面に所定の洗浄液を供給
するための洗浄液供給孔８１が形成されいる。ウエハＷ
の洗浄処理時には、図５に示すように、蓋体８０はウエ
ハＷの表面と蓋体８０の裏面との間隙が所定幅となるよ
うに位置決めされて保持される。この状態において、蓋
体８０の略中心に設けられた洗浄液供給孔８１から所定
の洗浄液をスピンチャック２３に保持されたウエハＷの
表面に供給する。

【００５３】蓋体８０の内部にヒータを内蔵させること
で、ウエハＷに供給された薬液の温度調節を行うことが
可能である。また、洗浄液供給孔８１へ温調された洗浄
液を供給することも好ましい。洗浄液を所定の温度に保
持することで、洗浄液の性能を引き出し、より高精度な
洗浄処理を行うことが可能となる。

【００５４】次に、上述した洗浄処理システム１を用い
たウエハＷの洗浄処理工程の一実施形態について以下に
説明する。ここで、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４
ａは、イン・アウトポート４側から洗浄処理部３側へ搬
送するウエハＷを載置するために用い、ウエハ受渡ユニ
ット（ＴＲＳ）１４ｂは、洗浄処理部３側からイン・ア
ウトポート４側へ搬送するウエハＷを載置するために用
いるものとする。

【００５５】最初に、表面が上面となっている状態で所
定枚数のウエハＷが収容されているフープＦを載置台１
１に載置する。次に、窓部開閉機構１２によって窓部９
２およびフープＦの蓋体が開口された状態において、フ
ープＦ内の所定のスロットにあるウエハＷをウエハ搬送
装置（ＣＲＡ）１３を用いてフープＦから搬出し、ウエ
ハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａに搬送し、その場に載
置する。続いて、主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）１５がウ
エハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａからウエハＷを搬出
し、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａ〜２１ｄのいず
れか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａに搬
入する。

【００５６】洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１ａに搬入
されたウエハＷは、保持部材２５ａと支持ピン２５ｂに
よって支持され、保持部材２５ａにおいてはウエハＷの
自重によって可動ピン６２が所定角度傾斜してウエハＷ
を保持する。図５に示した状態となるように、蓋体８０
とステージ２４とを位置合わせして、最初に、洗浄液供
給孔４１から円盤３５とウエハＷの間隙にＳＣ−１を供
給して円盤３５とウエハＷとの間隙にＳＣ−１の層を形
成し、また、洗浄液供給孔８１から蓋体８０とウエハＷ
との間隙にＳＣ−１を供給して蓋体８０とウエハＷとの
間隙にＳＣ−１の層を形成する。

【００５７】ＳＣ−１の層が形成されたらＳＣ−１の供
給を停止して、スピンチャック２３を回転させることな
くウエハＷの表裏面がＳＣ−１に接した状態で所定時間
放置するか、または、ウエハＷの上下に形成されたＳＣ
−１の層の形態が崩れない限りにおいてスピンチャック
２３を低速で回転させて所定時間放置する。スピンチャ
ック２３を停止させた状態および低速で回転させた状態
のいずれの場合においても、ウエハＷはウエハＷの自重
による可動ピン６２の姿勢変化によって可動ピン６２に
保持されていることから、位置ずれを起こすことがな
い。こうしてＳＣ−１の層を安定して形成し、均一な液
処理を行うことができる。

【００５８】次に、円盤３５とウエハＷの間隙および蓋
体８０とウエハＷとの間隙に純水（ＤＩＷ）を供給して
ＳＣ−１をそれぞれの間隙から流し出すとともに、ウエ
ハＷの表裏面をリンス処理する。続いて、スピンチャッ
ク２３を所定の回転数で回転させることにより、ウエハ
Ｗの表面から純水（ＤＩＷ）を除去する。その後にＤＨ
Ｆを円盤３５とウエハＷの間隙および蓋体８０とウエハ
Ｗとの間隙に供給し、これらの間隙にＤＨＦの層を形成
して所定時間保持する。

【００５９】ＤＨＦによる所定時間の液処理が終了した
ら、円盤３５とウエハＷの間隙および蓋体８０とウエハ
Ｗとの間隙に純水（ＤＩＷ）を供給してＤＨＦをそれぞ
れの間隙から流し出し、ウエハＷを十分に純水（ＤＩ
Ｗ）でリンス処理する。このリンス処理が終了したら、
蓋体８０を図４に示した位置へ退避させ、かつ、ステー
ジ２４を図６に示した位置へ退避（降下）させて、スピ
ンチャック２３を所定の回転数、例えば、約５０００ｒ
ｐｍで回転させてウエハＷから純水（ＤＩＷ）を振り切
る。こうしてウエハＷの表裏面の洗浄処理が終了する。

【００６０】上述したＳＣ−１による液処理後に行われ
るリンス処理の後と、ＤＨＦによる液処理後に行われる
リンス処理の後に、それぞれスピンチャック２３を回転
させた際には、重錘体６３が傾斜して可動ピン６２に力
を加えることで可動ピン６２の保持部６２ｂがウエハＷ
を保持する押圧力が大きくなるために、ウエハＷは一定
速度での回転時や加速時または減速時においても、位置
ずれを起こすことなく、確実に保持部６２ｂに保持され
る。さらに、ウエハＷは常に適切な押圧力で保持部６２
ｂに保持されていることから、スピンチャック２３の急
加速や急な減速を行うことが可能となり、スループット
を向上させることができる。

【００６１】洗浄処理が終了したウエハＷは、主ウエハ
搬送装置（ＰＲＡ）１５によって、ホットプレートユニ
ット（ＨＰ）１６ａ〜１６ｃのいずれかへ搬送され、そ
の場で加熱乾燥処理され、次いで冷却ユニット（ＣＯ
Ｌ）１６ｄに搬送されて冷却処理される。冷却処理が終
了したウエハＷは、主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）１５に
よって、冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｄからウエハ受渡
ユニット（ＴＲＳ）１４ｂへ搬送され、その場に載置さ
れる。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ｂに載置され
たウエハＷは、ウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１３によって
フープＦ内の所定のスロットに戻される。このような作
業をフープＦ内に収納された全てのウエハＷについて行
い、全てのウエハＷの処理が終了したら、フープＦを載
置台１１から次の処理を行う装置等へ搬送する。

【００６２】上述した洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２１
ａ〜２１ｄに用いられるスピンチャック２３について
は、種々にその構成を変更することができる。図８はス
ピンチャックの別の実施形態を示す概略断面図である。
スピンチャック２３ａが先に図５等に示したスピンチャ
ック２３と相違する点は、保持部材２５ａの構成要素で
ある重錘６３ｂに永久磁石６８がその磁極（Ｓ極／Ｎ
極）が所定の向きを向くように取り付けられ、また、カ
バー２８に所定の磁極を発生させるリング状の電磁石６
９が取り付けられている点である。この永久磁石６８と
電磁石６９が、可動ピン６２がウエハＷを保持する押圧
力の大きさを調節する押圧力調節機構７８として機能す
る。

【００６３】図９は、押圧力調節機構７８を動作させた
ときの保持部材２５ａの動作形態の一例を示す説明図で
ある。図９（ａ）は、図７（ｄ）と同様に、スピンチャ
ック２３を回転させて、重錘体６３が可動ピン６２に力
Ｇ１１を加えている状態を示している。この状態から、
図９（ｂ）に示すように、永久磁石６８の電磁石６９側
の磁極がＳ極の場合に、電磁石６９の永久磁石６８側が
Ｎ極となるように電磁石６９を動作させると、永久磁石
６８が電磁石６９に引き付けられるように、永久磁石６
８に力Ｂ１が作用する。この力Ｂ１は、重錘体６３が可
動ピン６２に加える力Ｇ１１の大きさを小さくする（力
Ｇ１２）ために、可動ピン６２がウエハＷを保持する押
圧力Ｇ２の大きさが小さくなる（押圧力Ｇ３）。

【００６４】このように永久磁石６８に力Ｂ１を作用さ
せることで、例えば、スピンチャック２３の高速回転に
よって重錘体６３が可動ピン６２に加える力が、必要以
上に大きくならないように適切な大きさに調節すること
が可能であり、これによって可動ピン６２がウエハＷを
保持する押圧力の大きさを調節することができる。永久
磁石６８の電磁石６９側の磁極がＮ極の場合には、電磁
石６９の永久磁石６８側の磁極をＳ極とすることによ
り、力Ｂ１を発生させることができる。

【００６５】図１０は、押圧力調節機構７８を動作させ
たときの保持部材２５ａの動作形態の別の例を示す説明
図である。図１０（ａ）は、図７（ｂ）と同様に、スピ
ンチャック２３を回転させていない状態で、可動ピン６
２がウエハＷの自重によって姿勢を変えて、ウエハＷを
押圧力Ｇ１によって保持した状態を示している。この状
態から、図１０（ｂ）に示すように、永久磁石６８の電
磁石６９側の磁極がＳ極の場合に、電磁石６９の永久磁
石６８側がＳ極となるように電磁石６９を動作させる
と、永久磁石６８は電磁石６９から遠ざかるように、永
久磁石６８に反発力Ｂ２が作用する。この反発力Ｂ２に
よって、重錘体６３が傾斜して壁面６７が可動ピン６２
の下部に力Ｇ１３を与えるようになる。この力Ｇ１３に
よって可動ピン６２がウエハＷを保持する押圧力Ｇ１の
大きさが大きくなる（押圧力Ｇ４）。

【００６６】このように永久磁石６８に反発力Ｂ２を作
用させることで、スピンチャック２３を回転させていな
い状態または低速回転させた状態において、可動ピン６
２がウエハＷを保持する押圧力の大きさを大きくして、
より強固にウエハＷを保持することが可能となる。永久
磁石６８の電磁石６９側の磁極がＮ極の場合には、電磁
石６９の永久磁石６８側の磁極をＮ極とすることによ
り、反発力Ｂ２を発生させることができる。電磁石６９
の位置は、図８〜図１０に示されるように永久磁石６８
の内側（スピンチャック２３の回転中心側）に限られ
ず、外側であってもよい。また、永久磁石６８と電磁石
６９の位置を互いに入れ替えてもよい。

【００６７】上述したスピンチャック２３・２３ａにお
いては、確実にウエハＷを保持してウエハＷの位置ずれ
を防止することができるが、ウエハＷにおいて可動ピン
６２に当接している裏面と端面の一部には洗浄液があた
り難いために、液処理が行われなくなる。このような液
処理が行われない部分をなくすために、意図的に、可動
ピン６２がウエハＷを保持する押圧力を弱めることでウ
エハＷとスピンチャック２３の回転数にずれを生じさせ
て、ウエハＷと可動ピン６２との当接部分をずらしたい
場合がある。

【００６８】もちろん、例えば、ウエハＷの所定位置に
そのウエハＷに関する情報がマーキングされており、こ
のマーキングの情報を読み取った後にウエハＷをフープ
Ｆに収納する場合には、液処理中にウエハＷの位置がず
れることによってウエハＷが所定の状態で搬送されなく
なり、このマーキングの情報が読み取れなくなるという
事態が生ずることは避けなければならない。しかし、こ
のような制約がない場合には、スピンチャック２３ａの
ように、可動ピン６２がウエハＷを保持する押圧力を調
節することができる押圧力調節機構７８を設けること
で、ウエハＷと可動ピン６２との当接部分をずらして、
液処理が行われない部分をなくすこともできる。

【００６９】図１１はスピンチャックのさらに別の実施
形態を示す概略平面図であり、図１２はその概略断面図
である。スピンチャック２３ｂは、等間隔に配置された
３個の保持部材７０ａからなる１組の保持機構７０と、
等間隔に配置された３個の保持部材７１ａからなる１組
の保持機構７１とを有している。

【００７０】保持部材７０ａは、スピンプレート２６に
固定された２本の支柱７２と、支柱７２間に架橋された
回転軸７２ａと、貫通孔７３ａが形成された可動ピン７
３とを有している。可動ピン７３の上部にはウエハＷを
保持するための断面略Ｌ字型の保持部７３ｂが形成さ
れ、可動ピン７３の下部には重錘７３ｃが取り付けられ
ている。回転軸７２ａは貫通孔７３ａを通り、可動ピン
７３は回転軸７２ａに釣支されるとともに、回転軸７２
ａ回りに回転自在となっている。重錘７３ｃには、永久
磁石７４が取り付けられており、カバー２８には永久磁
石７４へ所定の磁場を作用させるリング状の電磁石７５
が取り付けられている。電磁石７５は磁場制御装置７７
によって動作制御され、外周側と内周側に所定の磁極を
発生させることができるようになっている。

【００７１】同様に、保持部材７１ａは、スピンプレー
ト２６に固定された２本の支柱７２´と、支柱７２´間
に架橋された回転軸７２ａ´と、貫通孔７３ａ´が形成
された可動ピン７３´とを有している。可動ピン７３´
の上部にはウエハＷを保持するための断面略Ｌ字型の保
持部７３ｂ´が形成され、可動ピン７３´の下部には重
錘７３ｃ´が取り付けられている。回転軸７２ａ´は貫
通孔７３ａ´を通り、可動ピン７３´は回転軸７２ａ´
に釣支されるとともに、回転軸７２ａ´回りに回転自在
となっている。重錘７３ｃ´には、永久磁石７４´が取
り付けられている。

【００７２】図１３は、保持部材７０ａ・７１ａの動作
形態を示した説明図である。永久磁石７４は内側（スピ
ンチャック２３の中心側）がＳ極となっており、逆に、
永久磁石７４´は内側がＮ極となっている。可動ピン７
３・７３´は、電磁石７５が動作していない状態では、
自重によって回転軸７３ａによって釣支された状態とな
っている（図１３（ａ））。

【００７３】例えば、ウエハＷは、保持部材７０ａ・７
１ａのいずれかにのみ保持されるようにする。つまり、
図１３（ｂ）に示すように、例えば、磁場制御装置７７
によって電磁石７５の外周がＳ極となるように電磁石７
５を動作させると、保持部材７０ａについては、永久磁
石７４には電磁石７５に対して反発する力Ｂ３が作用す
る。こうして、可動ピン７３は、重錘７３ｃが電磁石７
５から離れて、反対に保持部７３ｂはスピンプレート２
６の内側（中心側）へ移動するように所定角度だけ傾斜
した状態となる。保持部７３ｂは図１３（ｂ）に示した
位置においてウエハＷを受け取ることができる。

【００７４】一方、保持部材７１ａについては、永久磁
石７４´と電磁石７５との間に互いに引き付ける力Ｂ４
が作用する。これにより、重錘７３ｃ´は電磁石７５側
へ移動し、反対に保持部７３ｂ´はウエハＷを保持する
ことができない外側の位置へと移動するように、所定角
度だけ傾斜する。保持部７３ｂ´は、図１３（ｂ）に示
した位置においては、ウエハＷを受け取ることはできな
い。

【００７５】ウエハＷを可動ピン７３の保持部７３ｂに
当接するように載置すると、図１３（ｃ）に示すよう
に、ウエハＷの自重によって可動ピン７３が傾斜し、保
持部７３ｂからウエハＷに押圧力Ｇ６が加えられること
で保持部７３ｂにウエハＷが保持される。ウエハＷが保
持部７３ｂに保持されたら、さらに電磁石７５による発
生磁場の大きさを大きくして、永久磁石７４と電磁石７
５との間の互いに反発するより大きな力Ｂ５を発生させ
て、押圧力Ｇ６を大きくすることができる。電磁石７５
による発生磁場の大きさを大きくすると、保持部材７１
ａについては、永久磁石７４´が電磁石７５に引き付け
られる力が大きくなるが（力Ｂ６）、永久磁石７４´は
電磁石７５に接触する以上には移動できない。

【００７６】３本の可動ピン７３に保持されたウエハＷ
の表裏面に所定の処理液を供給して洗浄処理を行ってい
る途中に、図１３（ｄ）に示すように、磁場制御装置７
７からの信号によって電磁石７５の磁極の向きを反対に
する。これにより、保持部材７０ａについては、永久磁
石７４と電磁石７５との間に互いに引き付ける力Ｂ７が
作用して保持部７３ｂは外側へ移動し、ウエハＷを保持
しなくなる。逆に、保持部材７１ａについては、永久磁
石７４´と電磁石７５との間に互いに反発する力Ｂ８が
作用して保持部７３ｂ´は内側へ移動し、所定の押圧力
Ｇ７によってウエハＷを保持する。

【００７７】こうして、ウエハＷは、保持機構７０によ
って保持された状態から、保持機構７１によって保持さ
れた状態へと移行する。洗浄処理の途中で、保持機構７
０・７１の動作の切り替えを行うことで、ウエハＷにお
いて洗浄液があたらない部分をなくすことができる。

【００７８】ウエハＷが保持機構７０・７１のいずれか
一方に保持された状態で、スピンチャック２３ｂを回転
させることでウエハＷに付着した洗浄液を振り切ること
ができる。このとき、ウエハＷを保持している可動ピン
は重錘に作用する遠心力によってより強い押圧力でウエ
ハＷを保持することができ、ウエハＷの位置ずれの発生
を防止することができる。このとき、電磁石７５が発生
する磁場の大きさを大きくすることで、ウエハＷを保持
している保持部材の永久磁石についてはその永久磁石と
電磁石７５との間に作用する反発力を大きくしてウエハ
Ｗを保持する押圧力を大きくし、一方、ウエハＷを保持
していない保持部材の永久磁石についてはその永久磁石
と電磁石７５との間に作用する互いに引き付け合う力を
大きくして重錘に作用する遠心力によって可動ピンが傾
かないように保持することもできる。

【００７９】なお、図１３（ａ）に示した状態におい
て、保持部材７０ａ・７１ａの両方にウエハＷを載置す
ることができるように、保持部材７０ａ・７１ａをスピ
ンプレート２６に取り付けて、一旦、保持部材７０ａ・
７１ａの全てにウエハＷを保持させ、その後に図１３
（ｃ）に示す状態となるように電磁石７５を動作させる
ことも可能である。

【００８０】以上、本発明の液処理装置および液処理方
法について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に
限定されるものではない。例えば、スピンチャック２３
においては、主ウエハ搬送アーム５５・５６・５７から
スピンチャック２３にウエハＷを受け渡す際に支持ピン
２５ｂがなくとも、ウエハＷを保持部材２５ａのみで受
け取ることが可能である。つまり、支持ピン２５ｂは必
ずしも必要ではない。

【００８１】また、保持部材２５ａにおいて、重錘６３
ｂが軽い場合には、スピンプレート２６を低速回転させ
た場合にも重錘体６３は傾斜して可動ピン６２に力を加
えて保持部６２ｂがウエハＷに加える押圧力を増大させ
ることができるが、一方で、スピンプレート２６を高速
回転させた場合の押圧力を十分に増大させることができ
なくなるおそれがある。このため、例えば、重錘６３ｂ
を軽い重錘と重い重錘とに分割して配置し、スピンプレ
ート２６の回転数が小さいときには軽い重錘が可動ピン
６２に力を加え、スピンプレート２６の回転数が大きく
なると重い重錘が軽い重錘とともに可動ピン６２に力を
加える構造としてもよい。

【００８２】図７を参照しながら、スピンチャック２３
に押圧力調節機構７８を取り付けた場合において、電磁
石６９を動作させても重錘６３ｂを電磁石６９側へ移動
させることができない場合について説明したが、例え
ば、壁部材６３ｃは可動ピン６２の下部側面との間に所
定の隙間を形成しつつ可動ピン６２の下部側面を囲み、
かつ、電磁石６９を動作させることで重錘６３ｂが電磁
石６９側へ移動することができる構造とした場合には、
電磁石６９を動作させて重錘６３ｂが電磁石６９側へ移
動するように重錘体６３を傾斜させると、可動ピン６２
も同じ方向に傾斜する。こうして可動ピン６２の保持部
６２ｂがウエハＷを保持することができない外側の所定
位置へ移動させることができる。つまり、可動ピン６２
に可動ピン７３と同様の動作をさせることが可能とな
る。押圧力調節機構７８としては、磁力を用いるもの以
外に、機械的に力を加えるものも使用することができ
る。

【００８３】電磁石６９・７５は、電磁石６９・７５を
動作させる電流を供給することができることを前提とし
て、回転するスピンテーブル２６に設けることも可能で
ある。この場合には、リング状の電磁石ではなく、保持
部材２５ａ・７０ａ・７１ａの配設位置に対応した位置
に個別に電磁石を配置することができる。

【００８４】上記実施の形態においては、基板として半
導体ウエハを取り上げたが、基板は半導体ウエハに限定
されるものではなく、ＬＣＤ基板やセラミック基板等で
あってもよい。本発明の処理装置は基板を基板の周縁に
おいて保持する処理装置全般に適用することができ、洗
浄処理装置のみならず、例えば、塗布膜形成装置や現像
処理装置等へも適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】上述の通り、本発明の処理装置によれ
ば、基板を回転させない状態または基板を低速で回転さ
せた状態において、確実に基板を保持することができる
ため、基板の位置ずれを防止して、均一な処理を行うこ
とができるという効果が得られる。また、本発明の処理
装置においては、基板の自重を利用して基板を保持する
ために保持部材の形状が簡単であり、また必要とする部
品数を低減することができるために、安価に作製するこ
とができる利点がある。

【００８６】基板を高速回転させた際には、保持部材に
作用する遠心力によってより強い力で基板を保持するこ
とができるために、基板の急加速回転および急停止を可
能とし、スループットを向上させることができる。ま
た、意図的に基板を保持する力を弱めて基板の保持位置
を変えることで、常時、処理中に基板に当接している部
分をなくし、または、処理の途中で使用する保持部材を
切り替えることで、基板全体にわたって均一な処理を施
すことが可能となる。こうして、基板品質を高めること
ができるという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である洗浄処理ユニットを
具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。

【図２】図１に示した洗浄処理システムの概略構造を示
す側面図。

【図３】図１に示した洗浄処理システムの概略断面図。

【図４】洗浄処理ユニットの概略構造を示す平面図。

【図５】洗浄処理ユニットにおけるウエハＷの洗浄処理
時の状態を示す概略断面図。

【図６】洗浄処理ユニットにおけるウエハＷの搬入出時
の状態を示す概略断面図。

【図７】図５に示したスピンチャックに用いられる保持
部材の構造とその動作形態を示す説明図。

【図８】スピンチャックの別の実施形態を示す概略断面
図。

【図９】図８に示す押圧力調節機構を動作させたときの
保持部材の動作形態の一例を示す説明図。

【図１０】図８に示す押圧力調節機構を動作させたとき
の保持部材の動作形態の別の例を示す説明図。

【図１１】スピンチャックのさらに別の実施形態を示す
概略平面図。

【図１２】スピンチャックのさらに別の実施形態を示す
概略断面図。

【図１３】図１２に示したスピンチャックに用いられる
保持部材の動作形態を示した説明図。

【符号の説明】

１；洗浄処理システム１３；ウエハ搬送装置（ＣＲＡ）１５；主ウエハ搬送装置（ＰＲＡ）２１ａ〜２１ｄ；洗浄処理ユニット（ＣＬＵ）２２；処理カップ２３；スピンチャック２４；ステージ２５ａ；保持部材６２；可動ピン６２ｂ；保持部６３；重錘体６３ｂ；重錘６８；永久磁石６９；電磁石７０・７１；保持機構７０ａ・７１ａ；保持部材７７；磁場制御装置７８；押圧力調節機構Ｆ；フープ（収納容器）Ｗ；半導体ウエハ（基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ａ // Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ 21/30 ５７２ＢＦターム(参考） 2H090 HC18 JB02 JB04 JC19 3B201 AA02 AA03 AB23 AB33 AB47 BB21 BB82 BB93 BB96 CC01 CC13 CD11 4F042 AA02 AA07 AA10 DF07 DF25 DF29 DF34 EB08 EB21 5F031 CA02 GA48 GA49 HA24 HA26 HA29 MA02 MA03 5F046 MA06 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に所定の処理を施す処理装置であっ
て、基板の周縁部の所定位置において基板を略水平に保持す
る複数の保持部材を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板を保持する保持部が形成され、前記ベース部の上方
に前記ベース部に対して移動可能に取り付けられたピン
部材と、を有し、前記ピン部材は前記保持部に基板が載置された際に前記
基板の自重によって前記保持部から前記基板に対して前
記基板の端面から内側に向かう押圧力が加わるように移
動することを特徴とする処理装置。
【請求項２】基板に所定の処理を施す処理装置であっ
て、基板の周縁部の所定位置において基板を略水平に保持す
る複数の保持部材と、前記保持部材に保持された基板を回転させる回転手段
と、を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板を保持する保持部が形成され、前記ベース部の上方
に前記ベース部に対して移動可能に取り付けられたピン
部材と、前記ベース部に対して移動可能に取り付けられた重錘
と、を有し、前記ピン部材は、前記保持部に基板が載置された際に前
記基板の自重によって前記保持部から前記基板に対して
前記基板の端面から内側に向かう押圧力を加えるように
移動し、前記重錘は、前記基板を回転させた際に前記重錘に掛か
る遠心力によって回転の外側へ移動して、前記押圧力を
増大させるように前記ピン部材に力を加えることを特徴
とする処理装置。
【請求項３】前記重錘が前記ピン部材に加える力を強
制的に増減する押圧力調節機構をさらに具備することを
特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】前記押圧力調節機構は、所定の磁場を発生させる電磁石と、前記重錘に配置した永久磁石と、を有し、前記電磁石に発生させた磁場を前記永久磁石に作用させ
て前記重錘を前記電磁石に対して引き付けまたは反発さ
せることによって前記重錘が前記ピン部材に加える力を
制御することを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】前記保持部は、崖壁面と底面とを有する
断面略Ｌ字型の形状を有し、前記底面に基板が載置され
た際に前記崖壁面が前記基板の端面に接触することで前
記押圧力を前記基板に加えることを特徴とする請求項１
から請求項４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】前記ピン部材は前記保持部の下方に回転
中心を有し、前記保持部の底面に基板が載置された際に
前記ピン部材が前記回転中心を中心として回動すること
により前記崖壁面が前記基板の端面に当接することを特
徴とする請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】前記基板を回転させて前記重錘が回転の
外側へ移動した際に、前記重錘が前記ピン部材の回転中
心よりも下の部分に当接して前記ピン部材に回動する力
を加えることによって、前記保持部が前記基板へ加える
押圧力の大きさを増大させることを特徴とする請求項６
に記載の処理装置。
【請求項８】基板に所定の処理を施す処理装置であっ
て、基板の周縁部の所定位置において基板を略水平に保持す
る複数の保持部材からなる２組の保持手段と、前記保持手段の１組ごとに前記保持部材の基板保持動作
と基板解放動作を制御する動作制御機構と、を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板を保持する保持部が形成され、前記ベース部の上方
に前記ベース部に対して移動可能に取り付けられたピン
部材と、を有し、前記動作制御機構を駆動することによって前記保持部が
基板を保持する保持位置と基板から離隔する退避位置と
の間で移動可能であることを特徴とする処理装置。
【請求項９】基板に所定の処理を施す処理装置であっ
て、基板の周縁部の所定位置において基板を略水平に保持す
る複数の保持部材からなる２組の保持手段と、前記保持手段の１組ごとに前記保持部材の基板保持動作
と基板解放動作を制御する動作制御機構と、を具備し、前記保持部材は、ベース部と、基板を保持する保持部が形成され、前記動作制御機構の
駆動によって前記保持部が基板を保持する保持位置と基
板から離隔する退避位置との間で移動することができる
ように、前記ベース部の上方に前記ベース部に対して移
動可能に取り付けられたピン部材と、前記ベース部に対して移動可能に取り付けられた重錘
と、を有し、前記ピン部材は、前記保持部に基板が載置された際に前
記基板の自重によって前記保持部から前記基板に対して
前記基板の端面から内側に向かう押圧力を加えるように
移動し、前記重錘は、前記基板を回転させた際に前記重錘に掛か
る遠心力によって回転の外側へ移動して、前記押圧力を
増大させるように前記ピン部材に力を加えることを特徴
とする処理装置。
【請求項１０】前記ピン部材または前記重錘は永久磁
石を有し、また、前記動作制御機構は前記永久磁石を引
き付けまたは反発させる所定の磁場を発生させる電磁石
を有し、前記電磁石を動作させて前記永久磁石の位置を移動させ
ることによって前記保持部を前記保持位置と前記退避位
置との間で移動させることを特徴とする請求項８または
請求項９に記載の処理装置。
【請求項１１】前記電磁石によって発生する磁場の大
きさを調節することによって、前記保持部が前記基板を
保持する押圧力の大きさを調節可能であることを特徴と
する請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】前記保持部材は前記保持部と前記永久
磁石との間に回転中心を有し、前記電磁石を動作させて前記永久磁石を前記回転中心回
りに回動させることによって、前記保持位置と前記退避
位置との間で前記保持部を前記回転中心回りに回動させ
ることを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。