JP2004111903A - 基板保持装置および基板保持方法、ならびにそれらを用いた基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を回転させている間に、基板の挟持位置を変化させる。
【解決手段】スピンチャック１は、ウエハＷを挟持部材Ｆ１により挟持して回転軸２５まわりに回転する。スピンチャック１のスピンベース２１内には、昇降部材４６の動作を挟持部材Ｆ１の動作に変換する動作変換機構ＦＴ１が設けられている。モータＭ１を駆動すると、ギア５４，６６を介してボールねじ機構６１が駆動され、そのボールナット６４が昇降する。このボールナット６４の昇降による駆動力が、非回転側可動部材６８、軸受け７１および回転側可動部材８１を介して昇降部材４６に伝達される。よって、スピンチャック１の回転中でも、挟持部材Ｆ１を作動させ、ウエハＷの挟持状態を緩和または解除できる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板を保持して回転させるための基板保持装置および基板保持方法、ならびに、このような基板保持装置または基板保持方法を適用した基板処理装置および基板処理方法に関する。保持対象または処理対象の基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、およびフォトマスク用基板などの各種の基板が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面および周端面（場合によってはさらに裏面）の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄膜は、ウエハの表面の素子形成領域に形成されていればよいから、ウエハの表面の周縁部（たとえば、ウエハの周端から幅５ｍｍ程度の部分）、裏面および周端面に形成された銅薄膜は不要となる。そればかりでなく、周縁部、裏面および周端面の銅または銅イオンは、基板処理装置に備えられた基板搬送ロボットのハンドを汚染し、さらにこの汚染が当該ハンドによって保持される別の基板へと転移するという問題を引き起こす。
【０００３】
同様の理由から、基板周縁に形成された金属膜以外の膜（酸化膜や窒化膜など）を薄くエッチングすることによって、その表面の金属汚染物（金属イオンを含む）を除去するための処理が行われることがある。
ウエハの周縁部および周端部の薄膜を選択的にエッチングするための基板周縁処理装置は、たとえば、ウエハを水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックの上方においてウエハ上の空間を制限する遮断板と、ウエハの下面にエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルとを含む。ウエハの下面に供給されたエッチング液は、遠心力によってウエハの下面を伝わってその回転半径方向外方へと向かい、ウエハの端面を伝ってその上面に回り込み、このウエハの上面の周縁部の不要物をエッチングする。このとき、遮断板は、ウエハの上面に近接して配置され、この遮断板とウエハとの間には、窒素ガス等の不活性ガスが供給される。
【０００４】
この不活性ガスの流量やスピンチャックの回転数を適切に調整することによって、エッチング液の回り込み量を調整できるので、ウエハ上面の周縁部の所定幅（たとえば１〜７ｍｍ）の領域を選択的にエッチング処理することができる（いわゆるベベルエッチング処理）。
スピンチャックは、鉛直方向に沿って配置された回転軸と、この回転軸の上端に固定されたスピンベースと、このスピンベースの周縁部に立設された３本のチャックピンとを備えている。このチャックピンによってウエハの端面を挟持した状態で、回転軸に回転力が与えられ、スピンベースとともにウエハが回転されるようになっている。
【０００５】
スピンチャックによってウエハが保持されて回転されている期間に、ウエハの下面からエッチング液が供給されることにより、ウエハの上面の周縁部の不要物がエッチング除去され、その後は、ウエハの上下面に対して純水リンス処理が行われた後、スピンチャックが高速回転されて、ウエハの上下面の水滴を振り切る乾燥処理が行われる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−１８６６２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成では、チャックピンによってウエハを終始挟持しているため、ウエハ端面におけるチャックピンの当接位置において、エッチング不良、リンス不良または乾燥不良などの処理不良が生じるおそれがある。
この問題は、処理中に、スピンチャックの回転を一旦停止させ、チャックピンによるウエハの挟持位置をずらし、その後にスピンチャックの回転を再開することによって解決できる。しかし、この解決法は、１枚のウエハに対する処理時間が長くなり、生産性の著しい低下を招くから、好ましくない。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、基板を回転させている間に、基板の挟持位置を変化させることができる基板保持装置および基板保持方法を提供することである。また、この発明の他の目的は、基板を回転させている期間に、基板の挟持位置を変化させることができ、これにより、生産性の低下を招くことなく、基板の各部を良好に処理することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して回転させるための基板保持装置であって、所定の回転軸（２５）と、基板を挟持するととともに、その挟持を解除することができる複数の挟持部材（Ｆ１〜Ｆ３；Ｓ１〜Ｓ３）とを有し、上記回転軸を中心に回転する回転部材（１）と、上記回転軸に回転力を与えることによって上記回転部材を回転駆動する回転駆動機構（２）と、上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた非回転側可動部材（６８；７８）と、この非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる駆動手段（Ｍ１，６１；Ｍ２，６２）と、上記非回転側可動部材の移動に伴って、この非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する回転側可動部材（８１；８２）と、この回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた挟持部材の動作に変換する動作変換手段（ＦＴ１；ＦＴ２）と、上記回転駆動機構によって上記回転部材を回転させている期間中に、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させ、その後に上記挟持部材によって基板を再び挟持させるように上記駆動手段を動作させる制御手段（１００）とを含むことを特徴とする基板保持装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１０】
この構成によれば、駆動手段によって非回転側可動部材を移動させると、この非回転側可動部材からの駆動力を受けて回転側可動部材が移動することになる。この回転側可動部材の動作が基板を挟持／解除する挟持部材の動作に変換される。
すなわち、非回転側可動部材を静止状態（非回転状態）に保持する一方で、回転側可動部材は、回転部材とともに回転する回転状態とすることができる。したがって、回転部材の回転中であっても、この回転部材と回転側可動部材との相対回転を生じさせることなく、この回転側可動部材の動作を、動作変換手段によって、挟持部材の動作に変換することができる。
【００１１】
このようにして、回転部材を回転させている期間中であっても、基板の挟持を解除または緩和させたり、その後に、基板を再び挟持させたりすることができる。これによって、挟持部材による基板の挟持位置をその回転中に変化させることができる。
なお、上記回転部材と上記回転側可動部材との相対回転を規制するための相対回転規制手段（９１；９２，９３）がさらに備えられていてもよい。この相対回転規制手段は、上記回転部材とともに回転し、上記回転側可動部材を上記回転軸と平行な方向に沿って案内する案内手段（９１；９２，９３）を含んでいてもよい。
【００１２】
請求項２記載に記載のように、上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられていてもよい。
請求項３記載の発明は、上記制御手段は、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させている期間に、上記回転部材の回転を加速または減速するように上記回転駆動機構を制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置である。
【００１３】
この構成によれば、基板の挟持が解除または緩和されている期間中に回転部材が加速または減速されるから、基板に働く慣性を利用して、回転部材に対する基板の相対回転を生じさせることができる。これによって、基板の挟持位置を確実に変化させることができる。　請求項４記載の発明は、上記挟持部材は、基板に対して選択的に当接可能な第１当接部（３３１）および第２当接部（３３２）を有しており、上記回転部材を回転させている期間中に、基板に当接している当接部を上記第１当接部と第２当接部との間で切り換えるように上記駆動手段を動作させる制御手段（１００）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１４】
この構成によれば、駆動手段を動作させることによって、挟持部材の第１当接部および第２当接部を切り換えて基板に当接させ、この基板をいずれかの当接部によって挟持することができる。したがって、第１当接部と第２当接部との切り換えによって、基板の回転中であっても、基板の挟持位置を変化させることができる。
請求項５記載の発明は、上記非回転側可動部材と上記回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の軸受け（７１；７２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１５】
上記軸受けは、上記回転軸を取り囲むように設けられ、上記非回転側可動部材に結合された非回転側リング（７１ｆ；７２ｆ）と、この非回転側リングに対して上記回転軸まわりに相対回転可能であるとともに上記回転側可動部材に結合された回転側リング（７１ｒ；７２ｒ）とを有するものであってもよい。
この構成により、非回転側可動部材を静止状態（非回転状態）に保持する一方で、回転側可動部材は、回転部材とともに回転する回転状態とすることができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の転動体（２０１，２０２，２１１，２１２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置である。
この構成によっても、非回転側可動部材を静止状態（非回転状態）に保持する一方で、回転側可動部材は、回転部材とともに回転する回転状態とすることができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された非回転側磁石（２２１，２２２）および回転側磁石（２２４，２２５）をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置である。
この構成により、いわゆる磁気ベアリングを構成することができ、非回転側可動部材を静止状態（非回転状態）に保持する一方で、回転側可動部材は、回転部材とともに回転する回転状態とすることができる。しかも、非回転側可動部材と回転側可動部材との相対回転を許容しつつ、回転側可動部材を磁気浮遊によって非接触で支持することができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、上記非回転側可動部材と上記回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する気体供給手段（２３１，２３２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置である。
この構成により、いわば気体ベアリングを構成することができ、非回転側可動部材を静止状態（非回転状態）に保持する一方で、回転側可動部材は、回転部材とともに回転する回転状態とすることができる。しかも、非回転側可動部材と回転側可動部材との相対回転を許容しつつ、回転側可動部材を気体によって浮遊させて非接触で支持することができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して回転させるための基板保持装置であって、所定の回転軸（２５）と、基板を挟持するととともに、その挟持を解除することができる複数の挟持部材（Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３）をそれぞれ有する第１基板挟持機構および第２基板挟持機構とを備え、上記回転軸を中心に回転する回転部材（１）と、上記回転軸に回転力を与えることによって上記回転部材を回転駆動する回転駆動機構（２）と、上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた第１非回転側可動部材（６８）と、上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた第２非回転側可動部材（７８）と、上記第１非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる第１駆動手段（Ｍ１，６１）と、上記第２非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる第２駆動手段（Ｍ２，６２）と、上記第１非回転側可動部材の移動に伴って、この第１非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する第１回転側可動部材（８１）と、上記第２非回転側可動部材の移動に伴って、この第２非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する第２回転側可動部材（８２）と、上記第１回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた第１基板挟持機構の動作に変換する第１動作変換手段（ＦＴ１）と、上記第２回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた第２基板挟持機構の動作に変換する第２動作変換手段（ＦＴ２）とを含むことを特徴とする基板保持装置である。
【００２０】
この構成によれば、回転部材には第１基板挟持機構および第２基板挟持機構が設けられており、第１基板挟持機構による基板の挟持と第２基板挟持機構による基板の挟持とを切り換えることにより、基板を保持して回転させている期間中であっても、基板の挟持位置を変化させることができる。
請求項１０記載に記載のように、上記第１非回転側可動部材および上記１回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられており、さらに、上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられていてもよい。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、上記第１駆動手段および第２駆動手段は、互いに独立して制御可能な第１駆動力発生源および第２駆動力発生源をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項９または１０記載の基板保持装置である。
この構成により、第１基板挟持機構と第２基板挟持機構とを独立して作動させることができるから、第１基板挟持機構による基板の挟持と第２基板挟持機構による基板の挟持とを切り換えることができる。
【００２２】
具体的には、請求項１２に記載のように、上記回転駆動機構によって上記回転部材が回転されている期間中に、第１および第２駆動手段を制御することにより、上記第１基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されており、上記第２基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されていない第１挟持状態と、上記第１基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されておらず、上記第２基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されている第２挟持状態との間で切り換えを行う制御手段（１００）をさらに設ければよい。
【００２３】
これらの構成では、基板の挟持位置を切り換える際に、回転部材に対する基板の相対回転（以下、「基板滑り」という。）を生じさせる必要がないから、基板が回転部材のいずれかの箇所に対して摺接することがなく、これにより、パーティクルの発生を抑制することができる。
また、請求項１３に記載のように、上記制御手段は、さらに、上記第１挟持状態と上記第２挟持状態との間の切り換えの際に、上記第１基板挟持機構および第２基板挟持機構の挟持部材によって基板が挟持されている中間状態となるように上記第１および第２駆動手段を制御するものであることが好ましい。
【００２４】
この構成の場合、第１基板挟持機構による基板挟持状態から第２基板挟持機構による基板挟持状態へと切り換える際に、第１基板挟持機構および第２基板挟持機構の両方によって基板が挟持される中間状態が存在するから、回転部材が回転されている期間中、終始、いずれかの挟持部材によって基板が挟持されていることになる。したがって、第１挟持状態から第２挟持状態へと切り換える際においても、基板滑りによってパーティクルが発生したりすることを抑制でき、また、万が一にも、基板が飛び出してしまったりすることを抑制できる。
【００２５】
なお、上記回転部材と上記第１回転側可動部材との相対回転を規制する第１相対回転規制手段（９１）が設けられていてもよい。また、上記回転部材と上記第２回転側可動部材との相対回転を規制する第２相対回転規制手段（９２，９３）が設けられていてもよい。上記第１相対回転規制手段は、上記回転部材とともに回転し、上記第１回転側可動部材を上記回転軸と平行な方向に沿って案内する第１案内手段（９１）を含んでいてもよい。また、上記第２相対回転規制手段は、上記回転部材とともに回転し、上記第２回転側可動部材を上記回転軸と平行な方向に沿って案内する第２案内手段（９２，９３）を含んでいてもよい。
【００２６】
請求項１４記載の発明は、上記第１非回転側可動部材と上記第１回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の第１軸受け（７１）をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置である。
上記第１軸受けは、上記回転軸を取り囲むように設けられ、上記第１非回転側可動部材に結合された非回転側リング（７１ｆ）と、この非回転側リングに対して上記回転軸まわりに相対回転可能であるとともに上記第１回転側可動部材に結合された回転側リング（７１ｒ）とを有するものであってもよい。
【００２７】
請求項１５記載の発明は、上記第１非回転側可動部材および上記第１回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の第１転動体（２０１，２１１）をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置である。
請求項１６記載の発明は、上記第１非回転側可動部材および上記第１回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された第１非回転側磁石（２２１）および第１回転側磁石（２２４）をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００２８】
請求項１７記載の発明は、上記第１非回転側可動部材と上記第１回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する第１気体供給手段（２３１）をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置である。
請求項１８記載の発明は、上記第２非回転側可動部材と上記第２回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の第２軸受け（７２）をさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００２９】
上記第２軸受けは、上記回転軸を取り囲むように設けられ、上記第２非回転側可動部材に結合された非回転側リング（７２ｆ）と、この非回転側リングに対して上記回転軸まわりに相対回転可能であるとともに上記第２回転側可動部材に結合された回転側リング（７２ｒ）とを有するものであってもよい。
請求項１９記載の発明は、上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の第２転動体（２０２，２１２）をさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００３０】
請求項２０記載の発明は、上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された第２非回転側磁石（２２２）および第２回転側磁石（２２５）をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置である。
請求項２１記載の発明は、上記第２非回転側可動部材と上記第２回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する第２気体供給手段（２３２）をさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００３１】
請求項２２記載の発明は、請求項１ないし２１のいずれかに記載の基板保持装置と、この基板保持装置によって保持されて回転されている基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給手段（３，４，５，２６，１０，１１，１２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
この構成によれば、基板を保持して回転させている期間中に、基板の挟持位置を変化させることができるから、基板の表面の各部を処理流体によってくまなく良好に処理することができる。
【００３２】
しかも、基板挟持位置を変更するために基板の回転を停止する必要がないので、生産性が低下することもない。
請求項２３記載の発明は、上記処理流体供給手段は、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の周縁部の不要物を除去するためのエッチング液を供給するエッチング液供給手段（５，２６）を含むことを特徴とする請求項２２記載の基板処理装置である。
【００３３】
この構成により、基板の周縁部の不要物を除去する、いわゆるベベルエッチング処理を行うことができる。上記のとおり、基板の回転中に基板挟持位置を変更できるから、基板の周縁部のエッチング処理を、全周にわたってくまなく良好に行うことができる。
請求項２４記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板保持装置によって基板を保持して回転させる基板保持方法であって、上記回転駆動機構によって上記回転部材を回転させる回転工程と、この回転工程中に、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させる解除・緩和工程と、この解除・緩和工程の後に、上記挟持部材によって基板を再び挟持させる再挟持工程とを含むことを特徴とする基板保持方法である。
【００３４】
この方法により、請求項１の発明と同様な効果を達成することができる。
請求項２５記載の発明は、上記解除・緩和工程中に、上記回転部材の回転を加速または減速するように上記回転駆動機構を制御する加減速工程をさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の基板保持方法である。
この方法により、請求項３記載の発明と同様な効果を達成できる。
請求項２６記載の発明は、請求項９ないし２１のいずれかに記載の基板保持装置によって基板を保持して回転させる基板保持方法であって、第１および第２駆動手段を制御することにより、上記第１基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されており、上記第２基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されていない第１挟持状態とする第１挟持工程と、上記第１基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されておらず、上記第２基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されている第２挟持状態とする第２挟持工程と、上記回転駆動機構によって上記回転部材が回転されている期間中に、上記第１挟持状態と第２挟持状態とを切り換える切り換え工程とを含むことを特徴とする基板保持方法である。
【００３５】
この方法により請求項９の発明と同様な効果を達成することができる。
請求項２７記載の発明は、上記切り換え工程は、上記第１挟持状態と上記第２挟持状態との間の切り換えの際に、上記第１基板挟持機構および第２基板挟持機構の挟持部材によって基板が挟持されている中間状態となるように上記第１および第２駆動手段を制御する工程を含むことを特徴とする請求項２６記載の基板保持方法である。
【００３６】
この方法により、請求項１３記載の発明と同様な効果を達成できる。
請求項２８記載の発明は、請求項２４ないし２７のいずれかに記載の基板保持方法によって基板を保持して回転させる基板保持回転工程と、この基板保持回転工程中に、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００３７】
この方法により、請求項２２の発明と同様な効果を達成できる。
請求項２９記載の発明は、上記処理流体供給工程は、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の周縁部の不要物を除去するためのエッチング液を供給するエッチング液供給工程を含むことを特徴とする請求項２８記載の基板処理装置である。
この方法により、請求項２３の発明と同様な効果を達成できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置は、ほぼ円形の基板である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの裏面に形成された薄膜とウエハＷの表面の周縁部および端面に形成されている薄膜を同時に除去することができるものである。この基板処理装置は、ウエハＷをその裏面を下方に向けてほぼ水平に保持するとともに、この保持したウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線回りに回転するスピンチャック１を処理カップ（図示せず）の中に備えている。
【００３９】
スピンチャック１は、回転駆動機構としてのモータ２の駆動軸である回転軸に結合されて回転されるようになっている。この回転軸は、中空軸とされていて、その内部には、純水またはエッチング液を供給することができる処理液供給管３が挿通されている。この処理液供給管３には、スピンチャック１に保持されたウエハＷの下面中央に近接した位置に吐出口を有する中心軸ノズル（固定ノズル）が結合されており、この中心軸ノズルの吐出口から、ウエハＷの下面に向けて、純水またはエッチング液を供給できる。
【００４０】
処理液供給管３には、純水供給源に接続された純水供給バルブ４またはエッチング液供給源に接続されたエッチング液供給バルブ５を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
エッチング液には、ウエハＷの表面（上面または下面）から除去しようとする薄膜の種類に応じた種類のものが適用される。たとえば、ウエハＷの下面等から銅薄膜等の金属膜を除去するときには、たとえば、塩酸と過酸化水素水との混合液、フッ酸と過酸化水素水との混合液、またはフッ酸と硝酸との混合液がエッチング液として用いられる。また、ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜またはシリコン酸化膜をウエハＷから除去するときには、たとえば、フッ酸と硝酸との混合液がエッチング液として用いられる。さらに、ウエハＷ上の酸化膜を除去するときには、たとえば、希フッ酸がエッチング液として用いられる。
【００４１】
なお、図示はしないが、ウエハＷの上面に向けて純水やエッチング液を供給するために、ウエハＷの上方とウエハＷの上方から外れた位置との間で往復移動可能なスキャンノズルがさらに備えられていてもよい。このスキャンノズルは、ウエハＷの上面全面に対して処理を行うような場合に用いられる。
スピンチャック１の上方には、スピンチャック１に保持されたウエハＷに対向する円盤状の遮断板６が水平に設けられている。この遮断板６は、ウエハＷの上面のほぼ全域を覆うことができる大きさに形成されていて、昇降駆動機構７に結合されたアーム８の先端付近に、鉛直軸回りの回転が可能であるように取り付けられている。
【００４２】
昇降駆動機構７によって、遮断板６をスピンチャック１に対して昇降させることができる。また、遮断板６は、回転駆動機構９によって、スピンチャック１の回転軸線と同一回転軸線上で回転させることができるようになっており、また、不活性ガスとしての窒素ガスを、遮断板６とウエハＷとの間の空間に吐出することができるようになっている。窒素ガスは、窒素ガス供給バルブ１０から、窒素ガス供給管１１を介して、遮断板６の下面中央付近に設けられた窒素ガス吐出口（図示せず）へと導かれるようになっている。また、必要に応じて、遮断板６の中央下面に設けたノズルから、純水供給バルブ１２からの純水やその他の処理液をウエハＷの上面に供給することができる。
【００４３】
図２は、スピンチャック１の平面図である。スピンチャック１は、円盤状のスピンベース２１を備え、このスピンベース２１の上面には、その周縁部にほぼ等角度間隔で複数本（この実施形態では６本）の挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３が配置されている。これらのうち、周方向に沿って１つ置きに配置された３つの挟持部材Ｆ１〜Ｆ３は、第１基板挟持機構を構成していて、これらは連動してウエハＷを挟持し、またその挟持を解除するように動作する。残る３つの挟持部材Ｓ１〜Ｓ３は、第２基板挟持機構を構成しており、これらは連動してウエハＷを挟持し、またその挟持を解除するように動作する。
【００４４】
第１基板挟持機構を構成する挟持部材Ｆ１〜Ｆ３と、第２基板挟持機構を構成する挟持部材Ｓ１〜Ｓ３とは、互いに独立して動作可能である。すなわち、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によって、ウエハＷをほぼ１２０度ずつの角度間隔の端面位置で挟持しているときに、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によるウエハＷの挟持を解除しておくことができる。また、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によるウエハＷの挟持を解除している状態で、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によって、ウエハＷをほぼ１２０度の角度間隔の端面位置で３箇所において当接させ、ウエハＷを挟持することができる。さらには、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３およびＳ１〜Ｓ３のすべてによって、ウエハＷを挟持することができ、この場合には、ほぼ６０度の角度間隔の６箇所の端面位置においてウエハＷを挟持することができる。
【００４５】
図３は、スピンベース２１内に備えられた動作変換機構の配置を説明するための平面図である。スピンベース２１には、挟持部材Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を連動して作動させるための第１動作変換機構ＦＴ１と、挟持部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を連動して動作させるための第２動作変換機構ＦＴ２とが設けられている。第１動作変換機構ＦＴ１は、挟持部材Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３をそれぞれ作動させるためのリンク機構３１，３２，３３と、これらのリンク機構３１〜３３を連動させるための第１連動リング３４とを備えている。同様に、第２動作変換機構ＦＴ２は、挟持部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれ作動させるためのリンク機構４１，４２，４３と、これらのリンク機構４１〜４３を連動させるための第２連動リング４４とを備えている。
【００４６】
第１連動リング３４および第２連動リング４４は、スピンベース２１の回転軸線に対して同心に配置されたほぼ円環状の部材であり、第２連動リング４４は、第１連動リング３４よりも外側に配置されている。これらの第１および第２連動リング３４，４４は、スピンベース２１の回転軸線に沿って昇降可能となっており、第１連動リング３４を昇降させることによって、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３を作動させることができ、第２連動リング４４を昇降させることによって、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３を作動させることができる。
【００４７】
図４は、スピンチャック１に関連する構成を説明するための断面図である（図５のＩＶ−ＩＶ線断面）。スピンベース２１は、上板２２と下板２３とをボルトで固定して構成されており、上板２２と下板２３との間に第１および第２動作変換機構ＦＴ１，ＦＴ２を収容する収容空間が形成されている。上板２２および下板２３の中央部には、スピンベース２１を貫通する貫通孔２４が形成されている。この貫通孔２４を通り、さらに、スピンチャック１の回転軸２５を挿通するように、処理液供給管３が配置されている。この処理液供給管３の上端には、スピンチャック１に保持されたウエハＷの下面中央に対向する吐出口２６ａを有する中心軸ノズル２６が固定されている。
【００４８】
回転軸２５はモータ２の駆動軸と一体化しており、モータ２を貫通して設けられている。モータ２を包囲するようにケーシング２７が配置されており、このケーシング２７は、さらに、筒状のカバー部材２８によって包囲されている。カバー部材２８の上端はスピンベース２１の下面近傍にまで及んでおり、その上端付近の内面にはシール機構２９が配置されている。このシール機構２９はスピンベース２１の下面に固定されたシール部材３０に摺接するようになっており、これにより、シール機構２９と回転軸２５との間には、外部雰囲気から遮断された機構部収容空間５０が形成されている。
【００４９】
機構部収容空間５０内において、ケーシング２７の上蓋部２７ａ上には、回転軸２５を取り囲むほぼ円環状のギヤケース５１が取り付けられている。ギヤケース５１上には、図５の平面図に示すように、第１モータＭ１および第２モータＭ２が、回転軸２５に対して対称な位置に固定されている。
ギヤケース５１の内部には、図４に示されているように、その内壁面の内周側および外周側にそれぞれ軸受け５２，５３が圧入されている。軸受け５２，５３は回転軸２５に対して同軸に配置されている。内側の軸受け５２の回転側リングには、回転軸２５を包囲するリング状の第１ギヤ５４が固定されており、外側の軸受け５３の回転側リングには回転軸２５を包囲するリング状の第２ギヤ５５が固定されている。したがって、ギヤケース５１内において、第１ギヤ５４および第２ギヤ５５は回転軸２５に対して同軸的に回転可能であり、第２ギヤ５５は第１ギヤ５４よりも外側に位置している。第１ギヤ５４は、外周側にギヤ歯を有し、第２ギヤ５５は、内周側にギヤ歯を有している。
【００５０】
第１モータＭ１の駆動軸に固定されたピニオン５６は、第１ギヤ５４と第２ギヤ５５との間に入り込み、内側に配置された第１ギヤ５４に噛合している。同様に、図５に示されているとおり、第２モータＭ２の駆動軸に固定されたピニオン５７は、第１ギヤ５４と第２ギヤ５５との間に位置し、外側に配置された第２ギヤ５５に噛合している。
ギヤケース５１上にはさらに、モータＭ１，Ｍ２を回避した位置に、一対の第１ボールねじ機構６１，６１が回転軸２５を挟んで対向する位置（すなわち、回転軸２５の側方）に配置されている。さらに、ギヤケース５１上には、モータＭ１，Ｍ２および第１ボールねじ機構６１，６１を回避した位置に、他の一対の第２ボールねじ機構６２，６２が、回転軸２５を挟んで対向するように位置（すなわち、回転軸２５の側方）に配置されている。
【００５１】
第１ボールねじ機構６１，６１は、図４に示されているように、回転軸２５と平行に配置されたねじ軸６３と、このねじ軸６３に螺合するボールナット６４とを備えている。ねじ軸６３は、ギヤケース５１の上蓋部に軸受け部６５を介して取り付けられており、その下端は、ギヤケース５１の内部に及んでいる。このねじ軸６３の下端には、ギヤ６６が固定されており、このギヤ６６は第１ギヤ５４と第２ギヤ５５との間に入り込み、内側に配置された第１ギヤ５４に噛合している。
【００５２】
一方、ボールナット６４には第１非回転側可動部材６８が取り付けられている。この第１非回転側可動部材６８は、回転軸２５を取り囲む環状の部材であって、その内周面には、回転軸２５を取り囲むように設けられた第１軸受け７１の非回転側リング７１ｆが固定されている。第１軸受け７１の回転側リング７１ｒは非回転側リング７１ｆよりも回転軸２５に対して内方側に配置されている。この回転側リング７１ｒは、回転軸２５を取り囲む環状の第１回転側可動部材８１の外周面側に固定されている。第１回転側可動部材８１は、回転軸２５の外周面に突出して設けられた案内レール９１に係合している。この案内レール９１は、回転軸２５に平行な方向に沿って形成されており、これにより、第１回転側可動部材８１は、回転軸２５に沿う方向に案内されて移動可能な状態で、回転軸２５に結合されている。
【００５３】
第１モータＭ１を駆動してピニオン５６を回転させると、この回転は第１ギヤ５４に伝達される。これによって、第１ギヤ５４に噛合しているギヤ６６が回転して、ボールねじ機構６１，６１のねじ軸６３が回転する。これによって、ボールナット６４およびこれに結合された第１非回転側可動部材６８が回転軸２５に沿って昇降することになる。回転軸２５とともに回転することになる第１回転側可動部材８１は、軸受け７１を介して第１非回転側可動部材６８に結合されているから、この第１非回転側可動部材６８の昇降により、回転軸２５の回転中であっても、案内レール９１に沿って昇降されることになる。
【００５４】
図６に示すように、第１ボールねじ機構６１，６１によって昇降されるリング状の第１非回転側可動部材６８の外方には、別のリング状の第２非回転側可動部材７８が配置されている。第１非回転側可動部材６８には、一対の第１ボールねじ機構６１，６１のボールナット６４に対応する位置に半径方向外方に突出した一対の突出部６９，６９が形成されており、さらに、これらの突出部６９，６９とは周方向に沿ってずれた位置に別の一対の突出部７０，７０が形成されている。この一対の突出部７０，７０には、回転軸２５に沿う方向に延びるガイド軸６７，６７が結合されている。このガイド軸６７，６７は、回転軸２５に沿う鉛直方向に沿って案内されるようになっており、これによって、第１非回転側可動部材６８は、水平姿勢を保持しつつ回転軸２５に沿って昇降することになる。
【００５５】
一方、リング状の第２非回転側可動部材７８は、第２ボールねじ機構６２，６２に対応する位置に、半径方向内方に突出した一対の突出部７９，７９を有している。第２ボールねじ機構６２，６２は、上記第１ボールねじ機構６１と同様な構成を有しているが、そのねじ軸の下端に設けられたギヤは、ギヤケース５１内の第１ギヤ５４と第２ギヤ５５との間において、第２ギヤ５５に内側から噛合している。したがって、同じく第２ギヤ５５に噛合しているピニオン５７を第２モータＭ２によって駆動すれば、第２ボールねじ機構６２，６２のボールナットが昇降することになる。このボールナットが、第２非回転側可動部材７８の突出部７９，７９に結合されている。
【００５６】
第２非回転側可動部材７８において、突出部７９，７９に対して周方向にずれた位置には、別の一対の突出部８０，８０が、半径方向内方に突出した状態で設けられている。これらの突出部８０，８０には、ガイド軸７７，７７がそれぞれ結合されている。これらのガイド軸７７，７７は、回転軸２５に沿う鉛直方向に沿って案内されるようになっている。これによって、第２非回転側可動部材７８は、水平姿勢を保ちながら、回転軸２５に沿う鉛直方向に昇降することになる。
【００５７】
図４に示すように、第２非回転側可動部材７８の外周面には、回転軸２５を取り囲むように設けられた第２軸受け７２の非回転側リング７２ｆが固定されている。この第２軸受け７２の回転側リング７２ｒは、回転軸２５を取り囲むリング状の第２回転側可動部材８２の内周面に固定されている。第２回転側可動部材８２の上面には、案内ピン９２がけ回転軸２５に沿う鉛直上方に向けて植設されている。
【００５８】
第２ボールねじ機構６２，６２のナットとともに第２非回転側可動部材７８が昇降するとき、第２軸受け７２を介して結合された第２回転側可動部材８２も同時に昇降する。後述するとおり、第２回転側可動部材８２はスピンベース２１とともに（すなわち回転軸２５とともに）回転されるが、この回転中であっても、第２ボールねじ機構６２からの駆動力を得て、昇降が可能である。
図７は第１動作変換機構ＦＴ１を構成するリンク機構３１の構成を説明するための斜視図である。挟持部材Ｆ１は、鉛直方向に回転可能な軸３５の上端に固定されており、平面視においてほぼ楔形状の板状部９５において軸３５の回転軸線から離れた位置にウエハＷの端面に当接部９６を立設して構成されている。板状部９５の回転中には、ウエハ支持部９５ａが突設されている。このウエハ支持部９５ａは、ウエハＷの下面において周縁部から微少距離だけ内方に入り込んだ位置に対応する位置に設けられており、ウエハＷの下面の周縁部を下方から支持する。
【００５９】
軸３５には、挟持部材Ｆ１よりも下方において側方に突出したレバー３６が固定されており、このレバー３６の先端には鉛直上方に延びるピン３６ａが立設されている。リンク機構３１は、このレバー３６と、レバー３６に係合する長穴３７ａを有する揺動板３７と、この揺動板３７に結合されたクランク部材３８と、このクランク部材３８の軸部３８ａを回転自在に軸支する軸受け部３９ａを有するレバー３９と、このレバー３９に結合されたクランク部材４０と、このクランク部材４０の一方の軸部４０ａを回転自在に支持する軸受け部材４５と、クランク部材４０の他方の軸部４０ｂと係合する長穴４６ａを有する昇降部材４６とを有している。この昇降部材４６の下端は、第１連動リング３４の上面に結合されている。第１連動リング３４は、第１回転側可動部材８１の外周側の肩部８１ａと掛かり合う位置に配置されている。
【００６０】
図４に示すように、第１連動リング３４の上面側には、等角度間隔で複数本（この実施形態では３本）のガイド軸４７が回転軸２５に沿う鉛直上方に向かって立設されている。このガイド軸４７は、スピンベース２１の下板２３を貫通し、スピンベース２１内に設けられたブッシュ４８によって、昇降可能に保持されている。
したがって、第１連動リング３４は、第１回転側可動部材８１とともに、水平姿勢を維持しつつ、回転軸２５に沿って昇降することになる。これに伴い、昇降部材４６が昇降すると、クランク部材４０が軸受け部材４５に支持された軸部４０ａを中心に回動することになる。昇降部材４６に形成された長穴４６ａは、水平方向に延びており、これにより、昇降部材４６の昇降運動は、クランク部材４０の回動へとスムーズに変換される。
【００６１】
クランク部材４０の回動により、レバー３９が揺動し、その軸受け部３９ａに支持されたクランク部材３８が平面視においてスピンベース２１の周方向に沿って移動する。揺動板３７に形成された長穴３７ａは、スピンベース２１の半径方向に沿って長く形成されていて、この長穴３７ａに鉛直方向に沿ってピン３６ａが係合しているため、揺動板３７は、水平姿勢を保持しつつ、スピンベース２１に対して若干上下動しながら揺動することになる。この揺動板３７の揺動に伴い、ピン３６ａがスピンベース２１の周方向に沿って変位するから、これにより、レバー３６が軸３５を介して挟持部材Ｆ１の回動を引き起こす。このようにして、リンク機構３１は、第１回転側可動部材８１の昇降運動を、挟持部材Ｆ１の回動運動へと変換する。
【００６２】
リンク機構３２，３３の構成は、リンク機構３１の構成と同様であり、これらは、第１連動リング３４の働きにより、連動して動作する。
挟持部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対応するリンク機構４１，４２，４３の構成も、リンク機構３１とほぼ同様であるので、その説明を省略する。ただし、第２連動リング４４は第１連動リング３４よりもスピンベース２１の半径方向外方側に位置しているから、クランク部材４０の軸部４０ａはリンク機構３１の場合よりも短くなっており、それに応じて、軸受け部材４５の構成が若干異なっている。なお、図３において、４９は、第２連動リング４４に立設されたガイド軸であって、第１連動リング３４に立設されたガイド軸４７と同様な機能を有し、かつ、このガイド軸４７と同様に、スピンベース２１に対して昇降可能に結合されている。
【００６３】
図４に示されているとおり、リンク機構３１，３２，３３の昇降部材４６には、スピンベース２１の下板２３の下面と第１連動リング３４の上面との間に圧縮コイルばね５８が巻装されている。これにより、第１連動リング３４は、下方に向かって付勢されており、その結果として、挟持部材Ｆ１は当接部９６がスピンベース２１の半径方向内方に向かう閉方向へと付勢されている。
さらに、リンク機構４１，４２，４３についても同様に、昇降部材４６には、スピンベース２１の下板２３の下面と第２連動リング４４の上面との間に圧縮コイルばね５９が巻装されている。したがって、挟持部材Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、当接部９６がスピンベース２１の半径方向内方へと向かう閉方向に向かって付勢されている。よって、第１および第２ボールねじ機構６１，６２のボールナット６４が十分に下方にあれば、ウエハＷは圧縮コイルばね５８，５９のばね力によって、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によって挟持されることになる。このように圧縮コイルばね５８，５９の弾性力を利用してウエハＷを弾性的に挟持する構成であるので、ウエハＷの破損が生じにくいという利点がある。
【００６４】
挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によるウエハＷの挟持状態を検出するために、図３に示すように、第１連動リング３４および第２連動リング４４の高さをそれぞれ検出するセンサ部９７，９８が設けられている。センサ部９７，９８は、たとえば、それぞれ３つのセンサを有しており、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３の当接部９６が、ウエハＷの端面から退避した状態に対応する第１の高さと、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３がウエハＷの端面に当接してこのウエハＷを挟持している状態に対応する第２の高さと、スピンベース２１上にウエハＷが存在せず、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３の当接部９６がウエハＷの端面位置よりもスピンベース２１の半径方向内方側に入り込んだ位置に対応する第３の高さとにおいて、第１連動リング３４および第２連動リング４４をそれぞれ検出するように配置されている。第１の高さが最も高く、第２の高さが次いで高く、第３の高さが最も低い。
【００６５】
センサ部９７，９８の出力に基づき、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によるウエハＷの挟持状態、その挟持の解除状態、およびウエハＷが存在しない状態を検出することができる。
なお、第１および第２連動リング３４，４４と第１および第２ボールねじ機構６１，６２のボールナット６４の昇降とが連動していることを確認するために、第１および第２非回転側可動部材６８，７８の高さを検出するセンサを別途設けてもよい。
【００６６】
図８は、第２連動リング４４と、リンク機構４１，４２，４３の昇降部材４６との結合部付近の構成を示す分解斜視図である。第２連動リング４４の上面には、１２０度間隔で３本の昇降部材４６が立設されている。また、第２連動リング４４の上面において昇降部材４６とはずれた位置に、段付きの貫通孔９４が１８０度間隔で２箇所形成されており、この貫通孔９４に、ブッシュ９３がはめ込まれるようになっている。このブッシュ９３に、第２回転側可動部材８２の上面に立設された案内ピン９２が挿通するようになっている。この案内ピン９２は、その下端のねじ部９２ａを第２回転側可動部材８２の上面に形成されたねじ孔８２ａに螺合させることにより、この第２回転側可動部材８２に固定されている。
【００６７】
このようにして、案内ピン９２がブッシュ９３に係合することにより、第２回転側可動部材８２と第２連動リング４４および昇降部材４６（ただし、リンク機構４１，４２，４３に対応するもの）との相対回転が規制されている。
よって、第２ボールねじ機構６２によって、第２非回転側可動部材７８が昇降されると、昇降部材４６、第２連動リング４４および第２回転側可動部材８２は、スピンベース２１とともに回転中であっても、それらの間の相対回転を生じることなく、回転軸２５の方向に沿って昇降移動することになる。
【００６８】
この実施形態において、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３は導電性の樹脂（たとえば、導電性ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン））で構成されており、および第１および第２動作変換機構ＦＴ１，ＦＴ２を構成する各部品は導電性の樹脂または金属（ステンレス鋼（ＳＵＳ）など）で構成されている。さらに、スピンベース２１の下板２３も導電性の材料（たとえば、ＳｉＣまたはアルミニウム）で構成されている。また、下板２３が結合される回転軸２５は、ＳＵＳなどの金属で構成されており、モータ２のケーシング（金属製）は接地されている。
【００６９】
これにより、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３から、第１，第２動作変換機構ＦＴ１，ＦＴ２、下板２３および回転軸２５を経てモータ２のケーシングに至る接地経路が形成されている。これにより、ウエハＷとその表面に供給される処理液（エッチング液や純水）との間の摩擦に起因して生じる静電気を放電することができ、ウエハＷに作り込まれたデバイスの静電破壊を防止できる。
このように、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３の駆動機構を利用して、スピン処理中にウエハＷの除電を行うことができるから、放電式やＸ線式の除電装置を別途設ける必要がなく、設計が容易になるうえ、コストの削減を図ることができる。また、放電式の除電装置では金属パーティクルの発生が問題となり、Ｘ線式の除電装置では放射線対策が問題となるのに対して、この実施形態の構成ではこれらの点が問題となることもない。
【００７０】
図９は、この基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。マイクロコンピュータ等を含む制御部１００は、上記の第１および第２モータＭ１，Ｍ２を制御し、さらに、スピンチャック１を回転させるためのモータ２、回転駆動機構９、昇降駆動機構７を制御する。さらに、制御部１００は、窒素ガス供給バルブ１０、純水供給バルブ１２、純水供給バルブ４およびエッチング液供給バルブ５の開閉を制御する。
【００７１】
図示しない基板搬送ロボットによってウエハＷがスピンチャック１に受け渡されるとき、制御部１００は、モータＭを停止状態に制御し、回転駆動機構９を停止状態に制御し、さらに昇降駆動機構７を遮断板６がスピンチャック１の上方の退避位置に退避した状態となるように制御する。さらに、制御部１００は、バルブ１０，１２，４，５をいずれも閉状態に制御する。
また、制御部１００は、第１および第２連動リング３４，４４がいずれも上昇位置（上記第１の高さ）となるように第１および第２モータＭ１，Ｍ２を制御する。これにより、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３は、いずれも、当接部９６がスピンベース２１の半径方向外方側に退避した開状態とされる。この状態で、基板搬送ロボットは、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３の板状部９５のウエハ支持部９５ａに載置する。
【００７２】
この状態から、制御部１００は、たとえば第１モータＭ１を制御することにより、第１ボールねじ機構６１を駆動し、ボールナット６４を下降させる。これにより、第１回転側可動部材８１が下降するから、第１連動リング３４が下降して、昇降部材４６が圧縮コイルばね５８からのばね力および重力を受けて下降する。その結果、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３の回動が生じ、それらの当接部９６がウエハＷの端面に当接して、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によって、ウエハＷが挟持されることになる（第１挟持工程）。このとき、電動モータＭ２は駆動されないので、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３は開放状態（当接部９６がウエハＷの端面から退避した状態）となっている。
【００７３】
その後、制御部１００は、モータ２を付勢してスピンチャック１を回転させるとともに（回転工程、基板保持回転工程）、昇降駆動機構７を制御して遮断板６を下降させてウエハＷの近傍の高さまで導いた後に、回転駆動機構９を付勢し、遮断板６をスピンチャック１と同期回転させる。
その後、制御部１００は、エッチング液供給バルブ５、窒素ガス供給バルブ１０を開放する。これによって、中心軸ノズル２６からウエハＷの下面の中央に向けてエッチング液が供給される（処理流体供給工程、エッチング液供給工程）。このエッチング液は、ウエハＷの下面を伝って半径方向外方側へと導かれ、ウエハＷの端面を伝って上面側へと回り込む。この回り込み量は、遮断板６の中央から吹き出される窒素ガスによって規制されることになる。その結果、ウエハＷの裏面全面をエッチング処理することができるとともに、ウエハＷの端面の不要物をエッチング除去でき、さらにウエハＷの上面の周縁部における不要物をエッチング除去することができる。
【００７４】
このエッチング処理の期間の途中で、制御部１００は、電動モータＭを駆動して第２連動リング４４を下降させる。すなわち、ボールねじ機構６２のボールナット６４が下降し、それに伴い、圧縮コイルばね５９によるばね力および重力によって第２連動リング４４が下降する。これに伴って、昇降部材４６（リンク機構４１，４２，４３に対応するもの）が下降するから、第２動作変換機構ＦＴ２の働きにより、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３の回動が生じる。そして、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３は、それらの当接部９６がウエハＷの端面に当接し、このウエハＷを挟持した挟持状態（中間状態）となる。このときには、６個の挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３のすべてによりウエハＷが挟持されることになる。
【００７５】
この状態から、制御部１００は、さらに電動モータＭ１を制御する。すなわち、ボールねじ機構６１のボールナット６４が上昇し、これに伴って第１連動リング３４が圧縮コイルばね５８のばね力に抗して上昇させられる。その結果、第１動作変換機構ＦＴ１の働きにより、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３の回動が生じ、それらの当接部９６がウエハＷの端面から退避する。こうして、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３の挟持状態が開放される（第２挟持工程）。したがって、その後は、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によってウエハＷが挟持された状態、でウエハＷの回転が継続されることになる。
このようにして、スピンチャック１を回転させている途中で、その回転を停止させることなく、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によりウエハＷを挟持した第１挟持状態から、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３のすべてによりウエハＷを挟持した中間状態を経て、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によりウエハＷを挟持した第２挟持状態へと移行させることができる（切り換え工程）。こうして、ウエハＷにエッチング液を供給している処理中において、ウエハＷの端面における挟持位置を変更することができるので、生産性の低下を招くことなく、ウエハＷの周縁部および端面をくまなく良好に処理することができる。
【００７６】
しかも、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によりウエハＷを挟持した第１挟持状態から挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によりウエハＷを挟持する第２挟持状態に移行する過程で、すべての挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によってウエハＷを挟持する中間状態を経ることとしているから、ウエハＷの挟持位置の切り換えの際であっても、基板滑りを生じることがほとんどなく、よって、パーティクルの発生を確実に抑制することができる。またさらには、ウエハＷの挟持位置の切り換えの際であってもウエハＷを確実に保持できるので、万が一にもウエハＷがスピンチャック１から飛び出してしまうなどといったことが生じることがない。
【００７７】
エッチング液によりウエハＷを処理した後には、制御部１００はエッチング液供給バルブ５を閉じて、純水供給バルブ４，１２を開く。これにより、ウエハＷの上下面に純水が供給され、純水リンス処理が行われる。この純水リンス処理中にも、上述と同様にして、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３と挟持部材Ｓ１〜Ｓ３とによるウエハＷの持ち替えが行われれば、ウエハＷの全表面を均一にかつ良好にリンス処理することができる。
【００７８】
その後、制御部１００は、純水供給バルブ４，１２を閉じると共に、モータ２を制御して、スピンチャック１を高速回転させる。これによって、ウエハＷの上下面の水分が振り切られ、乾燥処理が行われる。この乾燥処理中にも、上述の場合と同様にして、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３と挟持部材Ｓ１〜Ｓ３とによるウエハＷの持ち替えが行われることが好ましい。これによって、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３の当接位置において水滴が残留するなどといった事態を防止することができる。
【００７９】
挟持部材Ｆ１〜Ｆ３と挟持部材Ｓ１〜Ｓ３とでウエハＷを持ち替える過程において、制御部１００は、スピンチャック１の回転を等速回転に保持するようにモータ２を制御してもよいし、必要に応じて、スピンチャック１の回転速度を変化させるようにモータ２を制御してもよい。いずれの場合でも、上記中間状態を経てウエハＷの持ち替えが行われるから、スピンチャック１に対するウエハＷの相対回転が生じることがなく、ウエハＷがスピンチャック１のいずれかの箇所に対して摺接することがないので、パーティクルの発生を抑制できる。
【００８０】
もしも、上記第１挟持状態、第２挟持状態または中間状態のいずれかのときに、スピンチャック１に対してウエハＷを相対回転させたいときには、制御部１００の働きにより、モータＭ１，Ｍ２を制御して、連動リング３４，４４を上昇させ、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によるウエハＷの挟持を緩和または解除し（解除・緩和工程）、その状態で、モータ２を制御してスピンチャック１の回転を加速または減速すればよい（加減速工程）。これにより、ウエハＷに働く慣性力を利用して、スピンチャック１に対するウエハＷの相対回転を生じさせることができる。その後、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３，Ｓ１〜Ｓ３によって、ウエハＷを再挟持すればよい（再挟持工程）。
【００８１】
なお、上記の説明では、最初に挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によってウエハＷを挟持し、その後に、挟持部材Ｓ１〜Ｓ３による挟持に切り換える例について説明したが、最初に挟持部材Ｓ１〜Ｓ３によってウエハＷを挟持し、その後に、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３による挟持に切り換えることとしてもよい。
図１０は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図であり、スピンチャックの内部構成を示す平面図である。この図１０において、上述の図３に示された部分に対応する各部には図３の場合と同一の参照符号を使用して示す。また、この実施形態の説明では、上述の図３、図４および図９を再び参照する。
【００８２】
この実施形態では、ウエハＷを挟持するための挟持部材Ｆ１〜Ｆ３は、３個のみ設けられていて、第１の実施形態における挟持部材Ｓ１〜Ｓ３（図３参照）が備えられていない。これに対応して、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３を連動させるための第１動作変換機構ＦＴ１のみが設けられていて、第２動作変換機構ＦＴ２（図３参照）は設けられていない。これに応じて、上記の第１の実施形態の場合と異なり、第２モータＭ１や、この第２モータＭ１の駆動力を第２動作変換機構ＦＴ２に伝達するための構成（第２ボールねじ機構６２、軸受け５３、第２ギヤ５５、第２軸受け７２、第２非回転側可動部材７８および第２回転側可動部材８２など。図４参照）は省かれている。
【００８３】
この実施形態では、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によってウエハＷを挟持して、スピンチャック１を回転させている途中で（回転工程）、制御部１００によってモータＭ１を制御することにより、連動リング３４が上昇させられて、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３によるウエハＷの挟持が緩和または解除される（解除・緩和工程）。その状態で、制御部１００の働きによって、モータＭの回転が加速または減速される（加減速工程）。これにより、慣性により惰性回転することになるウエハＷとスピンベース２１との相対回転が生じるから、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３は、ウエハＷに対して相対的に移動することになる。そこで、連動部材３４を再び下降させて挟持部材Ｆ１〜Ｆ３をウエハＷを挟持した挟持状態とすれば（再挟持工程）、ウエハＷの挟持位置をその回転中に変更することができる。
【００８４】
よって、このような構成によっても、スピンチャック１の回転を停止させることなくウエハＷの挟持位置を変更できるから、生産性を低下させることなく、ウエハＷの周縁部をくまなく均一に処理することができる。
図１１は、この発明の第３の実施形態を説明するための図であり、図１０の構成において、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３に代えて用いることができる挟持部材３００の構成を示す斜視図である。挟持部材３００は、板状のベース部３２０上に、ウエハＷの周縁部の下面を支持する支持部３２１と、ウエハＷの周端面に当接してウエハＷを挟持するための第１および第２当接部３３１，３３２とを備えている。ベース部３２０が、軸３５に結合されることになる。このとき、支持部３２１は、軸３５の回転軸線３５ａ上に位置する。
【００８５】
挟持部材３００を回転軸線３５ａを中心として回転させることにより、ウエハＷの周端面に対して、第１および第２当接部３３１，３３２が近接／離反する。これにより、挟持部材３００は、ウエハＷの周端面に第１当接部３３１が当接してウエハＷを挟持する第１挟持位置と、ウエハＷの周端面に第２当接部３３２が当接してウエハＷを挟持する第２挟持位置と、第１および第２当接部３３１，３３２の両方をウエハＷの周端面から退避させた退避位置とを選択的にとることができる。未処理のウエハＷを当該基板処理装置に搬入してスピンチャック１に保持させるときや、処理済みのウエハＷをスピンチャック１から搬出するときには、退避位置が選択される。
【００８６】
この構成により、スピンチャック１の回転中に、制御部１００によってモータＭ１を制御し、挟持部材３００を作動させることによって、第１および第２当接部３３１，３３２を、ウエハＷに切り換えて当接させることができる。その結果、スピンチャック１の回転中に、その回転を停止させることなく、ウエハＷの挟持位置を変更できる。その際、制御部１００によるモータ２の制御によって、スピンチャック１を等速回転に保持すれば、スピンチャック１とウエハＷとの相対回転がほとんど生じず、ウエハＷの下面が支持部３２１に摺接しないので、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００８７】
もしも、ウエハＷの下面と支持部３２１との接触位置を変更したい場合には、第１および第２当接部３３１，３３２を切り換えるときに、制御部１００によってモータ２を制御することにより、スピンチャック１の回転を加速または減速して、スピンチャック１に対するウエハＷの相対回転を生じさせればよい。
図１２は、この発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。この図１２において、上述の図４に示された各部に対応する部分には、図４の場合と同一の参照符号を付して示す。
【００８８】
上述の実施形態では、第１軸受け７１によって、第１非回転側可動部材６８と第１回転側可動部材８１との間の回転軸２５まわりの相対回転を許容しつつ両者間の駆動力の伝達を達成し、第２軸受け７２によって、第２非回転側可動部材７８と第２回転側可動部材８２との回転軸２５まわりの相対回転を許容しつつ両者間の駆動力の伝達を達成している。
これに対して、この実施形態では、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の上面に、ころ２０１，２０２がそれぞれ設けられており、これらのころ２０１，２０２が、リング状の第１回転側可動部材８１の下面の転動面２０４および同じくリング状の第２回転側可動部材８２の下面の転動面２０５を、それぞれ回転軸２５を中心とした円軌道を周回して転動できるようになっている。この構成によって、第１非回転側可動部材６８と第１回転側可動部材８１とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第１非回転側可動部材６８からの駆動力を第１回転側可動部材８１へと伝達することができる。また、第２非回転側可動部材７８と第２回転側可動部材８２とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第２非回転側可動部材７８からの駆動力を第２回転側可動部材８２へと伝達することができる。
【００８９】
第１動作変換機構ＦＴ１のリンク機構３１，３２，３３に備えられた昇降部材４６を最下方位置まで下降させるときには、第１非回転側可動部材６８は、ころ２０１が転動面２０４と非接触状態となる位置まで下降させられる。同様に、第２動作変換機構ＦＴ２のリンク機構４１，４２，４３に備えられた昇降部材４６を最下方位置まで下降させるときには、第２非回転側可動部材７８は、ころ２０２が転動面２０５と非接触状態となる位置まで下降させられる。転動面２０５を提供する第２回転側可動部材８２は、昇降部材４６およびガイド軸４９の各下端に結合されている。
【００９０】
ころ２０１，２０２は、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の各上面にそれぞれ複数個（少なくとも２個）設けられている。たとえば、第１非回転側可動部材６８の上面には、図６に示す４箇所のころ配置位置ＲＰ１に、ころ２０１をそれぞれ配置し、第２非回転側可動部材７８の上面には、図６に示す４箇所のころ配置位置ＲＰ２に、ころ２０２をそれぞれ配置することとしてもよい。図６の例では、ころ配置位置ＲＰ１は、回転軸２５を挟んで対向する位置に設けられた一対の第１ボールねじ機構６１，６１の近傍位置に、これらの第１ボールねじ機構６１，６１をそれぞれ挟むように一対ずつ設定されている。ころ配置位置ＲＰ２も同様に、回転軸２５を挟んで対向する位置に設けられた一対の第２ボールねじ機構６２，６２の近傍位置に、これらの第２ボールねじ機構６２，６２をそれぞれ挟むように一対ずつ設定されている。
【００９１】
むろん、ころ２０１，２０２の配置についての変形は可能であり、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の各上面の各３箇所に、ころ２０１，２０２をそれぞれ配置してもよいし、５箇所以上に配置してもよい。
また、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８は、リング状である必要もなく、ころ２０１，２０２を第１ボールねじ機構６１および第２ボールねじ機構６２の動作と連動して上下動させることができる限りにおいて、任意の形状をとることができる。
【００９２】
たとえば、第１非回転側可動部材６８に代えて、一対の第１ボールねじ機構６１，６１の近傍にそれぞれ配置された一対の可動部材を設け、この一対の可動部材に、ころ２０１，２０１をそれぞれ配置するとともに、この一対の可動部材を第１ボールねじ機構６１，６１で上下動させる構成としてもよい。一対の第１ボールねじ機構６１，６１は、リング状の第１ギヤ５４を介して連動するので、上記一対の可動部材は連動して上下動することになる。むろん、第２非回転側可動部材７８に関しても、同様な変形が可能である。
【００９３】
図１３は、この発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。この図１３において、上述の図１２に示された各部に対応する部分には、図１３の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２の下面に、ころ２１１，２１２がそれぞれ設けられており、これらのころ２１１，２１２が、リング状の第１非回転側可動部材６８の上面の転動面２１４およびリング状の第２非回転側可動部材７８の上面の転動面２１５を、それぞれ回転軸２５を中心とする円軌道を周回して転動できるようになっている。この構成によって、第１非回転側可動部材６８と第１回転側可動部材８１とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第１非回転側可動部材６８からの駆動力を第１回転側可動部材８１へと伝達することができる。また、第２非回転側可動部材７８と第２回転側可動部材８２とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第２非回転側可動部材７８からの駆動力を第２回転側可動部材８２へと伝達することができる。
【００９４】
第１動作変換機構ＦＴ１のリンク機構３１，３２，３３に備えられた昇降部材４６を最下方位置まで下降させるときには、第１非回転側可動部材６８は、ころ２１１が転動面２１４と非接触状態となる位置まで下降させられる。同様に、第２動作変換機構ＦＴ２のリンク機構４１，４２，４３に備えられた昇降部材４６を最下方位置まで下降させるときには、第２非回転側可動部材７８は、ころ２１２が転動面２１５と非接触状態となる位置まで下降させられる。ころ２１２が固定された第２回転側可動部材８２は、昇降部材４６およびガイド軸４９の各下端に結合されている。
【００９５】
ころ２１１，２１２は、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２の各下面にそれぞれ複数個（少なくとも２個）設けられている。たとえば、第１回転側可動部材８１の下面には、図３に示すガイド軸４７の各下方に対応する位置に、ころ２１１をそれぞれ配置し、第２回転側可動部材８２の下面には、図３に示すガイド軸４９の各下方に対応する位置に、ころ２０２をそれぞれ配置することとしてもよい。すなわち、この例では、ころ２１１，２１２は、それぞれ、回転軸２５のまわりに等角度間隔で３個ずつ配置されることになる。
【００９６】
むろん、ころ２１１，２１２の配置についての変形は可能であり、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２の各下面の各２箇所または４箇所以上に、ころ２１１，２１２をそれぞれ配置してもよい。
また、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２は、リング状である必要もなく、ころ２１１，２１２をリング状の第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の上面の転動面２１４，２１５を周回して転動することができる限りにおいて、任意の形状をとることができる。
【００９７】
たとえば、第１回転側可動部材８１に代えて、第１動作変換機構ＦＴ１を構成するリンク機構３１，３２，３３がそれぞれ有する昇降部材４６の下部にそれそれ回転側可動部材を固定し、これらの回転側可動部材に、ころ２１１を固定してもよい。第２回転側可動部材８１に関しても、同様な変形が可能である。
ただし、この場合には、たとえば、図１４に示すように、スピンベース２１の下板２３に、昇降部材４６の上下動を案内するための上下動案内手段として、ブッシュ２１６，２１７を配置することが好ましい。この場合、ガイド軸４７，４９およびこれらに関連した上下動案内手段としてのブッシュ４８などは不要となる。
【００９８】
図１５は、この発明の第６の実施形態の構成を説明するための断面図である。この図１５において、上述の図１２および図１３に示された各部に対応する部分には、図１２および図１３の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、第１非回転側可動部材６８の上面にころ２０１が設けられており、このころ２０１が、第１回転側可動部材８１の下面の転動面２０４を周回して転動できるようになっている。また、第２回転側可動部材８２の下面にころ２１２が設けられており、このころ２１２が、第２非回転側可動部材７８の上面の転動面２１５を周回して転動できるようになっている。すなわち、この実施形態の構成は、上記第４の実施形態の構成と上記第５の実施形態の構成との組み合わせとなっている。
【００９９】
したがって、第１非回転側可動部材６８に関連する構成に関して、上記第４の実施形態に関連して述べたと同様な変形が可能であり、第２回転側可動部材８２に関連する構成に関して、上記第５の実施形態に関して述べたと同様の変形が可能である。
むろん、第２非回転側可動部材７８の上面にころ２０２を設けて、このころ２０２が、第２回転側可動部材８２の下面の転動面２０５を周回して転動できるようにし（図１２参照）、第１回転側可動部材８１の下面にころ２１１を設けて、このころ２１１が、第１非回転側可動部材６８の上面の転動面２１４を周回して転動できるようにしてもよい（図１３参照）。
【０１００】
この場合、第２非回転側可動部材７８に関連する構成に関して、上記第４の実施形態に関連して述べたと同様な変形が可能であり、第１回転側可動部材８１に関連する構成に関して、上記第５の実施形態に関して述べたと同様の変形が可能である。
上記第４、第５および第６の実施形態では、転動体としてころを用いているが、ころに代えて、球体（ボール）を用いてもよい。また、歯付きころ（歯車）を用いてもよく、この場合には、転動面２０４，２０５，２１４，２１５に、その歯付きころとかみ合うギヤ部（ラック）を、その歯付きころの起動に沿って円周状に形成しておけばよい。
【０１０１】
図１６は、この発明の第７の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。この図１６において、上述の図１２に示された各部に対応する部分には、図１２の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の上面に永久磁石片２２１，２２２がそれぞれ固定されており、第１回転側可動部材８１の下面および第２回転側可動部材８２の下面には永久磁石片２２４，２２５がそれぞれ固定されている。永久磁石片２２１，２２４は、上下に対向して配置されており、同極（Ｎ極またはＳ極）同士が対向させられていて、永久磁石片２２１を永久磁石片２２４を充分に近接させたとき、これらの間の反発力によって、永久磁石片２２４を永久磁石片２２１上で磁気浮遊させることができる。同様に、永久磁石片２２２，２２５は、上下に対向して配置されており、同極（Ｎ極またはＳ極）同士が対向させられている。したがって、これらを充分に近接させたとき、これらの間の反発力によって、永久磁石片２２５を永久磁石片２２２上で磁気浮遊させることができる。
【０１０２】
この構成によって、第１非回転側可動部材６８と第１回転側可動部材８１とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第１非回転側可動部材６８を上昇させたときに、その駆動力を第１回転側可動部材８１へと伝達することができる。また、第２非回転側可動部材７８と第２回転側可動部材８２とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第２非回転側可動部材７８を上昇させたときにその駆動力を第２回転側可動部材８２へと伝達することができる。
【０１０３】
永久磁石片２２１，２２２，２２４，２２５は、たとえば、いずれも回転軸２５を取り囲むリング形状のものであってもよい。ただし、対向配置された一対の永久磁石片２２１，２２２は、一方がリング状であれば、他方はリング状である必要はなく、リング形状の永久磁石片に対向する複数の位置（好ましくは等角度間隔で設定された複数（好ましくは３箇所以上）の位置）に複数の永久磁石片を同極が対向するように対向配置してもよい。他の対向配置された一対の永久磁石片２２４，２２５に関しても同様である。
【０１０４】
また、永久磁石片の代わりに電磁石装置を用いることもできる。ただし、電気配線が必要であるから、電磁石装置を使用する場合には、第１非回転側可動部材６８および／または第２非回転側可動部材７８に電磁石装置を配置し、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２には永久磁石片を適用することが好ましい。
図１７は、この発明の第８の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。この図１７において、上述の図１２に示された各部に対応する部分には、図１２の場合と同一の参照符号を付して示す。
【０１０５】
この実施形態では、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８には、上方に向けて気体を吹き出す気体吹き出し部２３１，２３２がそれぞれ設けられており、これらの気体吹き出し部２３１，２３２から吹き出された気体の圧力が第１回転側可動部材８１の下面の受圧面２３４および第２回転側可動部材８２の下面の受圧面２３５でそれぞれ受けられるようになっている。第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２の受圧面２３４，２３５は、回転軸２５を中心としたリング形状を有し、回転軸２５と直交する平面に沿っている。
【０１０６】
この構成によって、第１非回転側可動部材６８を上昇させて気体吹き出し部２３１を受圧面２３４に充分に近接させたとき、吹き出される気体の圧力によって第１回転側可動部材８１を浮遊させて上昇させることができる。同様に、第２非回転側可動部材７８を上昇させて気体吹き出し部２３２を受圧面２３５に充分に近接させると、吹き出された気体の圧力によって第２回転側可動部材８２を浮遊させて上昇させることができる。
【０１０７】
つまり、第１非回転側可動部材６８と第１回転側可動部材８１とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第１非回転側可動部材６８からの駆動力を第１回転側可動部材８１へと伝達することができる。また、第２非回転側可動部材７８と第２回転側可動部材８２とは回転軸２５まわりの相対回転が可能であり、かつ、第２非回転側可動部材７８からの駆動力を第２回転側可動部材８２へと伝達することができる。
【０１０８】
図１８に拡大して示すように、気体吹き出し部２３１，２３２は、回転軸２５を中心とした断面矩形のリング状のダクト２３６，２３７の上面に複数の気体吹き出し口２３８，２３９（複数の穴またはスリット）を形成して構成されており、ダクト２３６，２３７には、気体供給路２４１，２４２を介して、加圧気体供給源２４５からの加圧気体（空気または不活性ガス（窒素ガスなど））が供給されるようになっている。
【０１０９】
ダクト２３６，２３７は必ずしもリング状である必要はなく、リング状の受圧面２３４，２３５に沿う円周上に間隔を開けて配置された複数個のダクト部分に分割されていてもよい。
また、第１非回転側可動部材６８および第２非回転側可動部材７８の上面にリング状の受圧面を設けるとともに、これらの受圧面に向けて下方に気体を吹き出す気体吹き出し部を第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２に設けるようにしてもよい。さらに、第１非回転側可動部材６８の上面にリング状の受圧面を設け、第２非回転側可動部材７８には上方に向けて気体を吹き出す気体吹き出し部を設け、さらに、第１回転側可動部材８１には下方に向けて気体を吹き出す吹き出し部を設けるとともに、第２回転側可動部材８２の下面にリング状の受圧面を設けることとしてもよい。同様に、第１非回転側可動部材６８には上方に向けて気体を吹き出す気体吹き出し部を設け、第２非回転側可動部材７８の上面にはリング状の受圧面を設け、さらに、第１回転側可動部材８１の下面にはリング状の受圧面を設けるとともに、第２回転側可動部材８２には下方に向けて気体を吹き出す気体吹き出し部を設けることとしてもよい。ただし、これらの場合には、回転側に圧縮気体を供給する必要があるので、気体供給路の構成が複雑になるおそれがある。
【０１１０】
このように、非回転側可動部材６８，７８から回転側可動部材８１，８２へと駆動力を伝達する駆動力伝達機構として、図４に示す軸受け機構、図１２などに示す転動体機構、図１６に示す磁気浮遊機構、および図１７に示す気体浮遊機構が適用可能である。第１非回転側可動部材６８から第１回転側可動部材８１への間の駆動力の伝達と、第２非回転側可動部材７８から第２回転側可動部材８２への駆動力の伝達とに同種の駆動力伝達機構が適用される必要はなく、必要に応じて、異なる種類の駆動力伝達機構を組み合わせて適用することもできる。
【０１１１】
むろん、図１０および図１１に示された構成においても、挟持部材Ｆ１〜Ｆ３を駆動するために、上述の軸受け機構、転動体機構、磁気浮遊機構および気体浮遊機構のいずれかを選択して適用することができる。
以上、この発明の８つの実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の第１〜第３の実施形態では、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２がいずれもリング形状であるが、これらはリング形状である必要はない。また、第１および第２非回転側可動部材６８，７８についても同様であり、これらもリング形状を有している必要はない。
【０１１２】
また、上記の第１〜第３の実施形態では、連動リング３４，４４によってリンク機構３１〜３３，４１〜４３の動作がそれぞれ連動するようになっているが、第１回転側可動部材８１および第２回転側可動部材８２がリング形状である限りにおいて、環状の連動リング３４，４４を設けることなく、リンク機構３１〜３３の各昇降部材４６の昇降を連動させることができ、リンク機構４１〜４３の各昇降部材４６の昇降を連動させることができる。
【０１１３】
さらに、上記の第１〜第８の実施形態では、モータＭ１，Ｍ２およびボールねじ機構６１，６２によって第１および第２非回転側可動部材６８，７８を昇降させているが、エアシリンダ等の他の駆動機構を用いて第１および第２非回転側可動部材６８，７８を昇降させることもできる。
また、上記の第１〜第８の実施形態では、処理対象の基板として、半導体ウエハを例にとったが、この発明は、光ディスク等の他の円形基板のほか、液晶表示装置用ガラス基板などの角形基板に対しても適用が可能である。
【０１１４】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】上記基板処理装置に備えられたスピンチャックの平面図である。
【図３】上記スピンチャックのスピンベース内に備えられた動作変換機構の配置を説明するための平面図である。
【図４】スピンチャックに関連する構成を説明するための断面図である（図５のＩＶ−ＩＶ線断面）。
【図５】挟持部材を駆動するための駆動機構の構成を説明するための平面図である。
【図６】上記駆動機構によって駆動される第１および第２非回転側可動部材の構成を説明するための平面図である。
【図７】上記第１および第２非回転側可動部材から伝達される駆動力を挟持部材の動作に変換する動作変換機構の構成を説明するための斜視図である。
【図８】動作変換機構の他の部分の構成を説明するための斜視図である。
【図９】上記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置において用いられるスピンチャックの内部構成を示す平面図である。
【図１１】この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置において用いられる挟持部材の構成を示す斜視図である。
【図１２】この発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。
【図１４】上記第５の実施形態の変形例を説明するための断面図である。
【図１５】この発明の第６の実施形態の構成を説明するための断面図である。
【図１６】この発明の第７の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。
【図１７】この発明の第８の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に示された構成の主要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　スピンチャック
２　　　モータ
３　　　処理液供給管
４　　　純水供給バルブ
５　　　エッチング液供給バルブ
６　　　遮断板
７　　　昇降駆動機構
８　　　アーム
９　　　回転駆動機構
１０　　窒素ガス供給バルブ
１１　　窒素ガス供給管
１２　　純水供給バルブ
２１　　スピンベース
２２　　上板
２３　　下板
２４　　貫通孔
２５　　回転軸
２６　　中心軸ノズル
２６ａ　吐出口
２７　　ケーシング
２７ａ　上蓋部
２８　　カバー部材
２９　　シール機構
３０　　シール部材
３１，３２，３３　　リンク機構
３４　　第１連動リング
３５　　軸
３５ａ　回転軸線
３６　　レバー
３６ａ　ピン
３７　　揺動板
３７ａ　長穴
３８　　クランク部材
３８ａ　軸部
３９　　レバー
３９ａ　軸受け部
４０　　クランク部材
４０ａ　軸部
４０ｂ　軸部
４１，４２，４３　　リンク機構
４４　　第２連動リング
４５　　軸受け部材
４６　　昇降部材
４６ａ　長穴
４７　　ガイド軸
４８　　ブッシュ
５０　　機構部収容空間
５１　　ギヤケース
５２　　軸受け
５３　　軸受け
５４　　第１ギヤ
５５　　第２ギヤ
５６　　ピニオン
５７　　ピニオン
６１　　第１ボールねじ機構
６２　　第２ボールねじ機構
６３　　ねじ軸
６４　　ボールナット
６５　　軸受け部
６６　　ギヤ
６７　　ガイド軸
６８　　第１非回転側可動部材
６９　　突出部
７０　　突出部
７１　　第１軸受け
７１ｆ　非回転側リング
７１ｒ　回転側リング
７２　　第２軸受け
７２ｆ　非回転側リング
７２ｒ　回転側リング
７７　　ガイド軸
７８　　第２非回転側可動部材
７９　　突出部
８０　　突出部
８１　　第１回転側可動部材
８１ａ　肩部
８２　　第２回転側可動部材
８２ａ　孔
８４　　貫通孔
９１　　案内レール
９２　　案内ピン
９２ａ　ねじ部
９３　　ブッシュ
９４　　貫通孔
９５　　板状部
９５ａ　ウエハ支持部
９６　　当接部
９７　　センサ部
１００　制御部
３００　挟持部材
３２０　ベース部
３２１　支持部
３３１　当接部
３３２　当接部
２０１，２０２　　　ころ
２０４，２０４　　転動面
２１１，２１２　　ころ
２１４，２１５　　転動面
２１６，２１７　　ブッシュ
２２１，２２２　　永久磁石片
２２４，２２５　　永久磁石片
２３１，２３２　　気体吹き出し部
２３４，２３５　　受圧面
２３６，２３７　　ダクト
２３８，２３９　　気体吹き出し口
２４１，２４２　　気体供給路
２４５　　加圧気体供給源
ＲＰ１　　ころ配置位置
ＲＰ２　　ころ配置位置
Ｆ１〜Ｆ３　　挟持部材
ＦＴ１　第１動作変換機構
ＦＴ２　第２動作変換機構
Ｍ　　　モータ
Ｍ１　　モータ
Ｍ２　　モータ
Ｓ１〜Ｓ３　　挟持部材
Ｗ　　　ウエハ

Claims (29)

1. 基板を保持して回転させるための基板保持装置であって、
   所定の回転軸と、基板を挟持するととともに、その挟持を解除することができる複数の挟持部材とを有し、上記回転軸を中心に回転する回転部材と、
   上記回転軸に回転力を与えることによって上記回転部材を回転駆動する回転駆動機構と、
   上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた非回転側可動部材と、
   この非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる駆動手段と、
   上記非回転側可動部材の移動に伴って、この非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する回転側可動部材と、
   この回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた挟持部材の動作に変換する動作変換手段と、
   上記回転駆動機構によって上記回転部材を回転させている期間中に、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させ、その後に上記挟持部材によって基板を再び挟持させるように上記駆動手段を動作させる制御手段とを含むことを特徴とする基板保持装置。
2. 上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
3. 上記制御手段は、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させている期間に、上記回転部材の回転を加速または減速するように上記回転駆動機構を制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
4. 上記挟持部材は、基板に対して選択的に当接可能な第１当接部および第２当接部を有しており、
   上記回転部材を回転させている期間中に、基板に当接している当接部を上記第１当接部と第２当接部との間で切り換えるように上記駆動手段を動作させる制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板保持装置。
5. 上記非回転側可動部材と上記回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の軸受けをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置。
6. 上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の転動体をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置。
7. 上記非回転側可動部材および上記回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された非回転側磁石および回転側磁石をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置。
8. 上記非回転側可動部材と上記回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する気体供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置。
9. 基板を保持して回転させるための基板保持装置であって、
   所定の回転軸と、基板を挟持するととともに、その挟持を解除することができる複数の挟持部材をそれぞれ有する第１基板挟持機構および第２基板挟持機構とを備え、上記回転軸を中心に回転する回転部材と、
   上記回転軸に回転力を与えることによって上記回転部材を回転駆動する回転駆動機構と、
   上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた第１非回転側可動部材と、
   上記回転軸に平行な方向に移動可能に設けられた第２非回転側可動部材と、
   上記第１非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる第１駆動手段と、
   上記第２非回転側可動部材を上記回転軸に平行な方向に沿って移動させる第２駆動手段と、
   上記第１非回転側可動部材の移動に伴って、この第１非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する第１回転側可動部材と、
   上記第２非回転側可動部材の移動に伴って、この第２非回転側可動部材からの駆動力を受けて上記回転軸と平行な方向に移動可能であるとともに、上記回転部材とともに回転する第２回転側可動部材と、
   上記第１回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた第１基板挟持機構の動作に変換する第１動作変換手段と、
   上記第２回転側可動部材の動作を、上記回転部材に設けられた第２基板挟持機構の動作に変換する第２動作変換手段とを含むことを特徴とする基板保持装置。
10. 上記第１非回転側可動部材および上記１回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられており、さらに、上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材のうちの少なくともいずれか一方が、上記回転軸を中心とする環状に設けられていることを特徴とする請求項９記載の基板保持装置。
11. 上記第１駆動手段および第２駆動手段は、互いに独立して制御可能な第１駆動力発生源および第２駆動力発生源をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項９または１０記載の基板保持装置。
12. 上記回転駆動機構によって上記回転部材が回転されている期間中に、第１および第２駆動手段を制御することにより、上記第１基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されており、上記第２基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されていない第１挟持状態と、上記第１基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されておらず、上記第２基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されている第２挟持状態との間で切り換えを行う制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の基板保持装置。
13. 上記制御手段は、さらに、上記第１挟持状態と上記第２挟持状態との間の切り換えの際に、上記第１基板挟持機構および第２基板挟持機構の挟持部材によって基板が挟持されている中間状態となるように上記第１および第２駆動手段を制御するものであることを特徴とする請求項１２記載の基板保持装置。
14. 上記第１非回転側可動部材と上記第１回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の第１軸受けをさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置。
15. 上記第１非回転側可動部材および上記第１回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の第１転動体をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置。
16. 上記第１非回転側可動部材および上記第１回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された第１非回転側磁石および第１回転側磁石をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置。
17. 上記第１非回転側可動部材と上記第１回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する第１気体供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板保持装置。
18. 上記第２非回転側可動部材と上記第２回転側可動部材とを上記回転軸まわりの相対回転が可能であるように結合する環状の第２軸受けをさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置。
19. 上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材のうちの一方または両方に設けられ、互いの他方の表面上を転動する複数の第２転動体をさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置。
20. 上記第２非回転側可動部材および上記第２回転側可動部材は、互いに同極が対向するように配置された第２非回転側磁石および第２回転側磁石をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置。
21. 上記第２非回転側可動部材と上記第２回転側可動部材との間に両者間の間隙を保持するための気体を供給する第２気体供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板保持装置。
22. 請求項１ないし２１のいずれかに記載の基板保持装置と、
    この基板保持装置によって保持されて回転されている基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。
23. 上記処理流体供給手段は、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の周縁部の不要物を除去するためのエッチング液を供給するエッチング液供給手段を含むことを特徴とする請求項２２記載の基板処理装置。
24. 請求項１ないし８のいずれかに記載の基板保持装置によって基板を保持して回転させる基板保持方法であって、
    上記回転駆動機構によって上記回転部材を回転させる回転工程と、
    この回転工程中に、上記挟持部材による基板の挟持を解除または緩和させる解除・緩和工程と、
    この解除・緩和工程の後に、上記挟持部材によって基板を再び挟持させる再挟持工程とを含むことを特徴とする基板保持方法。
25. 上記解除・緩和工程中に、上記回転部材の回転を加速または減速するように上記回転駆動機構を制御する加減速工程をさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の基板保持方法。
26. 請求項９ないし２１のいずれかに記載の基板保持装置によって基板を保持して回転させる基板保持方法であって、
    第１および第２駆動手段を制御することにより、上記第１基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されており、上記第２基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されていない第１挟持状態とする第１挟持工程と、
    上記第１基板挟持機構の挟持部材によっては上記基板が挟持されておらず、上記第２基板挟持機構の挟持部材によって上記基板が挟持されている第２挟持状態とする第２挟持工程と、
    上記回転駆動機構によって上記回転部材が回転されている期間中に、上記第１挟持状態と第２挟持状態とを切り換える切り換え工程とを含むことを特徴とする基板保持方法。
27. 上記切り換え工程は、上記第１挟持状態と上記第２挟持状態との間の切り換えの際に、上記第１基板挟持機構および第２基板挟持機構の挟持部材によって基板が挟持されている中間状態となるように上記第１および第２駆動手段を制御する工程を含むことを特徴とする請求項２６記載の基板保持方法。
28. 請求項２４ないし２７のいずれかに記載の基板保持方法によって基板を保持して回転させる基板保持回転工程と、
    この基板保持回転工程中に、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
29. 上記処理流体供給工程は、上記基板保持装置によって保持されて回転されている基板の周縁部の不要物を除去するためのエッチング液を供給するエッチング液供給工程を含むことを特徴とする請求項２８記載の基板処理方法。

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