JP2013229552A - 基板保持回転装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の回転速度に依らずに基板の下面を保護することができ、構成が簡単であり、しかも摩擦接触に起因するパーティクルの発生を抑制する。
【解決手段】基板処理装置１は、回転台７と、回転駆動機構３と、回転台７に設けられた保持ピン１０と、基板Ｗの下面を覆うための保護ディスク１５と、保護ディスク１５を回転台７から浮上させる磁気浮上機構４１とを含む。保護ディスク１５は、下位置と、下位置よりも上方において基板Ｗの下面に接近した接近位置との間で上下動可能である。磁気浮上機構４１は、保護ディスク側永久磁石６０と、スプラッシュガード４に保持された環状のガード側永久磁石２５とを含む。ガード駆動機構５によってスプラッシュガード４を上昇させると、永久磁石２５，６０の間の磁気反発力によって、保護ディスク１５を回転台７から浮上させて接近位置に保持できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板保持回転装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに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、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、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、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

特許文献１は、回転手段によって回転される回転台と、回転台に配設されて基板を回転台表面から所定間隔を隔てて水平に位置決めする支持手段とを備えた、回転式基板処理装置の基板回転保持具を開示している。回転台上には、基板と同程度の大きさを有する上下移動部材が設けられており、回転台が回転している処理の間は上下移動部材が基板に近い上昇位置に配置される。これにより、基板の下面と上下移動部材の上面との間隔が狭くなり、基板処理中に発生したミストが基板の下面に回り込むことを防止できると説明されている。

特許文献１の図１〜図３に示された構成は、回転台の回転に伴う遠心力を受けて作動する押し上げ機構によって、上下移動部材を回転台に対して上下動するように構成されている。また、特許文献１の図４および図５には、上下移動部材の外周部にフィンを設け、回転台の回転に伴って上下移動部材が回転するときに、フィンが周囲の気体を下方へ押し下げることによって生じる揚力を利用して上下移動部材を持ち上げる構成が開示されている。

しかし、これらの構成では、基板の回転速度が低いときには、十分な遠心力または揚力を得ることができないから、上下移動部材を基板の下面に十分に接近させることができず、その結果、基板処理の際に生じるミストが基板の下面に付着する恐れがある。たとえば、基板を回転させながらブラシで基板の表面をスクラブ洗浄する場合には、基板の回転速度は１００ｒｐｍ程度であり、十分な遠心力または揚力は到底得ることができない。よって、基板の上面をスクラブ洗浄する際に、処理液のミストが基板の下面と上下移動部材との間に進入して、基板の下面を汚染する恐れがある。

一方、特許文献１の図６および図７には、エアシリンダを利用した押し上げ機構を用いて上下移動部材を上下動させる構成が開示されている。また、特許文献１の図８および図９には、上下移動部材に一端が固着されたベローズを設け、ベローズ内を加圧／吸引することによってベローズを伸縮させ、それによって上下移動部材を上下動させる構成が示されている。

ところが、これらの構成は、いずれも回転台および上下移動部材を含む回転系に上下駆動のための駆動手段が組み込まれており、その駆動手段に対して駆動力を供給する必要があるから、構造が複雑になる。そのうえ、非回転系から駆動用のエアを供給したり吸引したりする必要があるので、非回転系と回転系との間には、エア供給／吸引経路に摩擦接触する摺動部が存在することになり、そこから生じるパーティクルが基板処理に悪影響を及ぼす恐れがある。

特許第２８４５７３８号公報

この発明の目的は、基板の回転速度に依らずに基板の下面を保護することができ、構成が簡単であり、しかも摩擦接触に起因するパーティクルの発生を抑制することができる基板保持回転装置、およびこのような基板保持回転装置を備えた基板処理装置を提供することである。また、この発明の他の目的は、基板の回転速度が低いときでも基板の下面を確実に保護することができ、複雑な構成を要することもなく、かつ摩擦接触に起因するパーティクルを抑制しつつ高品質な処理を実現できる基板処理方法を提供することである。

請求項１記載の発明は、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転可能な回転台と、前記回転台を回転させる回転駆動手段と、前記回転台に設けられ、前記回転台から上方に間隔を開けて基板を水平に保持する保持部材と、前記保持部材によって保持される基板と同程度の大きさを有する保護ディスクと、前記保護ディスクを前記回転台から浮上させる磁気浮上機構とを含む、基板保持回転装置を提供する。前記保護ディスクは、前記回転台と前記保持部材による基板保持位置との間に配置され、下位置と、下位置よりも上方において前記保持部材に保持された基板の下面に接近した接近位置との間で前記回転台に対して相対的に上下動可能であるように前記回転台に取り付けられている。前記磁気浮上機構は、前記保護ディスクに取り付けられた第１磁石と、前記回転軸線と同軸の環状に形成され前記第１磁石に対して反発力を与える第２磁石と、前記第２磁石を非回転状態で支持する第１支持部材と、前記第１磁石と前記第２磁石との間の距離が変化するように前記第１支持部材と前記回転台とを相対移動させる第１相対移動機構とを含み、前記第１磁石と前記第２磁石との間の反発力によって、前記保護ディスクを前記回転台から浮上させるように構成されている。

この発明によれば、回転駆動手段によって回転される回転台には、保持部材が設けられており、この保持部材によって回転台から上方に間隔を開けた状態で基板を水平に保持することができる。回転台には、基板と同程度の大きさを有する保護ディスクが取り付けられており、この保護ディスクは、回転台に対して相対的に上下動可能である。すなわち、保護ディスクは、下位置と、下位置よりも上方において保持部材に保持された基板の下面に接近した接近位置との間で回転台に対して相対的に上下動することができる。保護ディスクを駆動するために、磁気浮上機構が備えられている。すなわち、磁気浮上機構は、保護ディスクに取り付けられた第１磁石と、第１支持部材によって非回転状態で支持される第２磁石と、第１支持部材と回転台とを相対移動させる第１相対移動機構とを含む。

この構成により、第１支持部材と回転台とを相対移動させ、第１磁石の下方の十分に接近した位置に第２磁石を配置することにより、それらの間に働く反発力によって、保護ディスクを回転台から浮上させて接近位置へと導き、その接近位置で保持することができる。
非回転系から回転系への駆動力の伝達は、非回転系に設けられた第２磁石と回転系に設けられた第１磁石との間に働く反発磁力を利用することによって、非接触で達成される。したがって、構成が簡単であるうえに、回転台が回転していて、それに応じて保護ディスクに取り付けられた第１磁石が回転しているときでも、非接触の状態で伝達される駆動力によって、保護ディスクを接近位置に保持することができる。

また、回転台の回転速度が低速の場合やその回転が停止しているときでも、第１支持部材と回転台とを接近させれば、第２磁石からの反発力を受けた第１磁石が保護ディスクを回転台の表面から浮上させるから、保護ディスクを基板の下面に十分に接近させることができる。
このように、この発明の構成により、基板の回転速度に依らずに基板の下面を確実に保護でき、構成も簡単であり、かつ回転時に生じる摩擦接触に起因するパーティクルを抑制した基板保持回転装置を提供することができる。

保護ディスクが下位置にあるときは、保護ディスクと基板の下面との間に空間が形成されるので、この空間を利用して、基板搬送ロボットから保持部材に基板を渡したり、基板搬送ロボットが保持部材から基板を受け取ったりすることができる。
前記第２磁石は、前記回転軸線と同軸の環状に形成された磁極を有することが好ましい。より具体的には、第２磁石は、前記第１磁石が描く回転軌跡に対応したリング状の磁極を有していることが好ましい。これにより、回転台とともに第１磁石が回転するときも、第１磁石と第２磁石との間の反発力が継続的にかつ安定的に作用するので、保護ディスクを確実に接近位置に保持できる。

前記第１相対移動機構は、前記第１支持部材を上下動する機構であってもよいし、前記回転台を上下動する機構であってもよいし、前記第１支持部材および前記回転台の両方を上下動する機構であってもよい。
また、第１相対移動機構は、必ずしも第１支持部材と回転台とを相対的に上下動させる機構である必要はなく、回転軸線と交差する方向から第２磁石を第１磁石に接近させることによって、それらの間に反発力を作用させるように構成されていてもよい。

請求項２記載の発明は、前記保持部材は、基板を保持する保持位置と、前記保持位置から退避した退避位置との間で変位する可動保持部材を含み、前記可動保持部材に取り付けられた第１磁性体と、前記回転軸線と同軸の環状に形成され前記第１磁性体との間に磁力を生じる第２磁性体と、前記第２磁性体を非回転状態で支持する第２支持部材と、前記第１磁性体と前記第２磁性体との間の距離が変化するように前記第２支持部材と前記回転台とを相対移動させる第２相対移動機構とを含み、前記第１磁性体と前記第２磁性体との間の磁力によって前記可動保持部材を前記保持位置に保持する磁気駆動機構をさらに含む、請求項１に記載の基板保持回転装置である。

この構成によれば、可動保持部材に取り付けられた第１磁性体と、第２支持部材によって非回転状態で支持された第２磁性体との間の磁力を利用して、非接触状態で可動保持部材を保持位置に保持することができる。したがって、可動保持部材を保持位置に保持するための構成も簡単である。しかも、可動保持部材を保持位置に保持するための駆動力の伝達も磁力による非接触状態で行うことができるので、回転時の摩擦接触に起因するパーティクルの発生を一層抑制することができる。

第２磁性体は、回転軸線と同軸の環状に形成されているので、回転台とともに第１磁性体が回転するときでも、いずれの回転位置においても、第１磁性体および第２磁性体の間に安定した磁力を作用させることができるから、可動保持部材を保持位置に確実に保持でき、それによって基板の保持を確実にすることができる。
前記第１磁性体および第２磁性体は、いずれか一方または両方が磁石であることが好ましい。

前記第２相対移動機構は、前記第２支持部材を上下動する機構であってもよいし、前記回転台を上下動する機構であってもよいし、前記第２支持部材および前記回転台の両方を上下動する機構であってもよい。また、前記第２相対移動機構は第２支持部材および／または回転台を上下動する機構に限らず、たとえば、第２支持部材を前記回転軸線と交差する方向に移動させ、それによって前記第２磁性体を前記第１磁性体に対して接近／離隔させる機構であってもよい。

請求項３記載の発明は、前記第２磁性体が前記第２磁石であり、前記第２支持部材が前記第１支持部材であり、前記第２相対移動機構が前記第１相対移動機構であって、前記磁気駆動機構および前記磁気浮上機構が、前記第２磁石、前記第１支持部材および前記第１相対移動機構を共有しており、前記第２磁石が所定位置にあるときに、当該第２磁石と前記第１磁石との間の反発力によって前記保護ディスクが前記接近位置に保持され、かつ当該第２磁石と前記第１磁性体との間に働く磁力によって前記可動保持部材が前記保持位置に保持される、請求項２に記載の基板保持回転装置である。

この構成によれば、磁気駆動機構および磁気浮上機構が前記第２磁石、前記第１支持部材および前記第１相対移動機構を共有していて、第１相対移動機構によって前記回転台と前記第１支持部材とを相対移動させることによって、保護ディスクを駆動でき、かつ可動保持部材を駆動することができる。これにより、構成を一層簡単にすることができる。
請求項４記載の発明は、前記保護ディスクの前記回転台に対する上方への相対移動を前記接近位置において規制する規制部材をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。この構成によれば、磁力によって浮上させられる保護ディスクの上方への相対移動を規制部材によって規制することができるので、保護ディスクを確実に基板の下面に接近した接近位置に配置することができる。とくに、前記接近位置が、保護ディスクが基板の下面に接触しない位置であって、基板の下面から微小間隔を開けた位置である場合に、当該微小な間隔を保持することができる。

請求項５記載の発明は、前記回転台に設けられ、前記保護ディスクの相対上下動を案内する案内機構をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。この構成により、保護ディスクの回転台に対する相対上下動を安定化させることができる。
請求項６記載の発明は、前記回転台に取り付けられ、前記保持部材によって保持された基板と前記回転台との間の空間を側方から覆う側方覆い部材をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板保持回転装置である。この構成によれば、回転台と基板との間の空間が側方から覆われるから、この空間内に側方の雰囲気を巻き込むことを抑制できる。それによって、回転中の基板の周囲の気流を安定にすることができる。

前記側方覆い部材は、前記保護ディスクに固定されることが好ましい。この場合、前記保護ディスクが前記接近位置に配置されている状態で、保護ディスクと回転台との間の空間が前記側方覆い部材によって覆われるように構成されていることが好ましい。そして、保護ディスクが下位置にあるときは、保護ディスクと基板の下面との間の空間の側方が開放され、この空間が、基板の搬入／搬出のために利用できるようになっていることが好ましい。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持回転装置と、
前記基板保持回転装置に保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段とを含む、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、基板の下面を保護ディスクで覆った状態で、基板の上面に処理液を供給し、その処理液によって基板の上面を処理できる。したがって、処理液のミストが発生しても、そのミストが基板の下面に到達することを抑制できる。その結果、基板の下面に対して処理液を供給したりすることなく、かつ基板の下面を清浄な状態に保持して、基板の上面に対する処理を選択的に行うことができる。より具体的には、基板の下面を乾燥状態に保持し、かつその基板下面の汚染を招くことなく、基板の上面に対して処理液による処理を施すことができる。

基板保持回転装置は、前述の通り、基板の回転停止時または低速回転時においても保護ディスクを接近位置に保持して基板の下面を確実に保護することができ、構成も簡単であり、回転時の摺動に起因するパーティクルの発生も少ない。それにより、複雑な構成を要することなく、基板の下面に対するミストの付着を抑制し、かつパーティクルの発生の少ない清浄な環境の中で、基板上面を処理液を用いて選択的に処理できる。

請求項８記載の発明は、前記基板保持回転装置によって保持された基板に前記処理液供給手段から供給され、前記基板の表面から当該基板の外方へと排出される処理液を受ける受け部材をさらに含み、前記受け部材に前記第１支持部材が固定されており、前記第１相対移動機構が、前記受け部材と前記回転台とを相対移動させるように構成されている、請求項７に記載の基板処理装置である。この構成によれば、基板の表面から基板の外方へ排出される処理液を受ける受け部材と回転台とを相対移動させるための機構を、第２磁石を支持する第１支持部材を移動するための機構として兼用することができる。これによって、構成を一層簡単にすることができる。

具体的には、前記受け部材と前記回転台との相対位置を基板の表面から排出される処理液が受け部材によって受けられる処理位置とするときに、前記第１および第２磁石の間の反発力によって前記保護ディスクが前記接近位置に保持されるように構成されていることが好ましい。さらにまた、当該処理位置において、前記第２磁石からの磁力を前記第１磁性体が受けて、前記可動保持部材が前記保持位置に保持されるように構成されていることが好ましい。

請求項９記載の発明は、前記基板保持回転装置によって保持されて回転される基板と前記接近位置に配置された前記保護ディスクとの間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項７または８に記載の基板処理装置である。この構成によれば、保護ディスクと基板との間に不活性ガスが供給されるので、基板の下面に対する処理液ミストの付着を一層効果的に抑制することができる。

請求項１０記載の発明は、前記保護ディスクが、前記保持部材によって保持された基板の縁部において前記不活性ガスの流路を絞る絞り部を上面に有している、請求項９に記載の基板処理装置である。この構成によれば、基板の縁部において不活性ガスの流路が絞られるので、基板の周辺における不活性ガスの流速が大きくなる。これによって、保護ディスクと基板の下面との間の空間に処理液ミストが進入することを一層効果的に抑制することができる。

請求項１１記載の発明は、前記不活性ガス供給手段が、前記回転台の回転中心から前記保持部材によって保持された基板の周縁部に向けて放射状に不活性ガスを吹き出す不活性ガスノズルを含む、請求項９または１０に記載の基板処理装置である。この構成によれば、不活性ガスノズルから不活性ガスが放射状に吹き出されることによって、保護ディスクと基板の下面との間の空間において、回転台の回転中心から基板の周縁部に向かう不活性ガスの安定した流れを形成することができる。これにより、当該空間への処理液ミストの進入をさらに効果的に抑制できる。

請求項１２記載の発明は、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転可能な回転台に設けられた保持部材によって基板を水平に保持する保持工程と、前記回転台を回転させることによって、前記保持部材によって保持された前記基板を回転させる回転工程と、前記回転台に対して相対的に上下動可能に取り付けられ前記基板と同程度の大きさを有する保護ディスクを、当該保護ディスクに取り付けられた第１磁石と前記回転軸線と同軸に非回転状態で設けられた環状の第２磁石とを接近させることによって、前記第１磁石および第２磁石間の反発力により、前記基板の下面に接近した接近位置まで前記回転台に対して相対的に浮上させて前記基板の下面を覆う下面被覆工程と、前記保持工程および前記回転工程と並行して、前記保護ディスクによって下面が覆われた前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給工程とを含む、基板処理方法である。

この方法によれば、回転台に取り付けられた保護ディスクで基板の下面を覆いながら、基板を回転させつつ、基板の上面に処理液を供給し、基板の上面を当該処理液によって処理できる。保護ディスクは、当該保護ディスクに取り付けられた第１磁石と非回転状態で設けられた環状の第２磁石との間に作用する反発力によって、基板の下面に接近した接近位置に浮上した状態で保持される。したがって、基板停止時や、基板の回転が低速であるときでも、保護ディスクを基板の下面に確実に接近させて、その基板の下面への処理液ミストの付着を確実に抑制できる。しかも、第１磁石および第２磁石の間の反発力を利用して保護ディスクを浮上させて保持する構成であるので、回転系に保護ディスクを上下動させる駆動手段を備える必要がない。よって、構成を複雑化することなく、必要時に保護ディスクを基板の下面に接近させることができる。また、第１磁石および第２磁石は非接触状態で反発力を伝達できるので、回転時の摩擦接触に起因するパーティクルの発生も抑制できる。

請求項１３記載の発明は、前記保持部材は、基板を保持する保持位置と、前記保持位置から退避した退避位置との間で変位する可動保持部材を含み、前記保持工程は、前記可動保持部材に取り付けられた磁性体に磁力を及ぼして前記可動保持部材を前記保持位置に保持する工程を含む、請求項１２に記載の基板処理方法である。この方法によれば、回転台に備えられる可動保持部材の保持位置への保持が磁力を利用して行われるので、可動保持部材に対する保持力の伝達も非接触状態で行うことができる。よって、一層簡単な構成で基板の上面を選択的に処理でき、かつ回転時の摩擦接触に起因するパーティクルの発生を一層抑制できる。

請求項１４記載の発明は、前記下面被覆工程が、前記第２磁石を所定位置に配置することにより、当該第２磁石と前記第１磁石との間の反発力によって前記保護ディスクを前記接近位置に浮上させて保持する工程であり、前記保持工程が、前記第２磁石を前記所定位置に配置することにより、前記第２磁石と前記磁性体との間に働く磁力によって前記可動保持部材を前記保持位置に保持する工程である、請求項１３に記載の基板処理方法である。

この方法では、第１磁石および第２磁石の間の反発力によって保護ディスクを接近位置に保持でき、かつ第２磁石と磁性体との間の磁力によって可動保持部材を保持位置に保持できる。つまり、保護ディスクの上下動および可動保持部材の駆動のための構成を共有できるので、一層簡単な構成で、基板下面への処理液ミストの付着を防止しつつ、基板の上面に対する選択的な処理を行うことができる。

請求項１５記載の発明は、前記保護ディスクの前記回転台に対する上方への相対移動を、規制部材によって前記接近位置に規制する工程をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。これにより、保護ディスクを接近位置に確実に配置できるので、保護ディスクと基板の下面との相対位置関係（とくにそれらの間の間隔）を正確に規定することができる。

請求項１６記載の発明は、前記回転されている前記基板の外方へと排出される処理液を受け部材で受ける工程をさらに含み、前記受け部材に前記第２磁石が支持されており、前記下面被覆工程が、前記受け部材と前記回転台とを接近させる工程を含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法によれば、基板の外方へと排出される処理液を受ける受け部材と回転台とを接近させると、第１および第２磁石の間の反発力によって保護ディスクを接近位置に浮上させて保持することができる。つまり、受け部材と回転台との相対移動のための構成を、回転ディスクの駆動のための構成に兼用することができる。その結果、構成を一層簡単にすることができる。

前記受け部材および前記回転台を接近させたときに、前記第２磁石からの磁力が前記第１磁性体に作用して、前記可動保持部材が前記保持位置に移動して保持されることが好ましい。これによって、受け部材と回転台との相対移動のための機構を可動保持部材の駆動のために兼用できるから、構成をより一層簡単にすることができる。
請求項１７記載の発明は、前記処理液供給工程と並行して、前記回転されている基板と前記接近位置に配置された前記保護ディスクとの間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程をさらに含む、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法により、保護ディスクと基板の下面との間の空間に不活性ガスを供給できるので、基板の下面に対する処理液ミストの付着を一層抑制できる。

請求項１８記載の発明は、前記保護ディスクが、前記保持部材によって保持された基板の縁部に対向する位置の上面に絞り部を有しており、前記不活性ガス供給工程と並行して、前記絞り部によって前記不活性ガスの流路を絞る工程をさらに含む、請求項１７に記載の基板処理方法である。この方法によれば、基板の周縁部において不活性ガスの流路が絞られるので、保護ディスクと基板の縁部からとの間から、不活性ガスの高速な気流が外方に吹き出されることになる。それによって、保護ディスクと基板の下面との間の空間に処理液ミストが進入することを一層確実に抑制することができる。

請求項１９記載の発明は、前記不活性ガス供給工程が、前記回転台の回転中心から前記保持部材によって保持された基板の周縁部に向けて放射状に不活性ガスを吹き出す工程を含む、請求項１７または１８に記載の基板処理方法である。この方法によれば、回転台の回転中心から基板の周縁部に向かう不活性ガスの安定な気流を形成できるので、保護ディスクと基板の下面との間への処理液ミストの進入をさらに確実に抑制できる。

請求項２０記載の発明は、前記下面被覆工程と並行して実行され、前記回転台に取り付けられた側方覆い部材によって、前記保持部材によって保持された基板と前記回転台との間の空間を側方から覆う工程をさらに含む、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法である。この方法により、回転台と基板の下面との間に周囲の雰囲気が巻き込まれにくくなるので、回転台の周囲の気流を安定にすることができるから、処理液ミストの発生を抑制して、一層高品質な基板処理を実現することができる。

図１は、この発明の第１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解的な断面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられたスピンチャックのより具体的な構成を説明するための平面図である。 図３は、図２の構成の底面図である。 図４は、図２の切断面線IV−IVから見た断面図である。 図４Ａは、図４の構成の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図５は、スピンチャックに備えられた可動ピンの近傍の構成を拡大して示す断面図である。 図６は、前記基板処理装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 図７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解的な断面図である。 図８は、この発明の第３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解的な断面図である。 図９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図解的な断面図である。 図１０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図解的な断面図である。 図１１は、保護ディスクの位置を検出するための構成例を示す図である。 図１２は、保護ディスクの位置を検出するための他の構成例を示す図である。 図１３は、保護ディスクの位置を検出するためのさらに他の構成例を示す図である。 図１４は、保護ディスクの位置を検出するためのさらに他の構成例を示す図である。 図１５は、保持ピンおよび保護ディスクの他の構成例を示す断面図である。 図１６は、保持ピンおよび保護ディスクの他の構成例を示す平面図である。

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、この発明の第１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解的な断面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハ等の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、スピンチャック２と、回転駆動機構３と、スプラッシュガード４と、ガード駆動機構５とを備えている。

スピンチャック２は、鉛直方向に沿う回転軸線６のまわりに回転可能な回転台７を備えている。回転台７の回転中心の下面にボス９を介して回転軸８が結合されている。回転軸８は鉛直方向に沿って延びており、回転駆動機構３からの駆動力を受けて、回転軸線６まわりに回転するように構成されている。回転駆動機構３は、たとえば、回転軸８を駆動軸とする電動モータであってもよい。スピンチャック２は、さらに、回転台７の上面の周縁部に周方向に沿って間隔を開けて設けられた複数本（この実施形態では６本）の保持ピン１０を備えている。保持ピン１０は、ほぼ水平な上面を有する回転台７から一定の間隔を開けた上方の基板保持高さにおいて、基板Ｗを水平に保持するように構成されている。

スピンチャック２は、さらに、回転台７の上面と保持ピン１０による基板保持高さとの間に配置された保護ディスク１５を備えている。保護ディスク１５は、回転台７に対して上下動可能に結合されており、回転台７の上面に近い下位置と、当該下位置よりも上方において保持ピン１０に保持された基板Ｗの下面に微小間隔を開けて接近した接近位置との間で移動可能である。保護ディスク１５は、基板Ｗと同程度の大きさを有する円盤状の部材であって、保持ピン１０に対応する位置には当該保持ピン１０を回避するための切り欠きが形成されている。

スプラッシュガード４は、スピンチャック２の周囲を側方から取り囲む筒状の部材であり、スピンチャック２に保持された基板Ｗから外方へと排出される処理液を受ける受け部材である。より詳細には、スプラッシュガード４は、回転軸線６と同軸の円筒部２１と、円筒部２１の内壁面から回転軸線６に接近する内方に向かって斜め上方に突出した上ガイド部２２および下ガイド部２３とを備えている。上ガイド部２２は、部分円錐面に沿う形状に形成されていて、その内側縁がスピンチャック２の外方に所定の間隔を開けて配置されている。下ガイド部２３は、上ガイド部２２から一定の間隔を開けて下方に設けられており、やはり、部分円錐面に沿う形状を有している。下ガイド部２３の内側縁は、平面視において、スピンチャック２の外周縁よりも内方にまで達している。上ガイド部２２および下ガイド部２３の間に、スピンチャック２に保持された基板Ｗから排出される処理液を受け入れるための処理液ポート２４が区画されている。

スプラッシュガード４を回転軸線６に沿って上下動させるために、ガード駆動機構５が設けられている。ガード駆動機構５は、たとえばエアシリンダやボールねじ機構のような直線駆動機構を含んでいてもよい。
基板処理装置１は、さらに、処理液供給ユニット３０と、ブラシ洗浄機構３５とを備えている。処理液供給ユニット３０は、基板Ｗの表面に向けて処理液を吐出する処理液ノズル３１を含み、処理液供給源３２からの処理液を処理液供給管３３を介して処理液ノズル３１に供給するように構成されている。処理液供給管３３の途中には、処理液バルブ３４が介装されている。したがって、処理液バルブ３４を開閉することにより、処理液ノズル３１からの処理液の吐出／停止を切り換えることができる。

ブラシ洗浄機構３５は、基板Ｗの上面に接触して基板Ｗをスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ３６と、洗浄ブラシ３６を先端部に保持する揺動アーム３７と、揺動アーム３７を駆動するためのアーム駆動機構３８とを備えている。アーム駆動機構３８は、揺動アーム３７を水平面に沿って揺動させたり、揺動アーム３７を上下動させたりすることができるように構成されている。この構成により、基板Ｗがスピンチャック２に保持されて回転しているときに、洗浄ブラシ３６を基板Ｗの上面に押し付け、かつその押し付け位置を基板Ｗの半径方向に移動させることにより、基板Ｗの上面の全域をスクラブ洗浄することができる。

このスクラブ洗浄の際に、処理液ノズル３１から処理液（たとえば純水（deionized water：脱イオン水））が供給されることによって、基板Ｗの表面の異物が取れやすくなり、また、洗浄ブラシ３６によって擦り落とされた異物を基板外へと排出することができる。
回転軸８は、中空軸であって、その内部に、不活性ガス供給管７０が挿通されている。不活性ガス供給管７０の下端には不活性ガス供給源７１からの不活性ガスを導く不活性ガス供給路７２が結合されている。不活性ガス供給路７２の途中には不活性ガスバルブ７３が介装されている。不活性ガスバルブ７３は、不活性ガス供給路７２を開閉する。不活性ガスバルブ７３を開くことによって、不活性ガス供給管７０へと不活性ガスが送り込まれる。この不活性ガスは、後述する構成によって、保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間に供給される。このように、不活性ガス供給管７０、不活性ガス供給源７１、不活性ガス供給路７２および不活性ガスバルブ７３などによって、不活性ガス供給ユニット７４が構成されている。

基板処理装置１は、その各部の制御のために制御装置４０を備えている。制御装置４０は、回転駆動機構３、ガード駆動機構５、処理液バルブ３４、アーム駆動機構３８、不活性ガスバルブ７３などを制御するように構成されている。
図２はスピンチャック２のより具体的な構成を説明するための平面図であり、図３はその底面図であり、図４は図２の切断面線IV−IVから見た断面図である。

回転台７は、水平面に沿った円盤状に形成されていて、回転軸８に結合されたボス９に結合されている。複数本の保持ピン１０は、回転台７の上面の周縁部に周方向に沿って等間隔に配置されている。保持ピン１０は、回転台７に対して不動の固定ピン１１と、回転台７に対して可動の可動ピン１２とを含む。この実施形態では、隣り合って配置された２本の保持ピン１０が可動ピン１２とされている。保持ピン１０は、それぞれ、回転台７に結合された下軸部５１と、下軸部５１の上端に一体的に形成された上軸部５２とを含み、下軸部５１および上軸部５２がそれぞれ円柱形状に形成されている。上軸部５２は、下軸部５１の中心軸線から偏心して設けられている。下軸部５１の上端と上軸部５２の下端との間をつなぐ表面は、上軸部５２から下軸部５１の周面に向かって下降するテーパ面５３を形成している。

可動ピン１２は、図５に図解されている通り、下軸部５１がその中心軸線と同軸の回転軸線１２ａまわりに回転可能であるように回転台７に結合されている。より詳細には、下軸部５１の下端部には、回転台７に対して軸受け５４を介して支持された支持軸５５が設けられている。支持軸５５の下端には、ピン駆動用永久磁石５６を保持した磁石保持部材５７が結合されている。ピン駆動用永久磁石５６は、たとえば、磁極方向を可動ピン１２の回転軸線１２ａに対して直交する方向に向けて配置されている。

保護ディスク１５は、基板Ｗと同程度の大きさを有するほぼ円盤状の部材である。保護ディスク１５の外周部には、保持ピン１０に対応する位置に、保持ピン１０の外周面から一定の間隔を確保して当該保持ピン１０を縁取るように切り欠き１６が形成されている。保護ディスク１５の中央領域には、ボス９に対応した円形の開口が形成されている。
ボス９よりも回転軸線６から遠い位置には、保護ディスク１５の下面に、回転軸線６と平行に鉛直方向に延びたガイド軸１７が結合されている。ガイド軸１７は、この実施形態では、保護ディスク１５の周方向に等間隔を開けた３箇所に配置されている。より具体的には、回転軸線６から見て、１本おきの保持ピン１０に対応する角度位置に３本のガイド軸１７がそれぞれ配置されている。ガイド軸１７は、回転台７の対応箇所に設けられたリニア軸受け１８と結合されており、このリニア軸受け１８によって案内されながら、鉛直方向、すなわち回転軸線６に平行な方向へ移動可能である。したがって、ガイド軸１７およびリニア軸受け１８は、保護ディスク１５を回転軸線６に平行な上下方向に沿って案内する案内機構１９を構成している。

ガイド軸１７は、リニア軸受け１８を貫通しており、その下端に、外向きに突出したフランジ２０を備えている。フランジ２０がリニア軸受け１８の下端に当接することにより、ガイド軸１７の上方への移動、すなわち保護ディスク１５の上方への移動が規制される。すなわち、フランジ２０は、保護ディスクの上方への移動を規制する規制部材である。
ガイド軸１７よりも回転軸線６から遠い外方であって、かつ保持ピン１０よりも回転軸線６に近い内方の位置には、保護ディスク側永久磁石６０を保持した磁石保持部材６１が、保護ディスク１５の下面に固定されている。保護ディスク側永久磁石６０は、この実施形態では、磁極方向を上下方向に向けて磁石保持部材６１に保持されている。たとえば、保護ディスク側永久磁石６０は、下側にＳ極を有し、上側にＮ極を有するように磁石保持部材６１に固定されていてもよい。磁石保持部材６１は、この実施形態では、周方向に等間隔を開けて６箇所に設けられている。より具体的には、回転軸線６から見て、隣り合う保持ピン１０の間（この実施形態では中間）に対応する角度位置に、各磁石保持部材６１が配置されている。さらに、回転軸線６からみて６個の磁石保持部材６１によって分割（この実施形態では等分）される６個の角度領域のうち、一つおきの角度領域内（この実施形態では当該角度領域の中央位置）に、３本のガイド軸１７がそれぞれ配置されている。

回転台７には、６個の磁石保持部材６１に対応する６箇所に、貫通孔６２が形成されている。各貫通孔６２は、対応する磁石保持部材６１をそれぞれ回転軸線６と平行な鉛直方向に挿通させることができるように形成されている。保護ディスク１５が下位置にあるとき、図１に示すように、磁石保持部材６１は貫通孔６２を挿通して回転台７の下面よりも下方に突出しており、保護ディスク側永久磁石６０は、回転台７の下面よりも下方に位置している。

スプラッシュガード４の下ガイド部２３は、その上端縁（内側縁）に、ガード側永久磁石２５を保持した磁石保持部２６を有している。ガード側永久磁石２５は、回転軸線６と同軸の円環状に形成されていて、回転軸線６に直交する平面（水平面）に沿って配置されている。ガード側永久磁石２５は、より具体的には、回転軸線６に対して、保護ディスク側永久磁石６０よりも遠く、かつピン駆動用永久磁石５６よりも近い位置に配置されている。つまり、平面視において、円環状のガード側永久磁石２５は、保護ディスク側永久磁石６０とピン駆動用永久磁石５６との間に位置している。また、ガード側永久磁石２５は、保護ディスク側永久磁石６０よりも低い位置に配置されている。ガード側永久磁石２５の磁極方向は、この実施形態では、水平方向、すなわち回転台７の回転半径方向に沿っている。保護ディスク側永久磁石６０が下面にＳ極を有する場合には、ガード側永久磁石２５は、回転半径方向内方に同じ磁極、すなわちＳ極をリング状に有するように構成される。

スプラッシュガード４が基板Ｗから外方に排出される処理液を受ける処理位置（図４参照）に配置されているとき、上ガイド部２２および下ガイド部２３の間に区画された処理液ポート２４は、基板Ｗに対して水平方向に対向している。この処理位置にスプラッシュガード４があるとき、ガード側永久磁石２５は、その半径方向外方に配置されたリング状の磁極をピン駆動用永久磁石５６に対して水平方向に対向させる。これによって、ガード側永久磁石２５とピン駆動用永久磁石５６との間に働く磁力によって、可動ピン１２が保持位置へと駆動されて、その保持位置に保持されることになる。

前述のとおり、可動ピン１２は、回転軸線１２ａから偏心した位置に上軸部５２を有している（図５参照）。したがって、下軸部５１の回転により、上軸部５２は、回転軸線６から離れた遠い開放位置と、回転軸線６に近づいた保持位置との間で変位することになる。ピン駆動用永久磁石５６は、ガード側永久磁石２５からの吸引磁力を受けたときに、上軸部５２が回転軸線６に近づいた保持位置へと移動するように配置されている。ガード側永久磁石２５は回転軸線６と同軸の円環状に形成されているので、可動ピン１２の回転軸線６まわりの回転位置によらずに、すなわち回転台７が回転中であっても、ガード側永久磁石２５とピン駆動用永久磁石５６との間の吸引磁力が保持され、それによって、可動ピン１２は基板Ｗを保持する保持位置に保持される。

一方、スプラッシュガード４が処理位置（図４参照）にあるとき、ガード側永久磁石２５と保護ディスク側永久磁石６０との間に反発磁力が働き、保護ディスク側永久磁石６０は、上向きの外力を受ける。それによって、保護ディスク１５は、保護ディスク側永久磁石６０を保持している磁石保持部材６１から上向きの力を受けて、基板Ｗの下面に接近した処理位置に保持される。

スプラッシュガード４がスピンチャック２の側方から退避した退避位置まで下降されているとき、ガード側永久磁石２５と保護ディスク側永久磁石６０との間の反発磁力は小さく、そのため、保護ディスク１５は、自重によって回転台７の上面に近い下位置に保持される。また、ガード側永久磁石２５がピン駆動用永久磁石５６に対向しないので、可動ピン１２には、当該可動ピン１２をその保持位置へと付勢する外力が働かない。

この実施形態では、スプラッシュガード４には、上ガイド部２２よりもさらに上方に、解除用永久磁石２７を保持した磁石保持部２８が設けられている。スプラッシュガード４が下位置にあるとき、解除用永久磁石２７が、ピン駆動用永久磁石５６に対向する。解除用永久磁石２７は、回転軸線６と同軸の円環状に形成されていて、回転台７の回転半径内方にリング状の磁極を有している。この回転半径内方の磁極は、ガード側永久磁石２５の回転半径外方の磁極と同極性である。解除用永久磁石２７は、ピン駆動用永久磁石５６に対して、可動ピン１２を開放位置へと回転変位させる磁力を発生する。より具体的には、ガード側永久磁石２５が外側にリング状のＮ極を有しているとすれば、解除用永久磁石２７は内側にリング状のＮ極を有するように構成しておけばよい。

このようにして、スプラッシュガード４が下位置にあるとき、保護ディスク１５は回転台７の上面に近い下位置にあり、可動ピン１２はその開放位置に保持されることになる。この状態では、スピンチャック２に対して基板Ｗを搬入および搬出する基板搬送ロボットは、その基板保持ハンド４５を保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間に進入させることができる。

保護ディスク側永久磁石６０と、ガード側永久磁石２５と、スプラッシュガード４を昇降させるガード駆動機構５とは、永久磁石２５，６０の間の反発力によって保護ディスク１５を回転台７の表面から上方へと浮上させて処理位置へと導く磁気浮上機構４１を構成している。また、ピン駆動用永久磁石５６と、ガード側永久磁石２５と、ガード駆動機構５とは、永久磁石２５，５６の間の磁力によって可動ピン１２をその保持位置に保持する磁気駆動機構４２を構成している。

すなわち、磁気浮上機構４１および磁気駆動機構４２は、ガード側永久磁石２５と、ガード側永久磁石２５を支持する支持部材としてのスプラッシュガード４と、スプラッシュガード４を昇降させるガード駆動機構５とを共有している。そして、スプラッシュガード４が処理位置にあるときに、ガード側永久磁石２５と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力によって保護ディスク１５が接近位置に保持され、かつガード側永久磁石２５とピン駆動用永久磁石５６との間の磁気吸引力によって可動ピン１２がその保持位置に保持される。

図４Ａに拡大して示すように、回転軸８の上端に結合されたボス９は、不活性ガス供給管７０の上端部を支持するための軸受け機構７５を保持している。軸受け機構７５は、ボス９に形成された凹所７６に嵌め込まれて固定されたスペーサ７７と、スペーサ７７と不活性ガス供給管７０との間に配置された軸受け７８と、同じくスペーサ７７と不活性ガス供給管７０との間において軸受け７８よりも上方に設けられた磁性流体軸受け７９とを備えている。

ボス９は、水平面に沿って外方に突出したフランジ８１を一体的に有しており、このフランジ８１に回転台７が結合されている。さらに、フランジ８１には、回転台７の内周縁部を挟み込むように前述のスペーサ７７が固定されていて、このスペーサ７７に、カバー８４が結合されている。カバー８４は、ほぼ円盤状に形成されており、不活性ガス供給管７０の上端を露出させるための開口を中央に有し、この開口を底面とした凹所８５がその上面に形成されている。凹所８５は、水平な底面と、その底面の周縁から外方に向かって斜め上方に立ち上がった倒立円錐面状の傾斜面８３とを有している。凹所８５の底面には、整流部材８６が結合されている。整流部材８６は、回転軸線６のまわりに周方向に沿って間隔を開けて離散的に配置された複数個（たとえば４個）の脚部８７を有し、この脚部８７によって凹所８５の底面から間隔をあけて配置された底面８８を有している。底面８８の周縁部から、外方に向かって斜め上方へと延びた倒立円錐面からなる傾斜面８９が形成されている。

カバー８４の上面外周縁には外向きにフランジ８４ａが形成されている。このフランジ８４ａは、保護ディスク１５の内周縁に形成された段差部１５ａと整合するようになっている。すなわち、保護ディスク１５が基板Ｗの下面に接近した接近位置にあるとき、フランジ８４ａと段差部１５ａとが合わさり、カバー８４の上面と保護ディスク１５の上面とが同一平面内に位置して、平坦な不活性ガス流路を形成する。

このような構成により、不活性ガス供給管７０の上端から流出する不活性ガスは、カバー８４の凹所８５内において整流部材８６の底面８８によって区画された空間に出る。この不活性ガスは、さらに、凹所８５の傾斜面８３および整流部材８６の傾斜面８９によって区画された放射状の流路８２を介して、回転軸線６から離れる放射方向に向かって吹き出されることになる。この不活性ガスは、保護ディスク１５と保持ピン１０によって保持された基板Ｗの下面との間の空間に不活性ガスの気流を形成し、当該空間から基板Ｗの回転半径方向外方へ向かって吹き出す。

保護ディスク１５は、保持ピン１０によって保持された基板Ｗの周縁部において不活性ガスの流路を絞る絞り部９０を上面に有している。絞り部９０は、この実施形態では、保護ディスク１５の周縁から上方に立ち上がった突条からなる。この構成によって、保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間から外方に吹き出される不活性ガス流の流速が高速になるので、基板Ｗの下面の空間への雰囲気（とくに処理液のミスト）が進入することを確実に回避または抑制することができる。

図６は、基板処理装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。処理対象の基板Ｗは、基板搬送ロボットの基板保持ハンド４５によって当該基板処理装置１内に搬入され、スピンチャック２に渡される（ステップＳ１）。このとき、スプラッシュガード４はスピンチャック２の側方から下方に退避した退避位置（下位置）に配置されている。よって、ピン駆動用永久磁石５６には解除用永久磁石２７が対向していて、可動ピン１２は開放位置に保持されている。また、スプラッシュガード４の下ガイド部２３に保持されたガード側永久磁石２５は回転台７から下方に遠く離れているので、ガード側永久磁石２５と保護ディスク側永久磁石６０との間に働く反発磁力は小さい。そのため、保護ディスク１５は回転台７の上面に近接した下位置に位置している。よって、保持ピン１０による基板保持高さと保護ディスク１５の上面との間には、基板保持ハンド４５が入り込むことができる十分な空間が確保されている。

基板保持ハンド４５は、保持ピン１０の上端よりも高い位置で基板Ｗを保持した状態で当該基板Ｗをスピンチャック２の上方まで搬送する。その後、基板保持ハンド４５は、回転台７の上面に向かって下降する。その過程において、基板Ｗが、基板保持ハンド４５から保持ピン１０に渡される。基板保持ハンド４５は、基板Ｗの下面と保護ディスク１５との間の空間まで下降し、その後、保持ピン１０の間を通ってスピンチャック２の側方へと退避していく。

次に、制御装置４０は、ガード駆動機構５を制御して、スプラッシュガード４を処理位置まで上昇させる（ステップＳ２）。これによって、上ガイド部２２および下ガイド部２３によって区画される処理液ポート２４が、スピンチャック２の側方、より具体的には基板Ｗの側方に対向する。また、下ガイド部２３の内方縁に保持された円環状のガード側永久磁石２５がピン駆動用永久磁石５６に対向する。それによって、可動ピン１２が開放位置から保持位置へと駆動されて、その保持位置に保持される。こうして、固定ピン１１および可動ピン１２によって基板Ｗが握持される。さらにまた、スプラッシュガード４が処理位置へと上昇する過程で、ガード側永久磁石２５が保護ディスク側永久磁石６０に下方から接近して、それらの永久磁石２５，６０の間の距離が縮まり、それに応じて、それらの間に働く反発磁力が大きくなる。この反発磁力によって、保護ディスク１５が回転台７の上面から基板Ｗに向かって浮上する。そして、スプラッシュガード４が処理位置に達するときまでに、保護ディスク１５が基板Ｗの下面に微小間隔を開けて接近した接近位置に達し、ガイド軸１７の下端に形成されたフランジ２０がリニア軸受け１８に当接する。これにより、保護ディスク１５は、前記接近位置に保持されることになる。

この状態で、制御装置４０は不活性ガスバルブ７３を開き、不活性ガスの供給を開始する（ステップＳ３）。供給された不活性ガスは、不活性ガス供給管７０の上端から吐出され、整流部材８６等の働きによって、接近位置にある保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の狭空間に向かって、回転軸線６を中心とした放射状に吹き出される。この不活性ガスは、さらに、保護ディスク１５の周縁部に形成された絞り部９０と基板Ｗの下面の周縁部との間に形成されるオリフィスによって加速され、基板Ｗの側方に高速な吹き出し気流を形成する。

制御装置４０は、さらに、回転駆動機構３を制御して、回転台７の回転を開始し、これによって基板Ｗを回転軸線６まわりに回転させる（ステップＳ４）。回転速度は、たとえば、１００ｒｐｍ程度とされてもよい。その状態で、制御装置４０は、処理液バルブ３４を開く。これによって、処理液ノズル３１から基板Ｗの上面に向けて処理液が供給される（ステップＳ５）。供給された処理液は、基板Ｗの上面において遠心力を受け、その外方へと広がり、基板Ｗの表面の全域に至る。基板Ｗから遠心力によって外方へと排出される処理液は、スプラッシュガード４によって受けられて、排液されることになる。一方、制御装置４０は、アーム駆動機構３８を制御することにより、ブラシ洗浄機構３５による基板Ｗの上面のスクラブ洗浄を実行する（ステップＳ６）。したがって、基板Ｗの上面に対して、処理液を供給しながら洗浄ブラシ３６によるスクラブ洗浄が行われることになる。

このような基板処理の間、基板Ｗの下面は、保護ディスク１５によって覆われた状態となっている。しかも、保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間には、外向きの不活性ガス気流が形成されており、この不活性ガスが外方へと高速に吹き出している。そのため、スピンチャック２の周辺に処理液のミストが分散したとしても、このようなミストが基板Ｗの下面に付着することを回避または抑制することができる。よって、基板Ｗの下面に対してバックリンス等の処理を施すことなく、その乾燥状態を保持したままで、当該基板Ｗの下面への処理液ミストの付着を回避または抑制しながら、基板Ｗの上面に対する選択的なスクラブ洗浄処理を実行することができる。

このようなスクラブ洗浄の後、制御装置４０は、アーム駆動機構３８を制御して洗浄ブラシ３６をスピンチャック２の上方からその側方へと退避させ、処理液バルブ３４を閉じて、処理液ノズル３１からの処理液の吐出を停止させる（ステップＳ７）。さらに、制御装置４０は、回転駆動機構３を制御することによって、回転台７の回転速度を加速する。これにより、基板Ｗの上面および周端面の液滴を遠心力によって振り切ることにより基板Ｗを乾燥させるスピンドライ処理が実行される（ステップＳ８）。このスピンドライ処理のときの基板Ｗの回転速度は、たとえば１５００〜３０００ｒｐｍである。

予め定める時間だけスピンドライ処理を行った後、制御装置４０は、回転駆動機構３を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ９）。さらに、制御装置４０は、不活性ガスバルブ７３を閉じて、不活性ガスの供給を停止する（ステップＳ１０）。そして、制御装置４０は、ガード駆動機構５を制御することにより、スプラッシュガード４を下方の退避位置へと下降させる（ステップＳ１１）。スプラッシュガード４が下降する過程で、ガード側永久磁石２５と保護ディスク側永久磁石６０との間の距離が広がり、それらの間の磁気反発力が減少していく。それに伴い、保護ディスク１５は、その自重によって、案内機構１９によって案内されながら、回転台７の上面に向かって降下していく。これにより、保護ディスク１５の上面と基板Ｗの下面との間には、基板搬送ロボットの基板保持ハンド４５を進入させることができるだけの空間が確保される。一方、ガード側永久磁石２５はピン駆動用永久磁石５６に対向しなくなるので、可動ピン１２を保持位置へと付勢する外力が失われる。代わって、解除用永久磁石２７がピン駆動用永久磁石５６に対向することにより、可動ピン１２は開放位置へと付勢されることになる。これによって、基板Ｗの握持が解除される。

次いで、制御装置４０は、基板搬送ロボットを制御し、基板保持ハンド４５を保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間に確保された空間に進入させる。そして、基板保持ハンド４５は、保持ピン１０に保持されている基板Ｗをすくい取り、その後に、スピンチャック２の側方へと退避する。こうして、処理済みの基板Ｗが搬出される（ステップＳ１２）。
以上のようにこの実施形態によれば、スプラッシュガード４に保持されたガード側永久磁石２５は、回転軸線６と同軸の円環状に形成されているので、回転台７の回転中において、終始、ピン駆動用永久磁石５６に対向し、かつ保護ディスク側永久磁石６０に対して十分な磁気反発力を与え続ける。これにより、回転台７の回転中において、可動ピン１２を保持位置へと付勢する外力と、保護ディスク１５を基板Ｗの下面に接近した接近位置に保持するための外力とを、非回転系に配置されたガード側永久磁石２５から非接触状態で与えることができる。しかも、回転台７の回転を利用して駆動力を得る構成ではないので、スクラブ洗浄処理工程のように基板Ｗが低速回転しているときであっても、また、たとえ基板Ｗの回転が停止しているときであっても、可動ピン１２は十分な基板保持力を発揮でき、かつ保護ディスク１５は確実に接近位置に保たれる。よって、基板Ｗの下面に処理液ミストが付着することを確実に回避または抑制しながら、基板Ｗの上面に対する処理を行うことができる。

また、この実施形態においては、保護ディスク１５を回転台７の上方で浮上させる磁気浮上機構４１と、可動ピン１２を駆動するための磁気駆動機構４２とが、スプラッシュガード４に保持されたガード側永久磁石２５を共通に利用する構成となっている。そのため、スプラッシュガード４を昇降するためのガード駆動機構５を、磁気浮上機構４１および磁気駆動機構４２の駆動源として共用することができ、それによって構成を著しく簡単にすることができる。さらにまた、磁気浮上機構４１および磁気駆動機構４２は、回転台７とともに回転する回転系に駆動手段を組み込んだ構成ではないため、それらの構成も簡単であって、それによって基板処理装置１の構成を一層簡単にすることができる。さらにまた、磁気浮上機構４１および磁気駆動機構４２は、磁力を用いて、非接触で非回転系から回転系へと駆動力を伝達する構成であるので、回転台７の回転時に駆動力伝達経路で摩擦接触が生じない。それによって、パーティクルの発生を低減して、清浄度の高い基板処理を実現することができる。

さらにまた、この実施形態では、接近位置にある保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間に不活性ガスが供給されるため、基板Ｗの下面への処理液ミストの付着を一層効果的に回避または抑制することができる。そして、整流部材８６等の働きによって、回転軸線６から基板Ｗの外周縁に向かって放射状に不活性ガスが吹き出されるので、基板Ｗの下面と保護ディスク１５との間に不活性ガスの安定な外向き気流を形成することができる。これによっても、基板Ｗの下面への処理液ミストの付着をより一層効果的に回避または抑制できる。そしてまた、保護ディスク１５の外周縁には絞り部９０が設けられていて、基板Ｗの外周縁近傍において、不活性ガスの高速な外向き気流を形成できるようになっている。これによって、処理液ミストが保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間に進入することをさらに効果的に回避または抑制できる。

図７は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置１０２の構成を説明するための図解的な断面図である。図７において、図１の各部の対応部分には同一参照符号を付す。第１の実施形態では、スプラッシュガード４を昇降するためのガード駆動機構５を磁気浮上機構４１および磁気駆動機構４２のための駆動源として兼用しているが、この第２の実施形態においては、磁気浮上機構４１のための専用の駆動源が設けられている。

すなわち、この第２の実施形態においては、磁気浮上機構４１は、保護ディスク側永久磁石６０と、ディスク昇降用永久磁石６４と、昇降アクチュエータ６５とを含む。ディスク昇降用永久磁石６４は、回転軸線６を中心として水平面に沿って配置された円環状の永久磁石片であり、保護ディスク側永久磁石６０に対して下方から対向する円環状の磁極を有している。その磁極の極性は、保護ディスク側永久磁石６０の下側の磁極と同じ極性である。したがって、ディスク昇降用永久磁石６４は、保護ディスク側永久磁石６０に対して、上向きの反発磁力を作用させる。ディスク昇降用永久磁石６４は、円環状の磁石保持部材６６に内蔵されて保持されている。磁石保持部材６６に、昇降アクチュエータ６５の作動軸６５ａが結合されている。

昇降アクチュエータ６５は、たとえば、エアシリンダからなり、作動軸６５ａを回転軸線６に平行な方向に上下動させるように構成されている。昇降アクチュエータ６５の動作は、制御装置４０によって制御される。これにより、昇降アクチュエータ６５は、ディスク昇降用永久磁石６４を上位置と下位置とに配置できる。下位置は、ディスク昇降用永久磁石６４が回転台７から充分に下方に位置し、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間に、それらの間の磁気反発力が保護ディスク１５に作用する重力をよりも小さくなるような充分な距離が確保されるように設定されている。上位置は、下位置よりも上方の位置であり、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力によって、磁石保持部材６１に結合された保護ディスク１５が基板Ｗの下面に接近した接近位置（処理高さ）まで上昇させられる位置に設定されている。

したがって、昇降アクチュエータ６５を作動させてディスク昇降用永久磁石６４を下位置から上位置まで上昇させると、その過程で、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力が保護ディスク１５に作用する重力およびその他の上昇抵抗力（摩擦力等）を上回る。それにより、保護ディスク１５が回転台７の上面から浮上し、基板Ｗの下面に接近した接近位置（処理高さ）まで上昇する。保護ディスク１５の上昇は、ガイド軸１７の下端に設けられたフランジ２０がリニア軸受け１８の下端に当接することによって規制される。一方、昇降アクチュエータ６５を作動させてディスク昇降用永久磁石６４を上位置から下位置まで下降させると、その過程で、保護ディスク１５に作用する重力が、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力およびその他の下降抵抗力（摩擦力等）を上回る。それにより、保護ディスク１５が接近位置から下降して、回転台７に到達する。

このように、第２の実施形態では、磁気浮上機構４１は、専用のディスク昇降用永久磁石６４と、それを上下動させる専用の昇降アクチュエータ６５とを有している。これにより、保護ディスク１５の上下動を、スプラッシュガード４の昇降動作および可動ピン１２の駆動から独立させることができる。したがって、たとえば、スプラッシュガード４に上下方向に積層された複数の処理液ポートを設け、処理液の種類に応じて処理液ポートを切り換えて用いる場合に、処理液ポートの切り換えと関係なく、保護ディスク１５を接近位置に保持することが可能になる。

図８は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置１０３の構成を説明するための図解的な断面図である。図８において、図７の各部の対応部分には同一参照符号を付す。この第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様に、磁気浮上機構４１のための専用の駆動源が設けられている。
すなわち、この第３の実施形態においては、磁気浮上機構４１は、保護ディスク側永久磁石６０と、ディスク昇降用永久磁石６４と、昇降アクチュエータ１１１とを含む。ディスク昇降用永久磁石６４は、回転軸線６を中心として水平面に沿って配置された円環状の永久磁石片であり、保護ディスク側永久磁石６０に対して下方から対向する円環状の磁極を有している。その磁極の極性は、保護ディスク側永久磁石６０の下側の磁極と同じ極性である。したがって、ディスク昇降用永久磁石６４は、保護ディスク側永久磁石６０に対して、上向きの反発磁力を作用させる。ディスク昇降用永久磁石６４は、円環状の磁石保持部材６６に内蔵されて保持されている。磁石保持部材６６に、昇降アクチュエータ１１１の作動部材１１１ａが結合されている。

昇降アクチュエータ１１１は、ボールねじ機構１１２および電動モータ１１３を含み、作動部材１１１ａを回転軸線６に平行な方向に上下動させるように構成されている。ボールねじ機構１１２は、回転軸線６に平行な上下方向に沿って配置されたねじ軸１１４と、ねじ軸１１４に螺合したボールナット１１５とを含み、ボールナット１１５に作動部材１１１ａが結合されている。ねじ軸１１４の上端は軸受け１１６に支持されており、ねじ軸１１４の下端はカップリング１１７を介して電動モータ１１３の駆動軸１１３ａに結合されている。電動モータ１１３には、その駆動軸１１３ａの回転位置を検出する回転位置検出ユニット１１８が付設されている。回転位置検出ユニット１１８は、たとえば、ロータリエンコーダを含み、その出力信号は制御装置４０に入力されている。

昇降アクチュエータ１１１の動作、より具体的には電動モータ１１３の動作は、制御装置４０によって制御される。これにより、昇降アクチュエータ１１１は、ディスク昇降用永久磁石６４を上位置と下位置との間の任意の高さに配置できる。下位置は、ディスク昇降用永久磁石６４が回転台７から充分に下方に位置し、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間に、それらの間の磁気反発力が保護ディスク１５に作用する重力をよりも小さくなるような充分な距離が確保されるように設定されている。上位置は、下位置よりも上方の位置であり、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力によって、磁石保持部材６１に結合された保護ディスク１５が基板Ｗの下面に接近した接近位置（処理高さ）まで上昇させられる位置に設定されている。

したがって、昇降アクチュエータ１１１を作動させてディスク昇降用永久磁石６４を下位置から上位置まで上昇させると、その過程で、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力が保護ディスク１５に作用する重力およびその他の上昇抵抗力（摩擦力等）を上回る。それにより、保護ディスク１５が回転台７の上面から浮上し、基板Ｗの下面に接近した接近位置（処理高さ）まで上昇する。保護ディスク１５の上昇は、ガイド軸１７の下端に設けられたフランジ２０がリニア軸受け１８の下端に当接することによって規制される。一方、昇降アクチュエータ１１１を作動させてディスク昇降用永久磁石６４を上位置から下位置まで下降させると、その過程で、保護ディスク１５に作用する重力が、ディスク昇降用永久磁石６４と保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力およびその他の下降抵抗力（摩擦力等）を上回る。それにより、保護ディスク１５が接近位置から下降して、回転台７に到達する。

昇降アクチュエータ１１１は、ボールねじ機構１１２等で構成されているので、ディスク昇降用永久磁石６４の位置を、前述のような上位置と下位置との間の任意の中間位置に制御することもできる。より具体的には、制御装置４０は、回転位置検出ユニット１１８の出力信号を参照することによって電動モータ１１３の駆動軸１１３ａの回転位置を検出し、その回転位置に基づいて、ディスク昇降用永久磁石６４の高さを間接的に検出する。これにより、制御装置４０は、ディスク昇降用永久磁石６４の高さを、上位置と下位置との間の任意の高さに制御できる。これにより、保護ディスク１５の位置を、上下２つの位置だけでなく、回転台７とスピンチャック２上における基板保持高さとの間の任意の高さ位置に制御できる。

制御装置４０は、基板Ｗに対する処理内容に応じて保護ディスク１５の高さを変更するようにプログラムされていてもよい。たとえば、洗浄ブラシ３６によって基板Ｗの上面をスクラブ洗浄するときには、基板Ｗが下方に撓む。そこで、制御装置４０は、保護ディスク１５を回転台７から浮上させ、基板Ｗが下方に撓んだときにも保護ディスク１５に接触しないように設定したスクラブ洗浄高さに配置してもよい。すなわち、制御装置４０は、保護ディスク１５がこのような高さとなるように、昇降アクチュエータ１１１を制御してもよい。一方、基板Ｗに対して薬液やリンス液を供給するだけでスクラブ洗浄を行わない液処理や、基板Ｗを回転させて液成分を振り切るスピンドライ処理のときは、基板Ｗが大きく下方に撓むことはない。そこで、制御装置は、スクラブ洗浄高さよりも上方に保護ディスク１５を配置し、保護ディスク１５と基板Ｗの下面との距離を狭めるように昇降アクチュエータ１１１を制御してもよい。これにより、基板Ｗの下面への処理液ミストの侵入をより確実に防ぐことができる。

このように、第３の実施形態においても、磁気浮上機構４１は、専用のディスク昇降用永久磁石６４と、それを上下動させる専用の昇降アクチュエータ１１１とを有している。これにより、保護ディスク１５の上下動を、スプラッシュガード４の昇降動作および可動ピン１２の駆動から独立させることができる。それに加えて、昇降アクチュエータ１１１は、保護ディスク１５を回転台７と基板保持高さとの間の任意の高さに制御できるように構成されているので、処理内容等に応じて保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間を適切に調整することができる。

図９は、この発明の第４の実施形態に係る基板処理装置１０４の構成を説明するための図解的な断面図である。図９において、図８の各部の対応部分には同一参照符号を付す。
この実施形態では、ディスク昇降用永久磁石６４（以下「第１のディスク昇降用永久磁石６４」などという。）に加えて、保護ディスク側永久磁石６０に上方から対向する第２のディスク昇降用永久磁石６７が設けられている。すなわち、保護ディスク側永久磁石６０は、第１および第２のディスク昇降用永久磁石６４，６７によって、上下から挟まれている。第２のディスク昇降用永久磁石６７は、回転軸線６を中心として水平面に沿って配置された円環状の永久磁石片であり、保護ディスク側永久磁石６０に対して上方から対向する円環状の磁極を有している。その磁極の極性は、保護ディスク側永久磁石６０の上側の磁極と同じ極性である。したがって、第２のディスク昇降用永久磁石６７は、保護ディスク側永久磁石６０に対して、下向きの反発磁力を作用させる。したがって、保護ディスク側永久磁石６０は、下方からは第１のディスク昇降用永久磁石６４からの上向き反発磁力を受け、上方からは第２のディスク昇降用永久磁石６７からの下向き反発磁力を受ける。そして、保護ディスク側永久磁石６０は、それらの反発磁力および保護ディスク１５等に作用する重力等が均衡する位置において、第１および第２のディスク昇降用永久磁石６４，６７の間に非接触で保持される。

第１および第２のディスク昇降用永久磁石６４，６７は、円環状の磁石保持部材６８に内蔵されて保持されている。磁石保持部材６８に、昇降アクチュエータ１１１の作動部材１１１ａが結合されている。磁石保持部材６８は、周方向に直交する断面が横向きＵ字状（この実施形態では外向きのＵ字状）となるように構成されており、第１のディスク昇降用永久磁石６４を保持する円環状の下保持部６８ａと、第２のディスク昇降用永久磁石６７を保持する円環状の上保持部６８ｂと、これらの内側縁同士を結合する円筒状の連結筒部６８ｃとを含む。下保持部６８ａおよび上保持部６８ｂの間には、連結筒部６８ｃの外側に、保護ディスク側永久磁石６０を収容するための空間が形成されている。この空間内に磁石保持部材６１の先端部６１ａが回転半径方向外方側から挿入されている。

磁石保持部材６１は、この実施形態では、保護ディスク１５から垂れ下がった垂れ下がり部６１ｂと、その下端から回転軸線６に接近するように内方に延びた先端部６１ａとを有し、略Ｌ字状に形成されている。その先端部６１ａに、保護ディスク側永久磁石６０が埋設されている。
第１および第２のディスク昇降用永久磁石６４，６７は、いずれも円環状の磁極を有しているので、スピンチャック２がいずれの回転位置にあるときでも、保護ディスク側永久磁石６０は、第１および第２のディスク昇降用永久磁石６４，６７からの磁力を受けて、それらの間に非接触状態で保持される。

このような構成により、第３の実施形態と同様の作用効果を実現できる。加えて、保護ディスク側永久磁石６０が上下から磁気反発力を受けるので、その上下位置を正確に制御できる。これにより、保護ディスク１５の位置制御精度を高めることができ、基板Ｗの下面への処理液ミスト等の付着を一層抑制できる。
図１０は、この発明の第５の実施形態に係る基板処理装置１０５の構成を説明するための図解的な断面図である。図１０において、図７の各部の対応部分には同一参照符号を付す。この第５の実施形態においても、第２の実施形態と同様に、磁気浮上機構４１のための専用の駆動源が設けられている。

すなわち、この第５の実施形態においては、磁気浮上機構４１は、保護ディスク側永久磁石６０と、ディスク昇降用電磁石装置９７と、高さ制御用電磁石装置９８とを含む。
ディスク昇降用電磁石装置９７は、回転軸線６を中心として水平面に沿って配置された円環状の磁極９７ａを有し、この円環状の磁極９７ａが、保護ディスク側永久磁石６０に対して下方から対向している。ディスク昇降用電磁石装置９７に第１方向の電流を通電して励磁すると、磁極９７ａには、保護ディスク側永久磁石６０の下側の磁極と同じ極性の磁極が現れる。また、ディスク昇降用電磁石装置９７に第１方向とは反対の第２方向の電流を通電して励磁すると、磁極９７ａには、保護ディスク側永久磁石６０の下側の磁極とは異なる極性の磁極が現れる。したがって、ディスク昇降用電磁石装置９７は、第１方向の電流を通電したときに、保護ディスク側永久磁石６０に対して、上向きの反発磁力を作用させる。また、ディスク昇降用電磁石装置９７は、第２方向の電流を通電したときに、保護ディスク側永久磁石６０に対して、下向きの吸引磁力を作用させる。通電を停止すればそれらの磁力は消滅する。

したがって、ディスク昇降用電磁石装置９７に第２方向の電流を通電している状態、またはディスク昇降用電磁石装置９７に通電していない状態では、保護ディスク１５は回転台７に近い下位置に制御される。一方、ディスク昇降用電磁石装置９７に第１方向の電流を通電すると、磁極９７ａと保護ディスク側永久磁石６０との間の反発磁力によって、保護ディスク１５を回転台７の上方へと浮上させることができる。ディスク昇降用電磁石装置９７への通電は、制御装置４０によって制御される。

高さ制御用電磁石装置９８は、回転軸線６を中心として水平面に沿って配置された円環状の磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…をそれぞれ有する複数の電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…を有している。磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…は、互いに等しい半径を有する円筒状の磁極面を外方（回転軸線６とは反対方向）に向けた状態で、等間隔で回転軸線６と平行な上下方向に沿って配列されている。より具体的には、磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…は、保護ディスク側永久磁石６０が上下動および回転運動によって通過する円筒状の通過域に沿って、磁石保持部材６１と干渉せず、かつ保護ディスク側永久磁石６０に対して磁力を及ぼし得るように配置されている。図１０の構成例では、保護ディスク側永久磁石６０の通過域の内側に磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…が配置されているが、当該通過域の外側に磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…を配置しても差し支え無い。また、磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…は、保護ディスク側永久磁石６０の通過域の内側および外側に振り分けて配置することもできる。

電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…は、それぞれ、一方向への電流の通電によって磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…に一方の極性の磁力が現れ、他方向への電流の通電によって磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…に他方の極性の磁力が現れるように構成されている。よって、各磁極ｍ１，ｍ２，ｍ３，…と保護ディスク側永久磁石６０との間には、各電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…への通電方向および保護ディスク側永久磁石６０の高さ位置に応じて、吸引磁力（引力）または反発磁力（斥力）が働く。それらの磁力の大きさは、通電される電流の大きさに依存する。

そこで、電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…への通電方向および電流の大きさを制御位相制御）することによって、保護ディスク側永久磁石６０の高さ位置を制御することができる。すなわち、制御装置４０は、電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…への通電を制御することにより、保護ディスク側永久磁石６０の高さ、すなわち保護ディスク１５の高さを制御できる。

制御装置４０は、保護ディスク１５を回転台７から浮上させ、その高さを制御するときに、ディスク昇降用電磁石装置９７に第１方向の電流を通電し、かつ制御目標高さに応じて電磁石ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，…への通電を制御する。これにより、保護ディスク１５を回転台７と基板保持高さとの間の制御目標高さに配置することができる。したがって、第３の実施形態の場合と同様に、たとえば、処理内容に応じた適切な高さに保護ディスク１５を配置できる。

なお、ディスク昇降用電磁石装置９７に通電する電流の大きさを制御すれば、その磁極９７ａと保護ディスク側永久磁石６０との間の磁気反発力の大きさを制御できる。これを利用して、保護ディスク側永久磁石６０の高さ、すなわち保護ディスク１５の高さを制御することができる。そこで、高さ制御用電磁石装置９８を省き、ディスク昇降用電磁石装置９７への通電制御によって、保護ディスク１５の高さを制御してもよい。

図１１は、保護ディスク１５の位置を検出するための構成例を示す図である。この構成例では、保護ディスク１５が回転台７上の下位置にあるか否かを検出するためのフォトセンサ１２１が設けられている。フォトセンサ１２１の出力信号は、制御装置４０に入力される。フォトセンサ１２１は、回転台７の側方に配置され、その検出光軸１２１ａが、保護ディスク１５の下位置に整合する水平面に沿うように調整されている。保護ディスク１５が下位置にあるとき、フォトセンサ１２１の検出光軸１２１ａと保護ディスク１５とが重なる。したがって、保護ディスク１５による光の遮断または光の反射を検出することによって、保護ディスク１５が下位置にあることを検出できる。これにより、制御装置４０は、保護ディスク１５が下位置にあるかどうかを確認でき、それによって、磁気浮上機構４１の動作確認を行える。

図１２は、保護ディスク１５の位置を検出するための他の構成例を示す図である。この構成例では、保護ディスク１５の回転台７上における高さを検出するためのラインセンサ１２２が設けられている。ラインセンサ１２２の出力信号は、制御装置４０に入力される。ラインセンサ１２２は、複数の光軸ａ１，ａ２，ａ３，…を有する多光軸型のラインセンサであり、それらの複数の光軸ａ１，ａ２，ａ３，…が異なる高さに位置するように設定されている。すなわち、複数の光軸ａ１，ａ２，ａ３，…は、互いに平行であり、いずれも水平面に沿っており、回転台７の上面と基板保持高さとの間において、保護ディスク１５の異なる高さ位置に整合するように配置されている。したがって、保護ディスク１５の高さに応じて、いずれかの光軸ａ１，ａ２，ａ３，…と保護ディスク１５とが重なる。したがって、各光軸を通る光の保護ディスク１５による遮断、または当該光軸を通る光の保護ディスク１５による反射を検出することによって、保護ディスク１５の高さを検出できる。これにより、制御装置４０は、保護ディスク１５の高さに関する情報を得て、磁気浮上機構４１の動作確認またはその制御を行える。

図１３は、保護ディスク１５の位置を検出するためのさらに他の構成例を示す図である。この構成例では、保護ディスク１５の回転台７上における高さを検出するためのカメラ１２３が設けられている。カメラ１２３が出力する映像信号は、制御装置４０に入力される。カメラ１２３は、スピンチャック２の側方から回転台７と基板保持高さとの間の領域を撮影するように配置されている。したがって、その撮影領域には保護ディスク１５が含まれている。制御装置４０は、カメラ１２３が出力する映像信号を処理することによって、保護ディスク１５の高さを演算する。これにより、制御装置４０は、保護ディスク１５の高さに関する情報を得て、磁気浮上機構４１の動作確認またはその制御を行える。

図１４は、保護ディスク１５の位置を検出するためのさらに他の構成例を示す図である。この構成例では、保護ディスク１５の回転台７上における高さを検出するための距離センサ１２４が設けられている。距離センサ１２４の出力信号は、制御装置４０に入力される。距離センサ１２４は、図１４の構成例では、磁石保持部材６１の下方に配置され、この磁石保持部材６１までの距離を検出するように構成されている。磁石保持部材６１は保護ディスク１５に結合されているので、距離センサ１２４によって検出される距離は、保護ディスク１５の回転台７上における高さに対応している。距離センサ１２４は、探査超音波や探査光のような探査信号を発生し、磁石保持部材６１によって反射された当該探査信号を検出することによって距離を計測するように構成されていてもよい。制御装置４０は、距離センサ１２４の出力信号に基づいて保護ディスク１５の高さに関する情報を得ることができ、それに基づいて磁気浮上機構４１の動作確認またはその制御を行える。

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、図４に二点鎖線で示す通り、保護ディスク１５の周縁部には、基板Ｗの下面と回転台７との間の空間を側方から覆う側方覆い部材としてのスカート部９３が固定されていてもよい。スカート部９３は、保護ディスク１５の周縁部に沿った円環状に形成されており、その周方向に直交する切断面がほぼ横向きＬ字状に形成されている。より具体的には、スカート部９３は、スカート部９３の下面に沿って水平に延びた水平部９４と、水平部９４から回転台７の外方において垂直に垂れ下がった垂れ下がり部９５とを有している。スカート部９３は、保護ディスク１５が接近位置に位置しているときは、保護ディスク１５の下面と回転台７との間の空間を側方から覆い、この空間に周囲の雰囲気が巻き込まれることを抑制する。これにより、スピンチャック２の周辺の気流が安定化されるので、より一層高品質な基板処理が可能になる。保護ディスク１５が下位置にあるときは、保護ディスク１５とともにスカート部９３が下方に退避しており、保護ディスク１５の上面と保持ピン１０による基板保持高さとの間の空間は、側方に開放している。したがって、当該空間に基板保持ハンド４５を進入させて、基板Ｗの搬入／搬出を行うことができる。

また、前述の実施形態では、スプラッシュガード４を昇降するためのガード駆動機構５を磁気駆動機構４２のための駆動源として兼用しているが、磁気駆動機構４２のための駆動源を別途設けてもよい。
また、前述の実施形態では、可動ピン１２を磁力によって駆動する磁気駆動機構４２が設けられているが、回転台７に可動ピン１２を駆動するための駆動機構を組み込むこととしてもよい。また、前述の実施形態では、保護ディスク１５と基板Ｗの下面との間の空間に不活性ガスを供給しているが、このような不活性ガスの供給を省いてもよい。

また、前述の動作例では、基板の回転を停止した後に不活性ガスの供給を停止しているが、スピンドライ処理の開始とともに不活性ガスの供給を停止しても差し支えない。
また、前述の実施形態では、洗浄ブラシによって基板Ｗの上面をスクラブ洗浄する例を説明したけれども、洗浄ブラシを用いる代わりに、二流体ノズルによって基板Ｗの表面に液滴の噴流を供給して基板Ｗの上面を洗浄する構成に対しても、この発明を適用できる。その他にも、超音波を付与した処理液を基板の表面に供給する超音波洗浄や、加圧された処理液の高速流を基板の表面に供給して基板の洗浄を行う高圧ジェット洗浄などの基板処理に対しても、この発明の適用が可能である。洗浄処理の他にも、基板の表面にレジストを塗布する塗布処理や、露光後のレジスト膜に現像液を供給する現像処理に対しても、この発明を適用することができる。

さらにまた、前述の実施形態では、永久磁石同士の吸引力を利用して可動ピン１２を駆動する構成について説明したが、たとえば、ピン駆動用永久磁石５６の代わりに、可動ピン１２の回転軸線１２ａに対して偏心した位置に磁化されていない磁性体を配置しても、同様の動作が可能である。また、可動ピン１２の回転軸線１２ａに対して偏心した位置に永久磁石を配置するとともに、ガード側永久磁石２５および解除用永久磁石２７に対応する位置に磁化されていない磁性体をそれぞれ配置することによっても、同様の動作を実現することができる。

さらに、前述の実施形態では、ガード側永久磁石２５の磁極方向を水平方向としたが、これは一例であり、ガード側永久磁石２５の磁極方向を鉛直方向としてもよく、磁極方向が水平面に対して斜めになっていてもよい。
また、前述の実施形態では、スピンチャック２の回転台７が一定の高さに配置されている一方で、スプラッシュガード４が回転軸線６に沿って上下動する構成を説明している。しかし、スプラッシュガード４を固定しておき、スピンチャック２を上下動させることによっても、同様の動作が可能である。さらにまた、スピンチャック２およびスプラッシュガード４の両方を上下動させることによっても同様の動作が可能である。

また、前述の実施形態では、保持ピン１０および保護ディスク１５が平面視で重なっていない場合について説明したが、図１５および図１６に示すように、保持ピン１０および保護ディスク１５が平面視で重なっていてもよい。

図１５は、保持ピン１０および保護ディスク１５の他の構成例を示す断面図である。図１６は、保持ピン１０および保護ディスク１５の他の構成例を示す平面図である。図１５は、図１６に示す矢印ＸＶの方向に見た図である。図１５に示すように、保持ピン１０（固定ピン１１および可動ピン１２のそれぞれ）は、回転台７の上方に配置された円柱状の下軸部５１と、下軸部５１の上端に一体的に形成された円柱状の上軸部５２とを含み、上軸部５２が、下軸部５１の中心軸線から偏心して設けられている。下軸部５１の上端と上軸部５２の下端との間をつなぐ表面は、上軸部５２から下軸部５１の外周面に向かって下降するテーパ面５３を形成している。

図１５に示すように、この構成例では、保持ピン１０が、さらに、保持ピン１０の外周面から保持ピン１０の中心軸線の方に凹む筒状の凹部１０ａを備えている。凹部１０ａは、下軸部５１の外周部に設けられている。したがって、保持ピン１０は、基板Ｗの周端面に接触する接触部としての上軸部５２よりも外径が大きい円柱状または円板状の大径部５１ａと、大径部５１ａよりも外径が小さい小径部５１ｂとを含む。小径部５１ｂは、大径部５１ａから下方に延びており、大径部５１ａと同軸である。したがって、上軸部５２は、大径部５１ａおよび小径部５１ｂに対して偏心している。

図１５に示すように、保護ディスク１５の外周部は、凹部１０ａ内に配置されている。具体的には、保護ディスク１５は、少なくとも一部が凹部１０ａ内に配置された先端部１５ａをさらに含む。保護ディスク１５の先端部１５ａは、絞り部９０よりも下方の高さで絞り部９０よりも外方に配置されている。したがって、保護ディスク１５の外周部は、上向きおよび外向きに開いた環状の段部を形成している。

図１５に示すように、保護ディスク１５の先端部１５ａは、保持ピン１０の小径部５１ｂよりも内方に配置されている。さらに、先端部１５ａは、大径部５１ａの下方に配置されている。外向き対向面としての先端部１５ａの外周面は、内向き対向面としての小径部５１ｂの外周面に径方向に対向しており、上向き対向面としての先端部１５ａの上面は、下向き対向面としての大径部５１ａの下面に上下方向に対向している。

図１６に示すように、保護ディスク１５の外周縁には、環状の絞り部９０が設けられていて、保持ピン１０に対応する位置で絞り部９０が内方に凹んでいる。すなわち、保護ディスク１５の外周部には、保持ピン１０に対応する位置に切り欠き１６が形成されている。保護ディスク１５の先端部１５ａは、切り欠き１６から外方に突出している。先端部１５ａは、各保持ピン１０に対応する位置（切り欠き１６の位置）で内方に凹んでいる。平面視で円弧状に内方に凹んだ先端部１５ａの外周面の曲率半径は、大径部５１ａの外径よりも小さい。前述のように、先端部１５ａは、大径部５１ａの下方に配置されている。したがって、保持ピン１０および保護ディスク１５が平面視で重なっており、保護ディスク１５の最外周面（先端部１５ａの外周面）と保持ピン１０の外周面（小径部５１ｂの外周面）との間の径方向の隙間Ｘ１が、保持ピン１０によって上から覆われている。

図１５に示すように、保護ディスク１５の先端部１５ａは、保持ピン１０の大径部５１ａの下方で上下方向に移動する。したがって、先端部１５ａの上面は、大径部５１ａの下面に近接または離反する。図１５は、保護ディスク１５が上位置に位置している状態を実線で示している。保護ディスク１５の上位置は、直角に複数回折れ曲がったラビリンス流路Ｐ１が保持ピン１０および保護ディスク１５の間に形成されるように、先端部１５ａの上面が大径部５１ａの下面に近接する位置であってもよい。すなわち、保護ディスク１５の上位置は、先端部１５ａの上面が非接触の状態で大径部５１ａの下面に対向する位置であってもよい。また、保持ピン１０および保護ディスク１５は、回転軸線６まわりに共に回転するので、保護ディスク１５の上位置は、先端部１５ａの上面が保持ピン１０に接する位置であってもよい。

スピンチャック２が回転軸８を中心に回転することにより、保持ピン１０の周囲に気流が発生する。この気流は保持ピン１０の周囲を迂回するが、保持ピン１０に沿って上方に流れる場合がある。すなわち、基板Ｗおよびスピンチャック２の回転に伴って上方に吹き出す気流が保持ピン１０の周囲に形成される場合がある。上方に吹き出した気流は基板Ｗと保持ピン１０との接触部の周囲を通過することになり、この気流により基板Ｗと保持ピン１０との接触部のパーティクルが増加するおそれがある。

図１５に示すように、保護ディスク１５が上位置に位置している状態では、保護ディスク１５の外周面と保持ピン１０の外周面との間の径方向の隙間Ｘ１が、保持ピン１０によって上から覆われている。したがって、保護ディスク１５の外周面と保持ピン１０の外周面との間から上方に吹き出す気流は、保持ピン１０の大径部５１ａによって妨げられる。そのため、この気流が、複数の保持ピン１０に保持されている基板Ｗの下面に吹き付けられることを抑制できる。これにより、パーティクルを含む気流が基板Ｗの下面に吹き付けられることを抑制できるので、基板Ｗの清浄度を高めることができる。さらに、保護ディスク１５の外周面と保持ピン１０の外周面との間の隙間Ｘ１を保持ピン１０の一部によって覆うことにより、基板Ｗの回転に伴う保持ピン１０周辺での気流の発生を抑えることができる。したがって、基板Ｗの周囲を漂う処理液のミストが、保持ピン１０やその周辺の部材に付着することを抑制できる。これにより、保持ピン１０やその周辺の部材へのパーティクルの付着を防止できる。

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。

Ｗ 基板
１ 基板処理装置（第１の実施形態）
２ スピンチャック
３ 回転駆動機構
４ スプラッシュガード（受け部材）
５ ガード駆動機構
６ 回転軸線
７ 回転台
８ 回転軸
１０ 保持ピン（保持部材）
１０ａ 凹部
１１ 固定ピン
１２ 可動ピン
１５ 保護ディスク
１５ａ 保護ディスクの先端部
１７ ガイド軸
１８ リニア軸受け
１９ 案内機構
２０ フランジ（規制部材）
２１ 円筒部
２２ 上ガイド部
２３ 下ガイド部
２４ 処理液ポート
２５ ガード側永久磁石
２６ 磁石保持部
２７ 解除用永久磁石
２８ 磁石保持部
３０ 処理液供給ユニット
３５ ブラシ洗浄機構
４０ 制御装置
４１ 磁気浮上機構
４２ 磁気駆動機構
４５ 基板保持ハンド
５１ａ 大径部
５１ｂ 小径部
５６ ピン駆動用永久磁石
５７ 磁石保持部材
６０ 保護ディスク側永久磁石
６１ 磁石保持部材
６４ ディスク昇降用永久磁石
６５ 昇降アクチュエータ
６６ 磁石保持部材
６７ ディスク昇降用永久磁石
６８ 磁石保持部材
７４ 不活性ガス供給ユニット
８６ 整流部材
９０ 絞り部
９３ スカート部
９７ ディスク昇降用電磁石装置
９７ａ 磁極
９８ 高さ制御用電磁石装置
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，……電磁石ユニット
ｍ１，ｍ２，ｍ３，……磁極
Ｐ１ ラビリンス流路
１０２ 基板処理装置（第２の実施形態）
１０３ 基板処理装置（第３の実施形態）
１０４ 基板処理装置（第４の実施形態）
１０５ 基板処理装置（第５の実施形態）
１１１ 昇降アクチュエータ
１１２ ボールねじ機構
１１３ 電動モータ
１１８ 回転位置検出ユニット
１２１ フォトセンサ
１２２ ラインセンサ
１２３ カメラ
１２４ 距離センサ

Claims (20)

1. 鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転可能な回転台と、
   前記回転台を回転させる回転駆動手段と、
   前記回転台に設けられ、前記回転台から上方に間隔を開けて基板を水平に保持する保持部材と、
   前記回転台と前記保持部材による基板保持位置との間に配置され、下位置と、下位置よりも上方において前記保持部材に保持された基板の下面に接近した接近位置との間で前記回転台に対して相対的に上下動可能であるように前記回転台に取り付けられ、前記保持部材によって保持される基板と同程度の大きさを有する保護ディスクと、
   前記保護ディスクに取り付けられた第１磁石と、前記回転軸線と同軸の環状に形成され前記第１磁石に対して反発力を与える第２磁石と、前記第２磁石を非回転状態で支持する第１支持部材と、前記第１磁石と前記第２磁石との間の距離が変化するように前記第１支持部材と前記回転台とを相対移動させる第１相対移動機構とを含み、前記第１磁石と前記第２磁石との間の反発力によって前記保護ディスクを前記回転台から浮上させる磁気浮上機構とを含む、基板保持回転装置。
2. 前記保持部材は、基板を保持する保持位置と、前記保持位置から退避した退避位置との間で変位する可動保持部材を含み、
   前記可動保持部材に取り付けられた第１磁性体と、前記回転軸線と同軸の環状に形成され前記第１磁性体との間に磁力を生じる第２磁性体と、前記第２磁性体を非回転状態で支持する第２支持部材と、前記第１磁性体と前記第２磁性体との間の距離が変化するように前記第２支持部材と前記回転台とを相対移動させる第２相対移動機構とを含み、前記第１磁性体と前記第２磁性体との間の磁力によって前記可動保持部材を前記保持位置に保持する磁気駆動機構をさらに含む、請求項１に記載の基板保持回転装置。
3. 前記第２磁性体が前記第２磁石であり、前記第２支持部材が前記第１支持部材であり、前記第２相対移動機構が前記第１相対移動機構であって、
   前記磁気駆動機構および前記磁気浮上機構が、前記第２磁石、前記第１支持部材および前記第１相対移動機構を共有しており、
   前記第２磁石が所定位置にあるときに、当該第２磁石と前記第１磁石との間の反発力によって前記保護ディスクが前記接近位置に保持され、かつ当該第２磁石と前記第１磁性体との間に働く磁力によって前記可動保持部材が前記保持位置に保持される、請求項２に記載の基板保持回転装置。
4. 前記保護ディスクの前記回転台に対する上方への相対移動を前記接近位置において規制する規制部材をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
5. 前記回転台に設けられ、前記保護ディスクの相対上下動を案内する案内機構をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
6. 前記回転台に取り付けられ、前記保持部材によって保持された基板と前記回転台との間の空間を側方から覆う側方覆い部材をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持回転装置と、
   前記基板保持回転装置に保持された基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段とを含む、基板処理装置。
8. 前記基板保持回転装置によって保持された基板に前記処理液供給手段から供給され、前記基板の表面から当該基板の外方へと排出される処理液を受ける受け部材をさらに含み、
   前記受け部材に前記第１支持部材が固定されており、
   前記第１相対移動機構が、前記受け部材と前記回転台とを相対移動させるように構成されている、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記基板保持回転装置によって保持されて回転される基板と前記接近位置に配置された前記保護ディスクとの間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項７または８に記載の基板処理装置。
10. 前記保護ディスクが、前記保持部材によって保持された基板の縁部において前記不活性ガスの流路を絞る絞り部を上面に有している、請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記不活性ガス供給手段が、前記回転台の回転中心から前記保持部材によって保持された基板の周縁部に向けて放射状に不活性ガスを吹き出す不活性ガスノズルを含む、請求項９または１０に記載の基板処理装置。
12. 鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転可能な回転台に設けられた保持部材によって基板を水平に保持する保持工程と、
    前記回転台を回転させることによって、前記保持部材によって保持された前記基板を回転させる回転工程と、
    前記回転台に対して相対的に上下動可能に取り付けられ前記基板と同程度の大きさを有する保護ディスクを、当該保護ディスクに取り付けられた第１磁石と前記回転軸線と同軸に非回転状態で設けられた環状の第２磁石とを接近させることによって、前記第１磁石および第２磁石間の反発力により、前記基板の下面に接近した接近位置まで前記回転台に対して相対的に浮上させて前記基板の下面を覆う下面被覆工程と、
    前記保持工程および前記回転工程と並行して、前記保護ディスクによって下面が覆われた前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給工程と
    を含む、基板処理方法。
13. 前記保持部材は、基板を保持する保持位置と、前記保持位置から退避した退避位置との間で変位する可動保持部材を含み、
    前記保持工程は、前記可動保持部材に取り付けられた磁性体に磁力を及ぼして前記可動保持部材を前記保持位置に保持する工程を含む、請求項１２に記載の基板処理方法。
14. 前記下面被覆工程が、前記第２磁石を所定位置に配置することにより、当該第２磁石と前記第１磁石との間の反発力によって前記保護ディスクを前記接近位置に浮上させて保持する工程であり、
    前記保持工程が、前記第２磁石を前記所定位置に配置することにより、前記第２磁石と前記磁性体との間に働く磁力によって前記可動保持部材を前記保持位置に保持する工程である、請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 前記保護ディスクの前記回転台に対する上方への相対移動を、規制部材によって前記接近位置に規制する工程をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
16. 前記回転されている前記基板の外方へと排出される処理液を受け部材で受ける工程をさらに含み、
    前記受け部材に前記第２磁石が支持されており、
    前記下面被覆工程が、前記受け部材と前記回転台とを接近させる工程を含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
17. 前記処理液供給工程と並行して、前記回転されている基板と前記接近位置に配置された前記保護ディスクとの間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程をさらに含む、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
18. 前記保護ディスクが、前記保持部材によって保持された基板の縁部に対向する位置の上面に絞り部を有しており、前記不活性ガス供給工程と並行して、前記絞り部によって前記不活性ガスの流路を絞る工程をさらに含む、請求項１７に記載の基板処理方法。
19. 前記不活性ガス供給工程が、前記回転台の回転中心から前記保持部材によって保持された基板の周縁部に向けて放射状に不活性ガスを吹き出す工程を含む、請求項１７または１８に記載の基板処理方法。
20. 前記下面被覆工程と並行して実行され、前記回転台に取り付けられた側方覆い部材によって、前記保持部材によって保持された基板と前記回転台との間の空間を側方から覆う工程をさらに含む、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の基板処理方法。

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