JP2015188008A

JP2015188008A - 基板処理装置

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Publication number: JP2015188008A
Application number: JP2014064489A
Authority: JP
Inventors: 憲幸菊本; Noriyuki Kikumoto; 本庄　一大; Kazuhiro Honsho; 一大本庄
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP6294121B2

Abstract

【課題】基板処理装置において、簡単な構造で基板を保持する。【解決手段】基板処理装置では、遮断板は第１チャッキング磁性体４４１を有する。遮断板は、チャンバ開閉機構により昇降する。基板保持部は、可動チャック部材４１２と固定チャック部材とを有する。可動チャック部材４１２には第２チャッキング磁性体４４２が設けられる。遮断板が下降すると、遮断板は基板９の上面に近接するとともに、第１チャッキング磁性体４４１が第２チャッキング磁性体４４２に近接する。第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２との間の磁気的作用により、基板９が保持される。これにより、簡単な構造で基板９を保持することができる。【選択図】図８

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板処理装置を用いて基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。また、エッチング処理の終了後、基板上のレジストを除去したり基板を洗浄する処理も行われる。

基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置では、基板が基板保持部により保持され、基板保持部を回転しつつ基板に処理液が供給される。基板保持部において基板を保持する手法として、バキュームチャック、メカニカルチャック、マグネットチャック等、様々なものが実用化されている。例えば、特許文献１では、上下のチャンバ部材が互いに近接した位置に配置される際に基板を上下から挟むようにしてクランプし、上下のチャンバ部材が離間した際に基板のクランプを解除する機構が開示されている。

また、特許文献２では、基板の周囲に配置された複数の挟持部材のそれぞれをモータを動力源として機械的に回動することにより、基板の挟持、または、挟持の解除を行う機構が開示されている。さらに、特許文献３では、回転ヘッドが磁気によりステータに対して非接触にて回転する装置において、ばねを有する把持部により回転ヘッドにてウエハを保持する手法が開示されている。

米国特許第６，４４６，６４３号明細書特開２００５−１９４５６号公報米国特許第６，４８５，５３１号明細書

ところで、特許文献３の装置のように基板保持部を浮遊状態にて回転する場合、基板を保持するために、電気や圧縮空気等の動力源による駆動力を基板保持部に対して伝達することが困難である。特許文献３の装置では、ばねを有する把持部によりウエハが保持されるが、プロセスチャンバの外側にてウエハを回転ヘッドに固定し、ウエハが装着された回転ヘッドをプロセスチャンバ内に導入する煩雑な作業が必要となる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構造で基板を保持することを目的としている。特に、基板を保持する駆動力を基板保持部に対して機械的に伝達することが困難な場合であっても、基板を簡単な構造で保持することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を前記基板に垂直な中心軸を中心として回転する基板回転機構と、第１チャッキング磁性体を前記基板保持部に装着し、また、前記第１チャッキング磁性体を前記基板保持部から取り外す、または、第１チャッキング磁性体を前記基板保持部に近接させ、また、前記第１チャッキング磁性体を前記基板保持部から離間させる磁性体移動機構とを備え、前記基板保持部が、チャック支持部と、前記チャック支持部に支持される少なくとも３つのチャック部材とを有し、前記少なくとも３つのチャック部材は、チャック位置とアンチャック位置との間で位置が変更可能である少なくとも１つの可動チャック部材を含み、前記少なくとも１つの可動チャック部材の各可動チャック部材が、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着された際に、または、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に近接した際に、前記第１チャッキング磁性体との間の磁気的作用により、前記基板の外縁部を保持する力を前記各可動チャック部材に与える第２チャッキング磁性体を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記基板回転機構が、前記中心軸を中心とする環状であり、永久磁石を含むロータ部と、前記中心軸を中心とする環状であり、前記ロータ部を浮遊状態にて回転させるステータ部とを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記基板保持部が、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着されていない場合に、前記少なくとも１つの可動チャック部材を前記アンチャック位置に保持させるアンチャッキング力を前記少なくとも１つの可動チャック部材に作用させるアンチャッキング部を含む。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記アンチャッキング部が、互いの間に生じる磁気的作用が前記アンチャッキング力である第１アンチャッキング磁性体と、第２アンチャッキング磁性体とを含む。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記少なくとも１つの可動チャック部材に含まれる各可動チャック部材が、回動軸を中心に回動可能であり、前記基板保持部の回転による遠心力により、前記各可動チャック部材に前記基板を保持する方向へと回動させる力が作用する。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着された状態で前記少なくとも１つの可動チャック部材を前記チャック位置から前記アンチャックに向かって位置を変更させた場合に、前記基板の保持が解除される前に前記少なくとも１つの可動チャック部材が、前記第１チャッキング磁性体に接触する。

本発明によれば、基板保持部が浮遊状態にて回転する基板処理装置において、簡単な構造で基板を保持することができる。

一の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。上部ノズルの底面図である。気液供給部および気液排出部を示すブロック図である。基板処理装置における処理の流れを示す図である。基板処理装置の断面図である。基板処理装置の断面図である。基板処理装置の断面図である。可動チャック部材および第１チャッキング磁性体を拡大して示す図である。基板保持部およびアンチャッキング部を示す平面図である。可動チャック部材およびその周辺を拡大して示す平面図である。基板処理装置の断面図である。可動チャック部材を示す図である。可動チャック部材を示す図である。固定チャック部材および第２突き上げ機構を示す縦断面図である。第１および第２チャッキング磁性体の他の例を示す図である。第１および第２チャッキング磁性体のさらに他の例を示す図である。アンチャッキング部の他の例を示す図である。アンチャッキング部のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構の他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構の他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構の他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構の他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。基板をチャッキングする機構のさらに他の例を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１を示す断面図である。基板処理装置１は、略円板状の半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）に処理液を供給して基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。本実施の形態では、基板処理装置１において、直径３００ｍｍの略円板状の基板９に処理が行われる。図１では、基板処理装置１の一部の構成の断面には、平行斜線の付与を省略している（他の断面図においても同様）。

基板処理装置１は、チャンバ１２と、遮断板１２３と、チャンバ開閉機構１３１と、基板保持部１４と、基板回転機構１５と、液受け部１６と、カバー１７とを備える。カバー１７は、チャンバ１２の上方および側方を覆う。

チャンバ１２は、チャンバ本体１２１と、チャンバ蓋部１２２とを備える。チャンバ１２は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。チャンバ本体１２１は、チャンバ底部２１０と、チャンバ側壁部２１４とを備える。チャンバ底部２１０は、略円板状の中央部２１１と、中央部２１１の外縁部から下方へと広がる略円筒状の内側壁部２１２と、内側壁部２１２の下端から径方向外方へと広がる略円環板状の環状底部２１３と、環状底部２１３の外縁部から上方へと広がる略円筒状の外側壁部２１５と、外側壁部２１５の上端部から径方向外方へと広がる略円環板状のベース部２１６とを備える。

チャンバ側壁部２１４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。チャンバ側壁部２１４は、ベース部２１６の内縁部から上方へと突出する。チャンバ側壁部２１４を形成する部材は、後述するように、液受け部１６の一部を兼ねる。以下の説明では、チャンバ側壁部２１４と外側壁部２１５と環状底部２１３と内側壁部２１２と中央部２１１の外縁部とに囲まれた空間を下部環状空間２１７という。

基板保持部１４に基板９が保持された場合、基板９の下面９２は、チャンバ底部２１０の中央部２１１の上面と対向する。以下の説明では、チャンバ底部２１０の中央部２１１を「下面対向部２１１」と呼ぶ。

チャンバ蓋部１２２は中心軸Ｊ１に垂直な略円板状であり、チャンバ１２の上部を含む。チャンバ蓋部１２２は、チャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する。図１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間した状態を示す。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する際には、チャンバ蓋部１２２の外縁部がチャンバ側壁部２１４の上部と接する。

チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ１２の可動部であるチャンバ蓋部１２２を、チャンバ１２の他の部位であるチャンバ本体１２１に対して上下方向に相対的に移動する。チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ蓋部１２２を昇降する蓋部昇降機構である。チャンバ開閉機構１３１によりチャンバ蓋部１２２が上下方向に移動する際には、遮断板１２３もチャンバ蓋部１２２と共に上下方向に移動する。すなわち、チャンバ開閉機構１３１は、遮断板昇降機構でもある。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１と接して上部開口を閉塞し、さらに、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１に向かって押圧されることにより、チャンバ１２内に密閉された内部空間であるチャンバ空間１２０（図６参照）が形成される。換言すれば、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口が閉塞されることより、チャンバ空間１２０が密閉される。チャンバ蓋部１２２およびチャンバ本体１２１は、密閉状態のチャンバ空間１２０を形成する密閉空間形成部である。

基板保持部１４は、チャンバ空間１２０に配置され、基板９を水平状態で保持する。すなわち、基板９は、微細パターンが形成された一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を中心軸Ｊ１に垂直に上側を向く状態で基板保持部１４により保持される。基板保持部１４は、チャック支持部４１１と、複数のチャック部材を有する。チャック支持部４１１は中心軸Ｊ１を中心とする環状かつ板状である。複数のチャック部材はのチャック支持部４１１上に支持される。チャック部材の詳細は後述する。

遮断板１２３は、中心軸Ｊ１に垂直な略円板状である。遮断板１２３は、チャンバ蓋部１２２の下方、かつ、基板保持部１４の上方に配置される。遮断板１２３は中央に開口を有する。基板９が基板保持部１４に支持されると、基板９の上面９１は、中心軸Ｊ１に垂直な遮断板１２３の下面と対向する。遮断板１２３の直径は、基板９の直径よりも大きく、遮断板１２３の外周縁は、基板９の外周縁よりも全周に亘って径方向外側に位置する。

図１に示す状態において、遮断板１２３は、チャンバ蓋部１２２により吊り下げられるように支持される。チャンバ蓋部１２２は、中央部に略環状のプレート保持部２２２を有する。プレート保持部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２２３と、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状のフランジ部２２４とを備える。フランジ部２２４は、筒部２２３の下端から径方向内方へと広がる。

遮断板１２３は、環状の被保持部２３７を備える。被保持部２３７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２３８と、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状のフランジ部２３９とを備える。筒部２３８は、遮断板１２３の上面から上方に広がる。フランジ部２３９は、筒部２３８の上端から径方向外方へと広がる。筒部２３８は、プレート保持部２２２の筒部２２３の径方向内側に位置する。フランジ部２３９は、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に位置し、フランジ部２２４と上下方向に対向する。被保持部２３７のフランジ部２３９の下面が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上面に接することにより、遮断板１２３が、チャンバ蓋部１２２から吊り下がるようにチャンバ蓋部１２２に支持される。

遮断板１２３の外縁部の下面には、複数の第１係合部２４１が周方向に配列される。チャック支持部４１１の上面には、複数の第２係合部２４２が周方向に配列される。これらの係合部は３組以上設けられることが好ましく、本実施の形態では４組設けられる。第１係合部２４１の下部には上方に向かって窪む凹部が設けられる。第２係合部２４２はチャック支持部４１１から上方に向かって突出する。第１係合部２４１および第２係合部２４２は、後述のチャック部材と周方向において異なる位置に配置される。

基板回転機構１５は、いわゆる中空モータであり、基板保持部１４を基板９に垂直な中心軸Ｊ１を中心として回転する。基板回転機構１５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状のステータ部１５１と、環状のロータ部１５２とを備える。ロータ部１５２は、略円環状の永久磁石を含む。永久磁石の表面は、ＰＴＦＥ樹脂にてモールドされる。ロータ部１５２は、チャンバ１２内において下部環状空間２１７内に配置される。チャック支持部４１１は、ロータ部１５２の上方に配置される。チャック支持部４１１は接続部材を介してロータ部１５２に取り付けられる。

ステータ部１５１は、チャンバ１２外においてロータ部１５２の周囲、すなわち、径方向外側に配置される。本実施の形態では、ステータ部１５１は、チャンバ底部２１０の外側壁部２１５およびベース部２１６に固定され、液受け部１６の下方に位置する。ステータ部１５１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に配列された複数のコイルを含む。

ステータ部１５１に電流が供給されることにより、ステータ部１５１とロータ部１５２との間に、中心軸Ｊ１を中心とする回転力が発生する。これにより、ロータ部１５２が、中心軸Ｊ１を中心として水平状態で回転する。ステータ部１５１とロータ部１５２との間に働く磁力により、ロータ部１５２は、チャンバ１２内において直接的にも間接的にもチャンバ１２に接触することなく浮遊し、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部１４と共に浮遊状態にて回転する。

液受け部１６は、カップ部１６１と、カップ部移動機構１６２と、カップ対向部１６３とを備える。カップ部１６１は中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、チャンバ１２の径方向外側に全周に亘って位置する。カップ部移動機構１６２はカップ部１６１を上下方向に移動する。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１の径方向外側に配置される。カップ部移動機構１６２は、上述のチャンバ開閉機構１３１と周方向に異なる位置に配置される。カップ対向部１６３は、カップ部１６１の下方に位置し、カップ部１６１と上下方向に対向する。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４を形成する部材の一部である。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４の径方向外側に位置する環状の液受け凹部１６５を有する。

カップ部１６１は、側壁部６１１と、上面部６１２と、ベローズ６１７とを備える。側壁部６１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。上面部６１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、側壁部６１１の上端部から径方向内方および径方向外方へと広がる。側壁部６１１の下部は、カップ対向部１６３の液受け凹部１６５内に位置する。

ベローズ６１７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、上下方向に伸縮可能である。ベローズ６１７は、側壁部６１１の径方向外側において、側壁部６１１の周囲に全周に亘って設けられる。ベローズ６１７は、気体や液体を通過させない材料にて形成される。ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２の外縁部の下面に全周に亘って接続される。換言すれば、ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２を介して側壁部６１１に間接的に接続される。ベローズ６１７と上面部６１２との接続部はシールされており、気体や液体の通過が防止される。ベローズ６１７の下端部は、カップ対向部１６３を介してチャンバ本体１２１に間接的に接続される。ベローズ６１７の下端部とカップ対向部１６３との接続部でも、気体や液体の通過が防止される。

チャンバ蓋部１２２の中央には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の上部ノズル１８１が取り付けられる。上部ノズル１８１は、基板９の上面９１の中央部に対向してチャンバ蓋部１２２に固定される。上部ノズル１８１は、遮断板１２３の中央の開口に挿入可能である。チャンバ底部２１０の下面対向部２１１の中央には、下部ノズル１８２が取り付けられる。下部ノズル１８２は、中央に液吐出口を有し、基板９の下面９２の中央部と対向する。下面対向部２１１には、複数の加熱ガス供給ノズル１８０がさらに取り付けられる。複数の加熱ガス供給ノズル１８０は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて配置される。

図２は、上部ノズル１８１の底面図である。上部ノズル１８１の底面１８１ａは、中心軸Ｊ１を中心とする略円形である。底面１８１ａには、液体を吐出する複数の吐出口１８８が設けられる。複数の吐出口１８８は、底面１８１ａの中央（すなわち、およそ中心軸Ｊ１上）に配置される中心吐出口１８８ａと、中心吐出口１８８ａの周囲に配置される複数の周辺吐出口１８８ｂとを含む。複数の周辺吐出口１８８ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする１つの円周上に等角度間隔にて配置される。図２に示す例では、２つの周辺吐出口１８８ｂが、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に１８０°間隔にて配置される。

図３は、基板処理装置１が備える気液供給部１８および気液排出部１９を示すブロック図である。気液供給部１８は、上述の上部ノズル１８１、下部ノズル１８２および加熱ガス供給ノズル１８０に加えて、薬液供給部１８３と、純水供給部１８４と、ＩＰＡ供給部１８５と、加熱ガス供給部１８７とを備える。

薬液供給部１８３は、弁を介して上部ノズル１８１に接続される。純水供給部１８４およびＩＰＡ供給部１８５は、それぞれ弁を介して上部ノズル１８１に接続される。下部ノズル１８２は、弁を介して純水供給部１８４に接続される。複数の加熱ガス供給ノズル１８０は、弁を介して加熱ガス供給部１８７に接続される。

液受け部１６の液受け凹部１６５に接続される第１排出路１９１は、気液分離部１９３に接続される。気液分離部１９３は、外側排気部１９４、薬液回収部１９５および排液部１９６にそれぞれ弁を介して接続される。チャンバ１２のチャンバ底部２１０に接続される第２排出路１９２は、気液分離部１９７に接続される。気液分離部１９７は、内側排気部１９８および排液部１９９にそれぞれ弁を介して接続される。気液供給部１８および気液排出部１９の各構成は、制御部１０により制御される。チャンバ開閉機構１３１、基板回転機構１５およびカップ部移動機構１６２（図１参照）も制御部１０により制御される。

薬液供給部１８３から上部ノズル１８１に供給された薬液は、上部ノズル１８１の中心吐出口１８８ａ（図２参照）から基板９の上面９１の中央部に向けて吐出される。薬液供給部１８３から上部ノズル１８１を介して基板９に供給される薬液は、例えば、化学反応を利用して基板を処理する処理液であり、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液である。

純水供給部１８４は、上部ノズル１８１および下部ノズル１８２を介して基板９に純水（ＤＩＷ：deionized water）を供給する。純水供給部１８４から上部ノズル１８１に供給された純水は、上部ノズル１８１の複数の吐出口１８８（すなわち、中心吐出口１８８ａおよび周辺吐出口１８８ｂ）から、基板９の上面９１の中央部に向けて、上面９１に略垂直な吐出方向に吐出される。純水供給部１８４から下部ノズル１８２に供給された純水は、下部ノズル１８２の吐出口から基板９の下面９２の中央部に向けて吐出される。

ＩＰＡ供給部１８５から上部ノズル１８１に供給されたイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）は、上部ノズル１８１の中心吐出口１８８ａから基板９の上面９１の中央部に向けて吐出される。基板処理装置１では、上述の処理液（上記薬液、純水およびＩＰＡ）以外の処理液を供給する処理液供給部が設けられてもよい。

加熱ガス供給部１８７は、複数の加熱ガス供給ノズル１８０を介して基板９の下面９２に加熱したガス（例えば、高温の不活性ガス）を供給する。本実施の形態では、加熱ガス供給部１８７にて利用されるガスは窒素（Ｎ_２）ガスであるが、窒素ガス以外であってもよい。なお、加熱ガス供給部１８７において加熱した不活性ガスを利用する場合には、基板処理装置１における防爆対策は簡素化可能または不要である。基板処理装置１の基板回転機構１５は中空モータ、特に、中央に大きな開口を有するロータ浮遊型のモータであるため、基板９の下方に様々なノズルやヒータを容易に設けることができる。

図４は、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、図１に示すように、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間して上方に位置し、カップ部１６１がチャンバ蓋部１２２から離間して下方に位置する状態にて、基板９が外部の搬送機構によりチャンバ１２内に搬入され、基板保持部１４により下側から支持される（ステップＳ１１）。以下、図１に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「オープン状態」と呼ぶ。チャンバ蓋部１２２とチャンバ側壁部２１４との間の開口は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、以下、「環状開口８１」という。基板処理装置１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間することにより、基板９の周囲（すなわち、径方向外側）に環状開口８１が形成される。ステップＳ１１では、基板９は環状開口８１を介して搬入される。

基板９が搬入されると、カップ部１６１が、図１に示す位置から図５に示す位置まで上昇し、環状開口８１の径方向外側に全周に亘って位置する。以下の説明では、図５に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第１密閉状態」という。また、図５に示すカップ部１６１の位置を「液受け位置」といい、図１に示すカップ部１６１の位置を「退避位置」という。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１を、環状開口８１の径方向外側の液受け位置と、液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動する。

液受け位置に位置するカップ部１６１では、側壁部６１１が、環状開口８１と径方向に対向する。また、上面部６１２の内縁部の上面が、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３２に全周に亘って接する。チャンバ蓋部１２２とカップ部１６１の上面部６１２との間には、気体や液体の通過を防止するシール部が形成される。これにより、チャンバ本体１２１、チャンバ蓋部１２２、カップ部１６１およびカップ対向部１６３により囲まれる密閉された空間（以下、「拡大密閉空間１００」という。）が形成される。拡大密閉空間１００は、チャンバ蓋部１２２とチャンバ本体１２１との間のチャンバ空間１２０と、カップ部１６１とカップ対向部１６３とに囲まれる側方空間１６０とが、環状開口８１を介して連通することにより形成された１つの空間である。

第１密閉状態では、遮断板１２３に設けられた第１チャッキング磁性体４４１から受ける力を利用して基板９が基板保持部１４に保持される。基板９を保持する機構については後述する。遮断板１２３の下面、および、チャック支持部４１１上には、上下方向にて対向する複数対の磁石（図示省略）が設けられる。以下、各対の磁石を「磁石対」ともいう。基板処理装置１では、複数の磁石対が、周方向において等角度間隔にて配置される。第１係合部２４１と第２係合部２４２とが係合している状態では、磁石対の間に働く磁力（引力）により、遮断板１２３に下向きの力が働く。

第１密閉状態では、被保持部２３７のフランジ部２３９が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に離間しており、プレート保持部２２２と被保持部２３７とは接触しない。換言すれば、プレート保持部２２２による遮断板１２３の保持が解除されている。このため、遮断板１２３は、チャンバ蓋部１２２から独立して、基板保持部１４および基板保持部１４に保持された基板９と共に、基板回転機構１５により回転する。

また、第１密閉状態では、第１係合部２４１の下部の凹部に第２係合部２４２が嵌ることにより、遮断板１２３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向においてチャック支持部４１１と係合する。換言すれば、第１係合部２４１および第２係合部２４２は、遮断板１２３の基板保持部１４に対する回転方向における相対位置を規制する（すなわち、周方向における相対位置を固定する）位置規制部材である。チャンバ蓋部１２２が下降する際には、第１係合部２４１と第２係合部２４２とが嵌り合うように、基板回転機構１５によりチャック支持部４１１の回転位置が制御される。

続いて、基板回転機構１５により一定の回転数（比較的低い回転数であり、以下、「定常回転数」という。）での基板９の回転が開始される。次に、回転する基板９の下面９２に向けて、複数の加熱ガス供給ノズル１８０から、加熱したガスが噴出されるとともに、外側排気部１９４による拡大密閉空間１００内のガスの排出が開始される。これにより、基板９が加熱される。そして、上部ノズル１８１の中心吐出口１８８ａ（図２参照）から、回転する基板９の上面９１の中央部に向けて薬液の供給が開始される（ステップＳ１２）。基板９の上面９１への薬液吐出は、基板９の中央部にのみ行われ、中央部以外の部位には行われない。上部ノズル１８１からの薬液は、回転する基板９の上面９１に連続的に供給される。上面９１上の薬液は、基板９の回転により基板９の外周部へと拡がり、上面９１全体が薬液により被覆される。

上部ノズル１８１からの薬液の供給中は、加熱ガス供給ノズル１８０からの加熱ガスの噴出も継続される。これにより、基板９をおよそ所望の温度に加熱しつつ、薬液による上面９１に対するエッチングが行われる。その結果、基板９に対する薬液処理の均一性を向上することができる。遮断板１２３の下面は基板９の上面９１に近接しているため、基板９に対するエッチングは、遮断板１２３の下面と基板９の上面９１との間の極めて狭い空間において行われる。

拡大密閉空間１００では、回転する基板９の上面９１から飛散する薬液が、環状開口８１を介してカップ部１６１にて受けられ、液受け凹部１６５へと導かれる。液受け凹部１６５へと導かれた薬液は、図３に示す第１排出路１９１を介して気液分離部１９３に流入する。薬液回収部１９５では、気液分離部１９３から薬液が回収され、フィルタ等を介して薬液から不純物等が除去された後、再利用される。

上部ノズル１８１からの薬液の供給開始から所定時間（例えば、６０〜１２０秒）経過すると、上部ノズル１８１からの薬液の供給、および、加熱ガス供給ノズル１８０からの加熱ガスの供給が停止される。そして、基板回転機構１５により、所定時間（例えば、１〜３秒）だけ基板９の回転数が定常回転数よりも高くされ、基板９から薬液が除去される。

続いて、チャンバ蓋部１２２とカップ部１６１とが接した状態のままチャンバ蓋部１２２およびカップ部１６１が下方へと移動する。そして、図６に示すように、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３１が、チャンバ側壁部２１４の上部と接することにより、環状開口８１が閉じられ、チャンバ空間１２０が、側方空間１６０と隔絶された状態で密閉される。カップ部１６１は、図１と同様に、退避位置に位置する。以下、図６に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第２密閉状態」という。第２密閉状態では、基板９は、チャンバ１２の内壁と直接対向し、これらの間に他の液受け部は存在しない。

第２密閉状態でも、第１密閉状態と同様に、基板９は第１チャッキング磁性体４４１による力により基板保持部１４により保持される。また、プレート保持部２２２による遮断板１２３の保持が解除されており、遮断板１２３は、チャンバ蓋部１２２から独立して、基板保持部１４および基板９と共に回転する。

チャンバ空間１２０が密閉されると、外側排気部１９４（図３参照）によるガスの排出が停止されるとともに、内側排気部１９８によるチャンバ空間１２０内のガスの排出が開始される。そして、基板９への純水の供給が、純水供給部１８４により開始される（ステップＳ１３）。

純水供給部１８４からの純水は、上部ノズル１８１の複数の吐出口１８８（図２参照）から基板９の上面９１の中央部に連続的に供給される。また、純水供給部１８４からの純水は、下部ノズル１８２から基板９の下面９２の中央部にも連続的に供給される。上部ノズル１８１および下部ノズル１８２から吐出される純水は、洗浄液として基板９に供給される。

純水は、図６に示す基板９の回転により上面９１および下面９２の外周部へと拡がり、基板９の外周縁から外側へと飛散する。基板９から飛散する純水は、チャンバ１２の内壁（すなわち、チャンバ蓋部１２２およびチャンバ側壁部２１４の内壁）にて受けられ、図３に示す第２排出路１９２、気液分離部１９７および排液部１９９を介して廃棄される（後述する基板９の乾燥処理においても同様）。これにより、チャンバ空間１２０において、純水による基板９に対する洗浄処理と共に、チャンバ１２内の洗浄も実質的に行われる。

純水の供給開始から所定時間経過すると、純水供給部１８４からの純水の供給が停止される。そして、複数の加熱ガス供給ノズル１８０から、基板９の下面９２に向けて、加熱したガスが噴出される。これにより、基板９が加熱される。

続いて、上部ノズル１８１から基板９の上面９１上にＩＰＡが供給され、上面９１上において純水がＩＰＡに置換される（ステップＳ１４）。ＩＰＡの供給開始から所定時間経過すると、ＩＰＡ供給部１８５からのＩＰＡの供給が停止される。その後、加熱ガス供給ノズル１８０からの加熱ガスの噴出が継続された状態で、基板９の回転数が定常回転数よりも十分に高くされる。これにより、ＩＰＡが基板９上から除去され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。基板９の乾燥開始から所定時間経過すると、基板９の回転が停止する。基板９の乾燥処理は、内側排気部１９８によりチャンバ空間１２０が減圧され、大気圧よりも低い減圧雰囲気にて行われてもよい。

その後、チャンバ蓋部１２２と遮断板１２３が上昇して、図１に示すように、チャンバ１２がオープン状態となる。ステップＳ１５では、遮断板１２３が基板保持部１４と共に回転するため、遮断板１２３の下面に液体はほとんど残存せず、チャンバ蓋部１２２の上昇時に遮断板１２３から液体が基板９上に落下することはない。基板９は外部の搬送機構によりチャンバ１２から搬出される（ステップＳ１６）。

次に、基板保持部１４のチャッキング機構について説明する。既述のように、基板保持部１４は、チャック支持部４１１と、複数のチャック部材とを有する。本実施の形態では、チャック部材として、２つの可動チャック部材と、２つの固定チャック部材とが設けられる。各可動チャック部材は同様の構造を有する。各固定チャック部材は同様の構造を有する。

図７は、可動チャック部材４１２近傍における基板処理装置１の縦断面図であり、基板９が保持された状態を示す。可動チャック部材４１２は、チャック支持部４１１に支持され、爪部４２１と、ベース部４２２と、レバー部４２３と、垂下部４２４とを備える。爪部４２１は、基板９に接する。爪部４２１はベース部４２２上に固定される。ベース部４２２は、回動軸４０１を中心として回動可能に支持される。回動軸４０１の位置は、チャック支持部４１１に対して相対的に固定されている。回動軸４０１は、中心軸Ｊ１に対して垂直である。ベース部４２２が回動することにより、爪部４２１は中心軸Ｊ１を中心とする径方向に移動する。レバー部４２３は、ベース部４２２から径方向内方に延びる。垂下部４２４はベース部４２２から下方に延びる。

図８は、可動チャック部材４１２および第１チャッキング磁性体４４１を拡大して示す図である。ベース部４２２には第２チャッキング磁性体４４２が取り付けられる。遮断板１２３が下降して遮断板１２３が基板９の上面に近接すると、第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２とが近接し、これらの間の磁気的作用により、可動チャック部材４１２に、爪部４２１を径方向内方へと向かわせる力が与えられる。すなわち、後述の固定チャック部材と共に基板９の外縁部を保持する力が可動チャック部材４１２に与えられる。

第１チャッキング磁性体４４１を遮断板１２３に設けることにより、第１チャッキング磁性体４４１を移動する機構を別途設ける必要がなくなり、簡単な構造で基板９のチャッキング、すなわち、保持動作を実現することができる。また、基板回転機構１５のロータ部１５２が浮遊している場合でも、容易にチャッキングを行うことができる。第１チャッキング磁性体４４１は、遮断板１２３から下方に延びる部材上に設けられるため、第１チャッキング磁性体４４１およびその周囲の構造が基板９から飛散する処理液の排出を妨げることが抑制される。

図９は、基板保持部１４およびアンチャッキング部３０を示す平面図である。チャック支持部４１１上には、２つの可動チャック部材４１２と、２つの固定チャック部材４１３とが設けられる。４つのチャック部材は、周方向に等間隔に配置される。図９では、第１チャッキング磁性体４４１が配置される位置を破線にて示している。アンチャッキング部３０は、第１突き上げ機構３１と、第２突き上げ機構３２とを含む。図７では、第１突き上げ機構３１の一部を示す。

図１０は、可動チャック部材４１２およびその周辺を拡大して示す平面図である。環状かつ板状のチャック支持部４１１は、内周から径方向外方に向かって窪む領域が設けられる。この窪んだ領域内に可動チャック部材４１２が配置される。可動チャック部材４１２の周方向両側には、チャック支持部４１１の本体から上方に突出する支持部４５１が設けられる。両支持部４５１間に回動軸４０１が固定される。回動軸４０１は可動チャック部材４１２のベース部４２２を貫通する。これにより、可動チャック部材４１２はチャック支持部４１１に回動可能に支持される。

図７および図９に示すように、第１突き上げ機構３１は、第１当接部３１１と、第１当接部移動機構３１２とを備える。第１当接部移動機構３１２は、ガイド付きのシリンダ３１３と、アーム３１４とを含む。第１当接部３１１はアーム３１４の上端に取り付けられる。チャンバ本体１２１の内側と外側とを隔離するために、第１当接部３１１とチャンバ本体１２１の底部との間においてアーム３１４はベローズ３１５に覆われる。シリンダ３１３により、第１当接部３１１がアーム３１４と共に中心軸Ｊ１に平行に移動して上昇すると、可動チャック部材４１２のレバー部４２３に第１当接部３１１が当接する。第１当接部３１１は中心軸Ｊ１に沿う方向に移動するのであれば、中心軸Ｊ１に平行でない方向に移動してもよい。第１当接部３１１がさらに上昇して第１当接部３１１がレバー部４２３を押すと、図１１に示すように、可動チャック部材４１２が回動軸４０１を中心に回動して爪部４２１が径方向外方へと移動する。

以下、可動チャック部材４１２の図７に示す位置（正確には、回転位置）を「チャック位置」という。可動チャック部材４１２の図１１に示す位置を「アンチャック位置」という。アンチャッキング部３０の第１当接部３１１が上昇してレバー部４２３を押すことにより、可動チャック部材４１２の位置がチャック位置からアンチャック位置へと変更される。アンチャッキング部３０により、基板保持部１４による基板９の保持が解除される。

図１２．Ａは、基板９が保持された状態の爪部４２１を示す図である。図１２．Ｂは、基板９の保持が解除された状態を示す。爪部４２１は、径方向外方に窪む凹部４２５を有する。基板９の外縁部は、凹部４２５に嵌まる。凹部４２５の下部は、下方かつ径方向内方に向かう傾斜面４２６である。凹部４２５の上部は、僅かに径方向内方に突出する微小突起部４２７である。図１２．Ｂに示すように、可動チャック部材４１２がアンチャック位置に位置する場合、基板９は傾斜面４２６に支持され、かつ、基板９を持ち上げると、基板９の外縁部は微小突起部４２７の内端の内側を通過することができる。

図１２．Ｂでは、第１チャッキング磁性体４４１が下降した時の位置を二点鎖線にて示している。可動チャック部材４１２がチャック位置に位置し、かつ、遮断板１２３が基板９の上面に近接した状態で状態では、可動チャック部材４１２のベース部４２２と第１チャッキング磁性体４４１とは非常に近接する。したがって、可動チャック部材４１２がアンチャック位置まで移動する前にベース部４２２と第１チャッキング磁性体４４１とは接する。可動チャック部材４１２が第１チャッキング磁性体４４１に接する位置まで傾いた状態では、基板９は凹部４２５から抜け出すことができない。

換言すれば、可動チャック部材４１２をチャック位置からアンチャック位置に向かって位置を変更させようとすると、基板９の保持が解除される前に可動チャック部材４１２は遮断板１２３の第１チャッキング磁性体４４１に接触する。これにより、処理中に基板９の保持が解除されてしまうことが、機械的に防止される。なお、遮断板１２３が下降した状態において、可動チャック部材４１２が動いた場合に可動チャック部材４１２と遮断板１２３の他の部位とが接することにより、保持解除が防止されてもよい。

第１チャッキング磁性体４４１が下降する際には、磁気的作用により、第１チャッキング磁性体４４１（または遮断板１２３の他の部位）とベース部４２２とが接触する前に可動チャック部材４１２がチャック位置へと移動する。もちろん、第１チャッキング磁性体４４１等がベース部４２２と摺接するようにして可動チャック部材４１２が第１チャッキング磁性体４４１に押されてもよい。

図７に示すように、可動チャック部材４１２は垂下部４２４を有する。垂下部４２４を設けることにより、可動チャック部材４１２の重心は回動軸４０１よりも下方に位置する。そのため、基板保持部１４が高速回転して可動チャック部材４１２に遠心力が作用すると、図７において時計回りに回転する力が可動チャック部材４１２に作用する。すなわち、可動チャック部材４１２に基板９を保持する方向へと回動させる力が作用する。その結果、回転時に基板９を安定して保持することができる。

図１３は、固定チャック部材４１３および第２突き上げ機構３２を示す縦断面図である。固定チャック部材４１３は、チャック支持部４１１に固定され、爪部４３１と、ベース部４３２と、レバー部４３３とを備える。爪部４３１は可動チャック部材４１２のものと同様である。ベース部４３２はチャック支持部４１１上に固定される。爪部４３１はベース部４３２上に固定される。レバー部４３３はベース部４３２から径方向内方に延びる。

図１３および図９に示すように、第２突き上げ機構３２は第１突き上げ機構３１と同様の構造を有する。ただし、突き上げストロークは第１突き上げ機構３１よりも小さい。第２突き上げ機構３２は、第２当接部３２１と、第２当接部移動機構３２２とを備える。第２当接部移動機構３２２は、ガイド付きのシリンダ３２３と、アーム３２４とを含む。第２当接部３２１はアーム３２４の上端に取り付けられる。チャンバ本体１２１の内側と外側とを隔離するために、第２当接部３２１とチャンバ本体１２１の底部との間においてアーム３２４はベローズ３２５に覆われる。

シリンダ３２３により、第２当接部３２１がアーム３２４と共に中心軸Ｊ１に平行に移動して上昇すると、固定チャック部材４１３のレバー部４３３に第２当接部３２１が当接する。第２当接部３２１は中心軸Ｊ１に沿う方向に移動するのであれば、中心軸Ｊ１に平行でない方向に移動してもよい。第２当接部３２１がさらに上昇して第２当接部３２１がレバー部４３３を押すと、基板回転機構１５のロータ部１５２は浮遊状態であるため、固定チャック部材４１３は上昇する。図１３では、上昇前の基板９およびロータ部１５２を二点鎖線にて示す。

固定チャック部材４１３の上昇量は、可動チャック部材４１２が第１突き上げ機構３１により押されて上昇する量に等しい。すなわち、可動チャック部材４１２は第１突き上げ機構３１により押されて傾斜すると共に上昇する。図１１では、上昇前の基板９およびロータ部１５２を二点鎖線にて示している。このとき、基板９が傾斜しないように、同じ距離だけ第２突き上げ機構３２は固定チャック部材４１３を突き上げる。その結果、基板９の水平姿勢が維持され、基板９を外部の搬送装置と基板保持部１４との間で受け渡しする際の信頼性が向上する。

アンチャッキング時は、基板保持部１４の中心軸（以下、「保持部中心軸」という。）は、必ずしも基板処理装置１の中心軸Ｊ１、すなわち、基板回転機構１５の中心軸に一致する必要はない。第２突き上げ機構３２の第２当接部移動機構３２２は、保持部中心軸を中心軸Ｊ１に平行に維持する機能を有すればよい。

図１４は、第１チャッキング磁性体４４１および第２チャッキング磁性体４４２の他の例を示す図である。図１４の例では、遮断板１２３が基板９の上面に近づくことにより第１チャッキング磁性体４４１は、第２チャッキング磁性体４４２の回動軸４０１よりも下の部位に近づく。そして、これらの磁性体間に生じる吸引力により、可動チャック部材４１２に基板９を保持する力が与えられる。すなわち、爪部４３１を径方向内方へと移動させるように可動チャック部材４１２を回転させる力が、可動チャック部材４１２に作用する。吸引力を利用する場合は、第１チャッキング磁性体４４１および第２チャッキング磁性体４４２の一方は、磁石ではなく、鉄等の磁性体であってもよい。

図１５は、第１チャッキング磁性体４４１および第２チャッキング磁性体４４２のさらに他の例を示す図である。図１５の例では、遮断板１２３が基板９の上面に近づくことにより第１チャッキング磁性体４４１の上部は、第２チャッキング磁性体４４２の回動軸４０１よりも上の部位に近づき、第１チャッキング磁性体４４１の下部は、第２チャッキング磁性体４４２の回動軸４０１よりも下の部位に近づく。そして、第１チャッキング磁性体４４１の上部と第２チャッキング磁性体４４２の上部との間に反発力が生じ、第１チャッキング磁性体４４１の下部と第２チャッキング磁性体４４２の下部との間に吸引力が生じる。これにより、可動チャック部材４１２に基板９を保持する強い力が与えられる。

図１６は、アンチャッキング部の他の例を示す図である。図１６のアンチャッキング部４６は、基板保持部１４の一部として設けられる。可動チャック部材４１２にはレバー部４２３は設けられない。アンチャッキング部４６は、チャック支持部４１１に設けられた第１アンチャッキング磁性体４６１と、可動チャック部材４１２に設けられた第２アンチャッキング磁性体４６２とを備える。第２アンチャッキング磁性体４６２は、垂下部４２４に設けられ、第２アンチャッキング磁性体４６１と第２アンチャッキング磁性体４６２との間に磁気的作用として反発力が働く。これにより、可動チャック部材４１２に、図１６における反時計回りの回転力が作用し、可動チャック部材４１２がアンチャック位置に保持される。実際には、可動チャック部材４１２の回動をアンチャック位置にて止めるストッパが設けられる。

チャッキング時の動作は、図８の場合と同様であるが、遮断板１２３が下降する前は可動チャック部材４１２はアンチャック位置に維持されているため、遮断板１２３が下降した際に第１チャッキング磁性体４４１と可動チャック部材４１２のベース部４２２とが干渉しないように、これらは径方向に十分に離される。第１チャッキング磁性体４４１が下降すると、第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２との間の反発力が、第１アンチャッキング磁性体４６１と第２アンチャッキング磁性体４６２との間の反発力に勝り、可動チャック部材４１２が回動してチャック位置に維持される。

アンチャッキングは、第１アンチャッキング磁性体４６１と第２アンチャッキング磁性体４６２との間に生じる磁気的作用である吸引力を利用して実現されてもよい。第１アンチャッキング磁性体４６１と第２アンチャッキング磁性体４６２の双方が磁石である必要はなく、一方が磁石であり、他方が鉄等の磁性体であってもよい。また、第１アンチャッキング磁性体４６１と第２アンチャッキング磁性体４６２との配置は様々に変更されてよい。

アンチャッキング部は、第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２とが離れている際に、各可動チャック部材４１２をアンチャック位置に保持させるアンチャッキング力を可動チャック部材４１２に作用させるのであれば、様々な態様にて設けられてよい。例えば、図１７に示すように、第１アンチャッキング磁性体４６１および第２アンチャッキング磁性体４６２に代えて、チャック支持部４１１と可動チャック部材４１２との間に圧縮コイルばね４６３が設けられてもよい。アンチャッキング部４６は、圧縮コイルばね４６３の復元力を利用して、可動チャック部材４１２の位置をアンチャック位置に保持する。チャッキング時の動作は、図１６の場合と同様である。

アンチャッキング力を生じる磁石やばねを利用することにより、基板保持部１４にアンチャッキング部４６を容易に設けることができる。ばねに代えてゴム等の他の弾性体が利用されてもよい。さらには、重力を利用してアンチャッキングが行われてもよい。

図１８．Ａないし図１８．Ｄは、基板９のチャッキングを実現する他の例を示す図である。アンチャッキング部３０は、図９、図１１、図１３に示すものと同様である。基板処理装置１では、チャンバ本体１２１内に磁性体移動機構４７が設けられる。磁性体移動機構４７は、第１チャッキング磁性体４４１を基板保持部１４に装着する。可動チャック部材４１２は、図８の場合と同様に第２チャッキング磁性体４４２を有する。第１チャッキング磁性体４４１が基板保持部１４に装着されると、第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２との間の磁気的作用により、可動チャック部材４１２はチャック位置に移動する。

磁性体移動機構４７は、チャンバ側壁部２１４の内周面に取り付けられる。磁性体移動機構４７は、アクチュエータ４７１と、アーム４７２とを備える。アーム４７２は、略Ｌ字状であり、上部は水平方向に延びる。アーム４７２の先端には第１チャッキング磁性体４４１が載置される。アクチュエータ４７１は、アーム４７２の昇降および回動を行う。チャック支持部４１１は、可動チャック部材４１２の径方向外側に、上方に突出する突起４７５を有し、突起４７５の径方向外側に、外周から径方向内方に向かって窪む溝４７６を有する。

アンチャック状態では、第１チャッキング磁性体４４１はアーム４７２上に位置し、アーム４７２の水平方向に延びる上部は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向におよそ平行である。チャッキング時には、まず、アクチュエータ４７１がアーム４７２を回転し、図１８．Ｂに示すように第１チャッキング磁性体４４１が突起４７５の上方に移動する。第１チャッキング磁性体４４１の下部には上方に窪む凹部が設けられる。図１８．Ｃに示すように、アクチュエータ４７１がアーム４７２を下降すると、突起４７５と第１チャッキング磁性体４４１の凹部とが嵌まる。

第１チャッキング磁性体４４１がチャック支持部４１１上に装着されると、第１チャッキング磁性体４４１と第２チャッキング磁性体４４２との間の磁気的作用により、可動チャック部材４１２に、固定チャック部材４１３と共に基板９の外縁部を保持する力が与えられる。その結果、可動チャック部材４１２がチャック位置へと移動するとともに、基板９が保持される。アクチュエータ４７１はアーム４７２をさらに下降させ、図１８．Ｄに示すように、アーム４７２から第１チャッキング磁性体４４１が外れ、アーム４７２の先端は溝４７６内を通過してチャック支持部４１１の下方へと移動する。

基板９が処理される際には、第１チャッキング磁性体４４１は基板保持部１４および基板９と共に回転する。これにより、基板９の処理中の基板９の保持が維持される。磁性体移動機構４７を設けることにより、簡単な基板保持部１４の構造で基板９の保持が実現される。このような構造は、基板回転機構１５においてロータ部１５２が浮遊する場合に特に適している。

アンチャッキング時には、磁性体移動機構４７がチャッキング時とは逆の動作を行って第１チャッキング磁性体４４１がチャック支持部４１１から取り外されてアーム４７２上に移載される。その後、図９に示すアンチャッキング部３０の第１突き上げ機構３１および第２突き上げ機構３２が可動チャック部材４１２および固定チャック部材４１３を押し上げ、基板９の姿勢を水平に保ったまま基板９の保持が解除される。

第１チャッキング磁性体４４１の装着位置は、チャック支持部４１１には限定されず、チャック支持部４１１に対して相対位置が固定された基板保持部１４の他の位置でもよい。

磁性体移動機構４７が設けられる場合においても、アンチャッキング部として、図１６や図１７に示すものが利用されてもよい。

図１９．Ａは、可動チャック部材４１２にチャッキング力を与えるチャッキング部の他の例を簡略化して示す概略断面図である。図１９．Ｂは、図１９．Ａの概略平面図である。チャッキング部５１では、図１の遮断板１２３に代えて中心軸Ｊ１を中心とするリング部材５１１が設けられる。リング部材５１１の下面には下方に突出する２つの第１チャッキング磁性体４４１と、２つのピン５１２とが設けられる。リング部材５１１はチャンバ蓋部１２２（図１参照）から独立しており、搬送ロボットにより矢印５１６，５１７に示すように水平方向および上下方向に移動され、チャック支持部４１１上に載置される。第１チャッキング磁性体４４１およびピン５１２はチャック支持部４１１上の図示省略の突起に嵌まり、基板保持部１４と共に回転する。

可動チャック部材４１２および固定チャック部材４１３により基板９が保持される原理は、図１の場合と同様である。すなわち、第１チャッキング磁性体４４１が可動チャック部材４１２の第２チャッキング磁性体４４２に近接することにより、基板９が保持される。図１９．Ａおよび図１９．Ｂの場合、チャッキング部５１は、リング部材５１１、第１チャッキング磁性体４４１、第２チャッキング磁性体４４２およびリング部材５１１を搬送するロボットにより実現される。搬送ロボットは、第１チャッキング磁性体４４１を基板保持部１４に装着し、また、第１チャッキング磁性体４４１を基板保持部１４から取り外す磁性体移動機構である。リング部材５１１は、搬送ロボットにより把持されてもよく、吸着されてもよい。遮断板１２３が設けられないため、走査型のノズルから基板９上に処理液が供給されてもよい。

なお、図１の例の場合は、チャッキング部は、遮断板１２３、第１チャッキング磁性体４４１、第２チャッキング磁性体４４２およびチャンバ開閉機構１３１により実現される。チャンバ開閉機構１３１は、磁性体移動機構として機能する。

図２０．Ａは、チャッキング部の他の例を示す概略断面図である。図２０．Ｂは、図２０．Ａの概略平面図である。チャッキング部５２は、中心軸Ｊ１を中心とするリング状の第１チャッキング磁性体５２１と、磁性体移動機構５２２と、可動チャック部材４１２の第２チャッキング磁性体４４２とを含む。第１チャッキング磁性体５２１は、矢印５２６に示すように磁性体移動機構５２２により昇降する。磁性体移動機構５２２には、シリンダや、モータおよびボールねじ等の様々な機構が採用可能である。第１チャッキング磁性体５２１は、下降しても基板保持部１４とは接しない。基板保持部１４が回転しても第１チャッキング磁性体５２１は回転しない。

第１チャッキング磁性体５２１が下降すると、第１チャッキング磁性体５２１と第２チャッキング磁性体４４２とは近接し、基板９が保持される。第１チャッキング磁性体５２１が上昇すると、第１チャッキング磁性体５２１と第２チャッキング磁性体４４２とが離間し、基板９を保持する力は消滅する。

第１チャッキング磁性体５２１はリング状であるため、基板保持部１４が回転しても、第１チャッキング磁性体５２１と第２チャッキング磁性体４４２との間の磁気的作用は維持される。その結果、基板９の保持は維持される。このように、磁性体移動機構５２２は、第１チャッキング磁性体５２１を基板保持部１４に近接させ、また、基板保持部１４から離間させるものであってもよい。チャッキング部５２によっても、簡単な構造で基板９を保持することができる。特に、基板回転機構１５が浮遊式のモータであっても、基板９を保持することができる。

第１チャッキング磁性体５２１は、図１９．Ａの場合と同様に、搬送ロボットにより基板保持部１４に近接する位置まで搬送されてもよい。この場合、第１チャッキング磁性体５２１は基板保持部１４に載置されて基板保持部１４と共に回転してもよい。

図２１．Ａは、チャッキング部のさらに他の例を示す概略断面図である。図２１．Ｂは、図２１．Ａの概略平面図である。チャッキング部５３では、図２０．Ａおよび図２０．Ｂのものと比べて、第１チャッキング磁性体５３１は２つの半円弧状の部材であり、磁性体移動機構５３２は、矢印５３６にて示すように、２つの第１チャッキング磁性体５３１を左右に移動する。他の構成は、図２０．Ａおよび図２０．Ｂと同様である。

２つの第１チャッキング磁性体５３１が近づくと、図２０．Ｂと同様の中心軸Ｊ１を中心とするリング状の磁性体となる。また、第１チャッキング磁性体５３１は基板保持部１４とは非接触である。基板保持部１４が回転しても、第１チャッキング磁性体５３１と第２チャッキング磁性体４４２との間の磁気的作用は維持される。その結果、可動チャック部材４１２による基板９の保持は維持される。このように、磁性体移動機構５３２は、第１チャッキング磁性体５３１を基板保持部１４に近接させ、また、基板保持部１４から離間させる。

図１９．Ａ、図２０．Ａ、図２１．Ａのいずれの場合においても、第１チャッキング磁性体と第２チャッキング磁性体の少なくとも一方は磁石である。

基板処理装置１では、様々な変更が可能である。

固定チャック部材４１３は、好ましくは少なくとも２つ存在する。もちろん、固定チャック部材４１３の数は１つでもよい。この場合、例えば、基板９を安定して保持するために、円弧状のガイドや複数の爪を有する固定チャック部材４１３が設けられる。可動チャック部材４１２は少なくとも１つ存在すればよい。固定チャック部材４１３および可動チャック部材４１２の位置は、基板９を支持することができる範囲内で適宜決定されてよい。

なお、実際には、可動チャック部材４１２の保持時の位置は一定の位置に定めることが可能であるため、全てのチャック部材が可動チャック部材４１２であってもよい。すなわち、チャック支持部４１１に支持されるチャック部材の数は少なくとも３つであり、そのうち少なくとも１つが可動チャック部材４１２である。

可動チャック部材４１２の回動軸４０１は、中心軸Ｊ１に平行であってもよい。この場合、例えば、第１当接部３１１が上昇することにより可動チャック部材４１２と当接し、第１当接部３１１から受ける力が可動チャック部材４１２を水平方向に回動させる力に変換される。

可動チャック部材４１２のチャック位置およびアンチャック位置は、回転位置以外に、直線移動における位置でもよい。いずれの場合であっても、可動チャック部材４１２は、チャック位置とアンチャック位置との間で位置が変更可能な状態で、チャック支持部４１１に支持される。

アンチャッキング部３０の第１当接部３１１と第２当接部３２１とは、同方向に移動するのであれば、例えば、下方に移動することによりアンチャッキングが行われてもよい。この場合、アンチャッキング時に基板９および基板保持部１４は、水平状態を維持しつつ下方に下がる。

第２突き上げ機構３２は、チャック支持部４１１に当接してチャック支持部４１１を押してもよい。この場合、第２突き上げ機構３２の第２当接部３２１は、チャック支持部４１１の固定チャック部材４１３近傍の部位に当接することが好ましい。第２当接部３２１が固定チャック部材４１３またはその近傍に当接することにより、基板保持部１４の姿勢を安定して維持することができる。

基板処理装置１では、チャンバ空間１２０にガスを供給して加圧する加圧部が設けられてもよい。チャンバ空間１２０の加圧は、チャンバ１２が密閉された第２密閉状態で行われ、チャンバ空間１２０が大気圧よりも高い加圧雰囲気となる。なお、加熱ガス供給部１８７が加圧部を兼ねてもよい。

チャンバ開閉機構１３１は、必ずしもチャンバ蓋部１２２を上下方向に移動する必要はなく、チャンバ蓋部１２２が固定された状態で、チャンバ本体１２１を上下方向に移動してもよい。チャンバ１２は、必ずしも略円筒状には限定されず、様々な形状であってよい。

基板回転機構１５のステータ部１５１およびロータ部１５２の形状および構造は、様々に変更されてよい。ロータ部１５２は、必ずしも浮遊状態にて回転する必要はなく、チャンバ１２内にロータ部１５２を機械的に支持するガイド等の構造が設けられ、当該ガイドに沿ってロータ部１５２が回転してもよい。基板回転機構１５は、必ずしも中空モータである必要はなく、軸回転型のモータが基板回転機構として利用されてもよい。

基板処理装置１では、基板９の洗浄処理は、第１密閉状態における拡大密閉空間１００において行われてもよい。拡大密閉空間１００は、カップ部１６１の上面部６１２以外の部位（例えば、側壁部６１１）がチャンバ蓋部１２２に接することにより形成されてもよい。カップ部１６１の形状は、適宜変更されてよい。基板９の洗浄処理は、必ずしも密閉空間で行われる必要はなく、開放された空間で行われてもよい。

基板処理装置１では、薬液供給部１８３から供給される薬液により、上述のエッチング処理以外の様々な処理、例えば、基板上の酸化膜の除去や付着したポリマーの除去、現像液による現像等が行われてよい。

基板処理装置１では、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（field emission display）等の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。あるいは、基板処理装置１は、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、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１基板処理装置
９基板
１４基板保持部
１５基板回転機構
３０，４６アンチャッキング部
１３１チャンバ開閉機構（磁性体移動機構）
１５１ステータ部
１５２ロータ部
４１１チャック支持部
４１２可動チャック部材
４４１，５２１，５３１第１チャッキング磁性体
４４２第２チャッキング磁性体
４６１第１アンチャッキング磁性体
４６２第２アンチャッキング磁性体
５２２，５３２磁性体移動機構
Ｊ１中心軸

Claims

基板を処理する基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を前記基板に垂直な中心軸を中心として回転する基板回転機構と、
第１チャッキング磁性体を前記基板保持部に装着し、また、前記第１チャッキング磁性体を前記基板保持部から取り外す、または、第１チャッキング磁性体を前記基板保持部に近接させ、また、前記第１チャッキング磁性体を前記基板保持部から離間させる磁性体移動機構と、
を備え、
前記基板保持部が、
チャック支持部と、
前記チャック支持部に支持される少なくとも３つのチャック部材と、
を有し、
前記少なくとも３つのチャック部材は、チャック位置とアンチャック位置との間で位置が変更可能である少なくとも１つの可動チャック部材を含み、
前記少なくとも１つの可動チャック部材の各可動チャック部材が、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着された際に、または、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に近接した際に、前記第１チャッキング磁性体との間の磁気的作用により、前記基板の外縁部を保持する力を前記各可動チャック部材に与える第２チャッキング磁性体を有することを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板回転機構が、
前記中心軸を中心とする環状であり、永久磁石を含むロータ部と、
前記中心軸を中心とする環状であり、前記ロータ部を浮遊状態にて回転させるステータ部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部が、前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着されていない場合に、前記少なくとも１つの可動チャック部材を前記アンチャック位置に保持させるアンチャッキング力を前記少なくとも１つの可動チャック部材に作用させるアンチャッキング部を含むことを特徴とする基板処理装置。
請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記アンチャッキング部が、互いの間に生じる磁気的作用が前記アンチャッキング力である第１アンチャッキング磁性体と、第２アンチャッキング磁性体とを含むことを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記少なくとも１つの可動チャック部材に含まれる各可動チャック部材が、回動軸を中心に回動可能であり、前記基板保持部の回転による遠心力により、前記各可動チャック部材に前記基板を保持する方向へと回動させる力が作用することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記第１チャッキング磁性体が前記基板保持部に装着された状態で前記少なくとも１つの可動チャック部材を前記チャック位置から前記アンチャックに向かって位置を変更させた場合に、前記基板の保持が解除される前に前記少なくとも１つの可動チャック部材が、前記第１チャッキング磁性体に接触することを特徴とする基板処理装置。