JP2017069531A - 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
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Abstract
Description
複数本の保持ピンは、回転台に対して不動の固定ピンと、回転台に対して可動の可動ピンとを含む。可動ピンは、その中心軸線と同軸の回転軸線まわりに回転可能に設けられ、基板の周端縁に当接するための当接部を有している。当接部の回転により、当接部は、回転軸線から離れた遠い開放位置と、回転軸線に近づいた保持位置との間で変位する。当接部の回転軸には、ピン駆動用磁石が結合されている。
また、この発明の他の目的は、基板の周縁部を、処理残りなく良好に処理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。
複数本の可動ピンは、第1の可動ピン群と、第2の可動ピン群とを含む。第1の可動ピン群に対応して取り付けられた第1の駆動用磁石の磁極方向は、回転台の径方向に関し互いに等しく、第2の可動ピン群に対応して取り付けられた第2の駆動用磁石の磁極方向は、第1の駆動用磁石の磁極方向とは逆で、かつ回転台の径方向に関し互いに等しい。
請求項2に記載の発明は、前記第1および第2の移動磁石は、それぞれ、当該第1および第2の移動磁石が前記第1または第3の位置にありかつ前記回転台の回転状態において、前記回転台の回転に伴って回転する各可動ピンが通過可能な前記回転軸線と同軸の円環状の磁界発生領域を形成する、請求項1記載の基板保持回転装置である。
この構成によれば、複数の第1の移動磁石および複数の第2の移動磁石は、回転台の周方向に関し交互に配置されている。また、複数の第1の移動磁石および複数の第2の移動磁石は、全体として前記回転軸線と同軸の円環状をなすように配置されている。この場合、個々の種類の移動磁石(第1の移動磁石または第2の移動磁石)に着目すれば、当該移動磁石は、回転軸線の同軸円周上において回転台の周方向に間欠的に配置されている。この場合でも、回転台の回転速度如何および/または各開放磁石の周方向長さ如何により、磁界発生領域を円環状に設けることは可能である。
請求項5に記載の発明は、前記第1の移動磁石および前記第2の移動磁石は、前記回転軸線と同軸で平面視二重円環状に配置されている、請求項2に記載の基板保持回転装置である。
請求項6に記載の発明は、前記付勢ユニットは、前記第1の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えることにより、前記第1の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記一方に付勢するための第1の付勢用磁石と、前記第2の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えることにより、前記第2の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記一方に付勢するための第2の付勢用磁石とをさらに含む、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。
請求項7に記載の発明は、前記第1および第2の付勢用磁石は、前記回転台に対して相対移動不能に設けられている、請求項6に記載の基板保持回転装置である。
請求項8に記載の発明は、前記回転台と前記複数本の可動ピン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り前記回転台とともに前記回転軸線まわりに回転するように前記回転台に取り付けられた保護ディスクをさらに含み、前記第1および第2の付勢用磁石は、前記保護ディスクに同伴上下動可能に設けられている、請求項6に記載の基板保持回転装置である。
請求項9に記載の発明は、前記開放位置および前記保持位置の前記一方は、前記保持位置であり、前記開放位置および前記保持位置の前記他方は、前記開放位置である、請求項1〜8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、処理液供給ユニットから処理液が基板の主面に供給される。基板の主面に供給された処理液は、基板の回転による遠心力を受けて基板の周縁部に向けて流れる。これにより、基板の周縁部が処理液により液処理される。この発明では、基板の回転中に、可動ピンによる基板の接触支持位置を変化させることが可能である。そのため、基板の周縁部を、処理残りなく良好に処理することができる。
また、回転台の回転および処理液の供給に並行して、第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を第1の位置に配置すると共に第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を第4の位置に配置する(第1の磁石配置工程)。これにより、基板は、支持部が保持位置に付勢される可動ピン群(第1および第2の可動ピン群の一方)に含まれる少なくとも3本の可動ピンによって支持される。
前記の目的を達成するための請求項13に記載の発明は、回転台と、前記回転台を、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる回転駆動ユニットと、基板を水平に支持するための複数本の可動ピンであって、前記回転軸線から離れた遠い開放位置と前記回転軸線に近づいた保持位置との間で移動可能に設けられた支持部を有し、前記回転台と共に前記回転軸線まわりに回転するように設けられた可動ピンとを含み、前記複数本の可動ピンは、少なくとも3本の可動ピンを含む第1の可動ピン群と、第1の可動ピン群とは別に設けられ、少なくとも3本の可動ピンを含む第2の可動ピン群とを含み、各可動ピンの前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の一方に付勢する付勢ユニットと、各第1の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し互いに等しい磁極方向を有する第1の駆動用磁石と、各第2の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し、前記第1の駆動用磁石とは逆の磁極方向を有する第2の駆動用磁石と、非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第1の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第1の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の他方に付勢する第1の移動磁石と、非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第2の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第2の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記他方に付勢する第2の移動磁石と、前記第1の移動磁石および前記回転台を、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第1の位置と、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第2の位置との間で相対移動させる第1の相対移動ユニットと、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対移動と独立して、前記第2の移動磁石および前記回転台を、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第3の位置と、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第4の位置との間で相対移動させる第2の相対移動ユニットとをさらに含む、基板保持回転装置と、前記基板保持回転装置に保持されている基板に対し、処理液を供給する処理液供給ユニットとを含む基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記制御ユニットは、前記回転台を前記回転軸線まわりに回転させる回転台回転工程と、前記回転台の回転に伴って回転している基板に処理液を供給する処理液供給工程と、前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第1の位置に配置すると共に前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第4の位置に配置する第1の磁石配置工程と、前記第1の磁石配置工程の非実行時において、前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第3の位置に配置すると共に前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第2の位置に配置する第2の磁石配置工程とを含む、基板処理方法を提供する。
また、回転台の回転および処理液の供給に並行して、第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を第1の位置に配置すると共に第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を第4の位置に配置する(第1の磁石配置工程)。これにより、基板は、支持部が保持位置に付勢される可動ピン群(第1および第2の可動ピン群の一方)に含まれる少なくとも3本の可動ピンによって支持される。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置1の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハ(半導体基板)からなる円板状の基板Wを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、複数のキャリアCを保持するロードポートLPと、基板Wの姿勢を上下反転させる反転ユニットTUと、基板Wを処理する複数の処理ユニット2とを含む。ロードポートLPおよび処理ユニット2は、水平方向に間隔を空けて配置されている。反転ユニットTUは、ロードポートLPと処理ユニット2との間で搬送される基板Wの搬送経路上に配置されている。
図3に示すように、各可動ピン110は、回転台107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。6本の可動ピン110は、互いに隣り合わない3本の可動ピン110ごとに、対応する駆動用永久磁石156A,156Bの磁極方向が共通する一つの群に設定されている。換言すると、6本の可動ピン110は、第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110と、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110とを含む。第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110に対応する第1の駆動用永久磁石156Aの磁極方向と、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110に対応する第2の駆動用永久磁石156Bの磁極方向とは、回転軸線A3に直交する方向に関し互いに異なっている。第1の可動ピン群111に含まれる可動ピン110と、第2の可動ピン群112に含まれる可動ピン110とは、回転台107の周方向に関し交互に配置されている。第1の可動ピン群111に着目すれば、3本の可動ピン110は等間隔(120°間隔)に配置されている。また、第2の可動ピン群112に着目すれば、3本の可動ピン110は等間隔(120°間隔)に配置されている。
第2の駆動用永久磁石156Bは、第2の閉塞永久磁石122からの吸引磁力を受け、上軸部152を回転軸線A1に近づいた保持位置へと移動させている。つまり、第2の可動ピン群112に含まれる可動ピン110の上軸部152は、第2の閉塞永久磁石122の吸引磁力により保持位置へと付勢されている。したがって、駆動用永久磁石156A,156Bが次に述べる開放永久磁石125,127からの吸引磁力を受けないときには、回転軸線A1から離れた保持位置に可動ピン110が位置している。
3つの第1の開放永久磁石125は、回転軸線A1を中心とする円弧状をなし、互いに共通の高さ位置でかつ回転台107の周方向に間隔を空けて配置されている。3つの第1の開放永久磁石125は、互いに等しい諸元を有しており、回転軸線A1と同軸の円周上において周方向に等間隔を空けて配置されている。各第1の開放永久磁石125は、回転軸線A1に直交する平面(水平面)に沿って配置されている。
各第1の開放永久磁石125の周方向長さ(角度)は、約60°である。各第1の開放永久磁石125の周方向長さ(角度)を約60°とした理由は、後述するように基板Wを液処理速度(たとえば約500rpm)で回転させたときに、回転台107の回転に伴って回転する駆動用永久磁石156A,156Bが通過する環状領域に、全周環状の磁界発生領域129A(図13A参照)を形成するように設定したものである。
各第2の開放永久磁石127の周方向長さ(角度)は、約60°である。各第2の開放永久磁石127の周方向長さ(角度)を約60°とした理由は、後述するように基板Wを液処理速度(たとえば約500rpm)で回転させたときに、回転台107の回転に伴って回転する駆動用永久磁石156A,156Bが通過する環状領域に、全周環状の磁界発生領域129B(図13B参照)を形成するように設定したものである。
図2に示すように、スピンチャック5は、さらに、回転台107の上面と可動ピン110による基板保持高さとの間に配置された保護ディスク115を備えている。保護ディスク115は、回転台107に対して上下動可能に結合されており、回転台107の上面に近い下位置と、当該下位置よりも上方において可動ピン110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115は、基板Wよりも僅かに大径の大きさを有する円盤状の部材であって、可動ピン110に対応する位置には当該可動ピン110を回避するための切り欠き116が形成されている。
そのため、第2の浮上用磁石129が下位置にあるとき、保護ディスク115は回転台107の上面に近い下位置にあり、可動ピン110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5に対して基板Wを搬入および搬出するセンターロボットCRは、そのハンドH2を保護ディスク115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。
薬液ノズル6は、たとえば、連続流の状態でFOMを吐出するストレートノズルであり、たとえば基板Wの上面に垂直な方向にFOMを吐出する垂直姿勢でノズルアーム21に取り付けられている。ノズルアーム21は水平方向に延びており、スピンチャック5の周囲で鉛直方向に延びる所定の揺動軸線(図示しない)まわりに旋回可能に設けられている。
ノズル移動ユニット22は、揺動軸線まわりにノズルアーム21を旋回させることにより、平面視で基板Wの上面中央部を通る軌跡に沿って薬液ノズル6を水平に移動させる。ノズル移動ユニット22は、薬液ノズル6から吐出されたFOMが基板Wの上面に着液する処理位置と、薬液ノズル6が平面視でスピンチャック5の周囲に設定されたホーム位置との間で、薬液ノズル6を水平に移動させる。さらに、ノズル移動ユニット22は、薬液ノズル6から吐出されたFOMが基板Wの上面中央部に着液する中央位置と、薬液ノズル6から吐出されたFOMが基板Wの上面周縁部に着液する周縁位置との間で、薬液ノズル6を水平に移動させる。中央位置および周縁位置は、いずれも処理位置である。
図2に示すように、水供給ユニット8は水ノズル41を含む。水ノズル41は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック5の上方で、その吐出口を基板Wの上面の中央部に向けて固定的に配置されている。水ノズル41には、水供給源からの水が供給される水配管42が接続されている。水配管42の途中部には、水ノズル41からの水の供給/供給停止を切り換えるための水バルブ43が介装されている。水バルブ43が開かれると、水配管42から水ノズル41に供給された連続流の水が、水ノズル41の下端に設定された吐出口から吐出される。また、水バルブ43が閉じられると、水配管42から水ノズル41への水の供給が停止される。水は、たとえば脱イオン水(DIW)である。DIWに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10ppm〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
洗浄ブラシ10は、たとえばPVA(ポリビニルアルコール)からなるスポンジ状のスクラブ部材であり、円柱状をなしている。洗浄ブラシ10は、その下面に、平坦状の洗浄面10aを有している。洗浄面10aが、基板Wの上面と接触する接触面として機能する。
このスクラブ洗浄の際に、水ノズル41から水(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の裏面Wbの異物が取れやすくなり、また、洗浄ブラシ10によって擦り落とされた異物を基板W外へと排出することができる。
制御ユニット3は、予め定められたプログラムに従って、回転駆動ユニット103、ノズル移動ユニット22、アーム駆動ユニット48、第1〜第3の昇降ユニット126,128,130等の動作を制御する。さらに、制御ユニット3は、薬液バルブ15、水バルブ43、不活性ガスバルブ173、不活性ガス流量調整バルブ174等の開閉動作等を制御する。
処理ユニット2は、たとえば、アニール装置や成膜装置等の前処理装置で処理された後の基板W(以下、「未洗浄基板」という場合がある。)Wを処理対象としている。基板Wの一例として円形のシリコン基板を挙げることができる。処理ユニット2は、たとえば、基板Wにおける表面Wa(他方主面。デバイス形成面)と反対側の裏面Wb(一方主面。デバイス非形成面)を洗浄する。
次いで、制御ユニット3は、第1および第2の昇降ユニット126,128を制御して、第1の開放永久磁石125および第2の開放永久磁石127を下位置に向けて下降し、下位置のまま保持する(ステップS3)。このとき、図10A,10Bに示す状態となる。したがって、それによって、全ての可動ピン110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。これにより、6本の可動ピン110によって基板Wが握持される。基板Wは、その表面Waを下方に向け、かつその裏面Wbを上方に向けた状態でスピンチャック5に保持される。
また、制御ユニット3は、第3の昇降ユニット130を制御して、図19Bに示すように、第2の浮上用磁石129を上位置に向けて上昇させる。それらの浮上用磁石129,160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115が回転台107の上面から基板Wに向かって浮上する。そして、第1の開放永久磁石125が上位置に達すると、保護ディスク115が基板Wの表面Wa(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117の下端に形成されたフランジ120がリニア軸受け118に当接する。これにより、保護ディスク115は、前記接近位置に保持されることになる。この状態で、制御ユニット3は不活性ガスバルブ173を開き、図19Bに示すように、不活性ガスの供給を開始する(S4:不活性ガス供給開始)。供給された不活性ガスは、不活性ガス供給管170の上端から吐出され、整流部材186等の働きによって、接近位置にある保護ディスク115と基板Wの表面Wa(下面)との間の狭空間に向かって、回転軸線A1を中心とした放射状に吹き出される。
具体的には、FOMの吐出開始から所定の期間が経過すると、制御ユニット3は、第1の昇降ユニット126を制御して、図19Dに示すように、それまで下位置にあった第1の開放永久磁石125を上位置に向けて上昇させ、当該上位置に保持する。これにより、第1の開放永久磁石125を上位置に配置しかつ第2の開放永久磁石127を下位置に配置した状態(図13A,13B参照)となり、第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110がそれまでの保持位置から開放位置に配置される。これにより、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wが接触支持されている状態になる(第1の磁石配置工程)。
基板Wにおける可動ピン110の所期の支持位置(周方向の6か所)におけるFOMの回り込みについて検討する。可動ピン110が保持位置に位置する状態では、基板Wの上面に供給されたFOMは、図20Aに示すように、基板Wの周端面に接触する上軸部152と干渉する。そのため、所期の支持位置(周方向の6か所)において可動ピン110が保持位置に位置する状態では、基板Wの上面に供給されたFOMを基板Wの周端面を介して基板Wの下面の周縁領域に回り込ませることはできない。
FOMの吐出開始から所定の期間が経過すると、FOM供給工程(S6)が終了する。具体的には、制御ユニット3は、薬液バルブ15を閉じて、薬液ノズル6からのFOMの吐出を停止させる。また、制御ユニット3は、薬液ノズル6を中央位置からホーム位置に移動させる。これにより、薬液ノズル6が基板Wの上方から退避させられる。
FOM供給工程(S6)の終了に引き続いて、リンス液である水が基板Wの裏面Wbに供給開始される(S7;リンス工程。処理液供給工程)。
具体的には、水の吐出開始から所定の期間が経過すると、制御ユニット3は、第1の昇降ユニット126を制御して、図19Gに示すように、それまで下位置にあった第1の開放永久磁石125を上位置に向けて上昇させ、当該上位置に保持する。これにより、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wが接触支持されている状態になる(第1の磁石配置工程)。
第1の開放永久磁石125の下降から所定の期間(たとえば3秒間)が経過すると、制御ユニット3は、第2の昇降ユニット128を制御して、図19Hに示すように、それまで下位置にあった第2の開放永久磁石127を上位置に向けて上昇させ、当該上位置に保持する。これにより、第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wが接触支持されている状態になる(第2の磁石配置工程)。
このように、第1の可動ピン群111のみによる基板Wの接触支持している状態と、第2の可動ピン群112のみによる基板Wの接触支持している状態とを切り換えることにより、リンス工程(S7)において、回転状態にある基板の基板Wの周縁部における可動ピン110の接触支持位置を変化させることができる。
水の吐出開始から、所定の期間が経過すると、制御ユニット3は、アーム駆動ユニット48を制御して、図19Fに示すように、洗浄ブラシ10による基板Wの裏面Wbのスクラブ洗浄を実行する(S8:ブラシ洗浄工程。処理液供給工程)。これにより、基板Wの裏面Wbに対して、水を供給しながら洗浄ブラシ10によるスクラブ洗浄が行われる。具体的には、制御ユニット3は、アーム駆動ユニット48を制御して、揺動アーム47を揺動軸線A2周りに揺動させて、洗浄ブラシ10をホーム位置から基板Wの上方へ配置させるとともに、洗浄ブラシ10を降下させて、洗浄ブラシ10の洗浄面10aを基板Wの裏面Wbに押し付ける。そして、制御ユニット3は、図19Gに示すようにアーム駆動ユニット48を制御して、洗浄ブラシ10の押付け位置を、基板Wの中央部と、基板Wの周縁部との間で移動(スキャン)させる。これにより、洗浄ブラシ10の押付け位置が基板Wの裏面Wbの全域を走査し、基板Wの裏面Wbの全域が洗浄ブラシ10によりスクラブされる。ブラシ洗浄工程(S8)では、FOM供給工程(S6)で剥離された異物が、洗浄ブラシ10によるスクラブによりにより掻き取られる。そして、洗浄ブラシ10により掻き取られた異物は、水により洗い流される。これにより、剥離された異物を基板Wの裏面Wbから除去できる。
その後、制御ユニット3は、第3の昇降ユニット130を制御することにより、第2の浮上用磁石129を下方位置へと下降させる(ステップS12)。これにより、第2の浮上用磁石129と第1の浮上用磁石160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115は、回転台107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115の上面と基板Wの表面Wa(下面)との間には、センターロボットCRのハンドH2を進入させることができるだけの空間が確保される。
次に、処理チャンバー4内から基板Wが搬出される(ステップS13)。具体的には、制御ユニット3は、全てのノズル等がスピンチャック5の上方から退避している状態で、センターロボットCRを制御し、図19Kに示すように、ハンドH2を保護ディスク115と基板Wの表面Wa(下面)との間に確保された空間に進入させる。そして、ハンドH2は、可動ピン110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5の側方へと退避する。これにより、洗浄処理済みの基板Wが処理チャンバー4から搬出される。
1つ目の点について説明する。特開2008−135750号公報では、磁石(磁石152bおよび磁石162b)が上下方向に沿う磁極方向を有している。また、磁石(磁石152bおよび磁石162b)と、第1ピン(第1ピン122,124,126)および第2ピン(第2ピン132,134,136)とがカム機構を介して連結されている。すなわち、第1ピンおよび第2ピンを開閉駆動させるための構成が非常に複雑である。
第2の実施形態に係る処理ユニット202は、基板保持回転装置としてスピンチャック205を備えている。第2の実施形態に係るスピンチャック205が第1の実施形態に係るスピンチャック5と相違する点は、付勢用磁石(第1および第2の付勢用磁石)としての開閉切換え永久磁石210A,210Bを保護ディスク115と同伴昇降可能に設けた点にある。また、第3の昇降ユニット130による保護ディスク115の昇降動作に伴って、これにより、開閉切換え永久磁石210A,210Bを昇降させている。さらに、開閉切換え永久磁石210A,210Bは、可動ピン110を保持位置および開放位置の一方または他方に付勢する構成ではなく、保持位置への付勢状態と開放位置への付勢状態とを切り換えるための磁石である。つまり、第3の昇降ユニット130により保護ディスク115を昇降させることにより、可動ピン110の開閉を切り換え可能な構成が採用されている。
円環状の円環カバー291は、円環状の円環カバー191は、保護ディスク115の上面の周縁部および保護ディスク115の周端を保護している。円環状の円環カバー291は、ボルト等の締結部材を含む固定ユニット203を介して、保護ディスク115の外周部に取り付けられている。保護ディスク115の上面の周縁部および保護ディスク115の周端にされている。円環カバー291は、上面の周縁部から径方向外方に向けて水平方向に張り出す円環板部292と、円環板部292の周端から垂下する円筒部293とを含む。円環板部292の外周は、回転台107の周端よりも外方に位置している。円環板部292および円筒部293は、たとえば、耐薬性を有する樹脂材料を用いて一体に形成されている。円環板部292の内周の、可動ピン110に対応する位置には、該可動ピン110を回避するための切り欠き294(図23参照)が形成されている。切り欠き294は、可動ピン110の外周面から一定の間隔を確保して当該可動ピン110を縁取るように形成されている。円環板部292および円筒部293は、たとえば、耐薬性を有する樹脂材料を用いて一体に形成されている。
第2の開閉切換え永久磁石210Bは、図25A,25Bに示すように、保護ディスク115が接近位置にある状態で上端側のS極部212が第2の駆動用永久磁石156Bに接近し、保護ディスク115が下位置にある状態で下端側のN極部211が第2の駆動用永久磁石156Bに接近するように配置されている。
そして、保護ディスク115が接近位置に配置された状態では、図24Bに示すように、第1の開閉切換え永久磁石210Aの下端側のS極部212が、第1の駆動用永久磁石156Aに接近する。この状態では、第1の開閉切換え永久磁石210Aのうち、S極部212からの磁力のみが第1の駆動用永久磁石156Aに作用し、N極部211からの磁力は第1の駆動用永久磁石156Aに作用しない。そのため、第1の開閉切換え永久磁石210Aからの磁力を受けて、第1の駆動用永久磁石156Aは、図24Bに示すように、S極が回転台107の径方向の内方に向きかつN極が回転台107の径方向の外方に向く姿勢になる。この状態では、第1の可動ピン群111に含まれる可動ピン110の上軸部152が、開放位置よりも回転軸線A1に近づいた保持位置へと移動する。その結果、第1の可動ピン群111に含まれる可動ピン110が、保持位置へと付勢される。
この処理液処理について、図21、図23、図24A,24B、図25A,25Bおよび図26を参照しながら、また、図27A〜27Kについては適宜参照する。
基板Wは、反転ユニットTUによって反転させられた後(T1:基板反転)、センターロボットCRのハンドH2によって、裏面Wbを上方に向けた状態で処理ユニット2内に搬入させられる(ステップT2)。ステップT1,T2の工程は、それぞれ、図17に示すステップS1,S2と同等の工程であるので、説明を省略する。
FOMの吐出開始から所定の期間が経過すると、FOM供給工程(T6)が終了する。具体的には、制御ユニット3は、薬液バルブ15を閉じて、薬液ノズル6からのFOMの吐出を停止させる。また、制御ユニット3は、薬液ノズル6を中央位置からホーム位置に移動させる。これにより、薬液ノズル6が基板Wの上方から退避させられる。
リンス工程(T7)、ブラシ洗浄工程(T8)および最終リンス工程(T9)は、図27F〜27Iに示すように、それぞれ、第1の実施形態に係る、リンス工程(S7)、ブラシ洗浄工程(S8)および最終リンス工程(S9)と同等の工程である。リンス工程(T7)では、そのうちの一部の期間において、基板Wを6本の可動ピン110ではなく3本の可動ピン110で支持する。さらに、第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wを接触支持している状態と、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wを接触支持している状態とが切り換えられる。
リンス工程(T7)は、第1の実施形態に係るリンス工程(S7)と同等の工程であり、リンス工程(S7)の場合と同様に、当該工程の実行中に、基板Wを3本の可動ピン110で支持する。さらに、第1の可動ピン群111に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wを接触支持している状態と、第2の可動ピン群112に含まれる3本の可動ピン110によって基板Wを接触支持している状態とを切り換える。
リンス液の吐出開始から所定の期間が経過すると、次に、基板Wを乾燥させるスピンドライ工程(ステップT10)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、回転駆動ユニット17を制御することにより、図27Jに示すように、FOM供給工程(T6)から最終リンス工程(T9)までの回転速度よりも大きい乾燥回転速度(たとえば数千rpm)まで基板Wを加速させ、乾燥回転速度で基板Wを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板W上の液体に加わり、基板Wに付着している液体が基板Wの周囲に振り切られる。このようにして、基板Wから液体が除去され、基板Wが乾燥する。このとき、基板Wは6本の可動ピン110で把持されているので、基板Wを強固に保持しながら高速回転させることができる。この実施形態では、保護ディスク115が接近位置に配置された状態のまま、スピンドライ工程(T10)が実行される。
そして、制御ユニット3は、第3の昇降ユニット130を制御することにより、第2の浮上用磁石129を下方位置へと下降させる(ステップT12)。これにより、第2の浮上用磁石129と第1の浮上用磁石160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115は、回転台107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115の上面と基板Wの表面Wa(下面)との間には、センターロボットCRのハンドH2を進入させることができるだけの空間が確保される。
すなわち、第1および第2の開閉切換え永久磁石210A,210Bが、保護ディスク115に同伴昇降可能に設けられている。そのため、第3の昇降ユニット130による保護ディスク115の昇降動作に伴って、開閉切換え永久磁石210A,210Bを昇降させている。これにより、第1および第2の開閉切換え永久磁石210A,210Bの駆動用の昇降ユニットを別途設ける必要がなく、これにより、装置構成の簡素化やコストダウンを図ることができる。
また、この第2実施形態では、第1の駆動用永久磁石156Aの磁極方向と、第2の駆動用永久磁石156Bの磁極方向とは、回転軸線に直交する方向に関し互いに異なっていため、上下方向に関し磁極方向が互いに反対にされた第1および第2の開閉切換え永久磁石210A,210Bを設けた。しかしながら、第2の実施形態において、第1の駆動用永久磁石156Aの磁極方向と、第2の駆動用永久磁石156Bの磁極方向とを、回転軸線に直交する方向に関し揃えてもよく、この場合には、第1および第2の開閉切換え永久磁石210A,210Bも上下方向に関し揃えることができる。
以上、この発明の2つの実施形態について説明したが、本願発明はさらに他の形態で実施することもできる。
また、第1および第2の実施形態において、第1の開放永久磁石125と第1の駆動用永久磁石156Aとの間に生じる吸引磁力、および第2の開放永久磁石127と駆動用永久磁石156Bとの間に生じる吸引磁力により駆動用永久磁石156A,156Bを駆動させるものとして説明したが、第1の開放永久磁石125と第1の駆動用永久磁石156Aとの間に生じる反発磁力および/または第2の開放永久磁石127と駆動用永久磁石156Bとの間に生じる反発磁力により駆動用永久磁石156A,156Bを駆動させるようにしてもよい。
また、第1および第2の実施形態において、可動ピン110の個数を6個としたが、6個以上とすることもできる。この場合、可動ピン110の個数が偶数個であれば、第1の可動ピン群111に含まれる可動ピン110の個数と、第2の可動ピン群112に含まれる可動ピン110の個数と互いに同数とすることができ、レイアウトの観点から望ましい。たとえば、可動ピン110の個数を8個とする場合、各可動ピン群111,112に含まれる可動ピンの個数が4つになるが、この場合、第1の開放永久磁石125の個数も、可動ピン110の個数と同数の4つである。
また、第1および第2の実施形態において、一連の処理液処理が、異物の除去に限られず、金属の除去、膜中に埋設された不純物の除去を目的とするものであってもよい。また、一連の処理液処理が、洗浄処理ではなくエッチング処理であってもよい。
また、処理対象面が、基板Wの上面であるとして説明したが、基板Wの下面を処理対象面としてもよい。この場合、基板Wの下面に処理液を供給するのであるが、基板Wの周縁部における基板支持位置において基板Wの下面から基板Wの上面への回り込みを許容することにより、基板Wの周縁部を、処理液を用いて処理残りなく良好に処理することができる。
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。
5 :スピンチャック
107 :回転台
110 :可動ピン
111 :第1の可動ピン群
112 :第2の可動ピン群
115 :保護ディスク
121 :第1の閉塞永久磁石
122 :第2の閉塞永久磁石
125 :第1の開放永久磁石
126 :第1の昇降ユニット
127 :第2の開放永久磁石
128 :第2の昇降ユニット
130 :第3の昇降ユニット
156A :第1の駆動用永久磁石
156B :第2の駆動用永久磁石
205 :スピンチャック
210A :第1の開閉切換え永久磁石
210B :第2の開閉切換え永久磁石
Claims (13)
- 回転台と、
前記回転台を、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる回転駆動ユニットと、
基板を水平に支持するための複数本の可動ピンであって、前記回転軸線から離れた遠い開放位置と前記回転軸線に近づいた保持位置との間で移動可能に設けられた支持部を有し、前記回転台と共に前記回転軸線まわりに回転するように設けられた可動ピンとを含み、
前記複数本の可動ピンは、少なくとも3本の可動ピンを含む第1の可動ピン群と、第1の可動ピン群とは別に設けられ、少なくとも3本の可動ピンを含む第2の可動ピン群とを含み、
各可動ピンの前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の一方に付勢する付勢ユニットと、
各第1の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し互いに等しい磁極方向を有する第1の駆動用磁石と、
各第2の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し、前記第1の駆動用磁石とは逆の磁極方向を有する第2の駆動用磁石と、
非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第1の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第1の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の他方に付勢する第1の移動磁石と、
非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第2の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第2の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記他方に付勢する第2の移動磁石と、
前記第1の移動磁石および前記回転台を、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第1の位置と、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第2の位置との間で相対移動させる第1の相対移動ユニットと、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対移動と独立して、前記第2の移動磁石および前記回転台を、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第3の位置と、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第4の位置との間で相対移動させる第2の相対移動ユニットとをさらに含む、基板保持回転装置。 - 前記第1および第2の移動磁石は、それぞれ、当該第1および第2の移動磁石が前記第1または第3の位置にありかつ前記回転台の回転状態において、前記回転台の回転に伴って回転する各可動ピンが通過可能な前記回転軸線と同軸の円環状の磁界発生領域を形成する、請求項1記載の基板保持回転装置。
- 前記第1および第2の移動磁石は、それぞれ、互いに同数の複数個設けられており、
前記複数の第1の移動磁石および前記複数の第2の移動磁石は、平面視で、前記回転台の周方向に関し交互に、かつ全体として前記回転軸線と同軸の円環状をなすように配置されている、請求項2に記載の基板保持回転装置。 - 前記第1の可動ピン群は、前記第2の可動ピン群と同数の前記可動ピンを含み、前記第1および第2の可動ピン群は前記回転台の周方向に関し交互に、かつ各可動ピン群に含まれる複数本の可動ピンが等間隔となるように配置されており、前記第1および第2の移動磁石は、それぞれ、各可動ピン群に含まれる前記可動ピンの数と同数、前記回転台の周方向に等間隔に配置されている、請求項3に記載の基板保持回転装置。
- 前記第1の移動磁石および前記第2の移動磁石は、前記回転軸線と同軸で平面視二重円環状に配置されている、請求項2に記載の基板保持回転装置。
- 前記付勢ユニットは、
前記第1の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えることにより、前記第1の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記一方に付勢するための第1の付勢用磁石と、
前記第2の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えることにより、前記第2の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記一方に付勢するための第2の付勢用磁石とをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。 - 前記第1および第2の付勢用磁石は、前記回転台に対して相対移動不能に設けられている、請求項6に記載の基板保持回転装置。
- 前記回転台と前記複数本の可動ピン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り前記回転台とともに前記回転軸線まわりに回転するように前記回転台に取り付けられた保護ディスクをさらに含み、
前記第1および第2の付勢用磁石は、前記保護ディスクに同伴上下動可能に設けられている、請求項6に記載の基板保持回転装置。 - 前記開放位置および前記保持位置の前記一方は、前記保持位置であり、
前記開放位置および前記保持位置の前記他方は、前記開放位置である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。 - 前記回転台と前記複数本の可動ピン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り前記回転台とともに前記回転軸線まわりに回転するように前記回転台に取り付けられた保護ディスクと、
前記保護ディスクに取り付けられた第1の浮上用磁石と、
非回転状態で設けられ、前記第1の浮上用磁石に対して反発力を与える第2の浮上用磁石と、
前記第1の移動磁石および前記回転台の相対移動ならびに前記第2の移動磁石および前記回転台の相対移動のそれぞれと独立して、前記第1の浮上用磁石と前記第2の浮上用磁石との間の距離が変化するように前記第2の浮上用磁石および前記回転台を相対移動させる第3の相対移動ユニットとを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板保持回転装置。 - 請求項1〜10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ている基板の主面に対し、処理液を供給する処理液供給ユニットとを含む、基板処理装置。 - 前記回転駆動ユニット、前記処理液供給ユニット、前記第1の相対移動ユニットおよび前記第2の相対移動ユニットを制御する制御ユニットとをさらに含み、
前記制御ユニットは、
前記回転台を前記回転軸線まわりに回転させる回転台回転工程と、
前記回転台の回転に伴って回転している基板に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第1の位置に配置すると共に前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第4の位置に配置する第1の磁石配置工程と、
前記第1の磁石配置工程の非実行時において、前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第3の位置に配置すると共に前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第2の位置に配置する第2の磁石配置工程とを実行する、請求項11に記載の基板処理装置。 - 回転台と、前記回転台を、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転させる回転駆動ユニットと、基板を水平に支持するための複数本の可動ピンであって、前記回転軸線から離れた遠い開放位置と前記回転軸線に近づいた保持位置との間で移動可能に設けられた支持部を有し、前記回転台と共に前記回転軸線まわりに回転するように設けられた可動ピンとを含み、前記複数本の可動ピンは、少なくとも3本の可動ピンを含む第1の可動ピン群と、第1の可動ピン群とは別に設けられ、少なくとも3本の可動ピンを含む第2の可動ピン群とを含み、各可動ピンの前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の一方に付勢する付勢ユニットと、各第1の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し互いに等しい磁極方向を有する第1の駆動用磁石と、各第2の可動ピン群に対応して取り付けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し、前記第1の駆動用磁石とは逆の磁極方向を有する第2の駆動用磁石と、非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第1の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第1の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の他方に付勢する第1の移動磁石と、非回転状態で設けられ、前記回転軸線に沿う軸線に直交する方向に関し前記第2の駆動用磁石との間に反発力または吸引力を与えるような磁極方向を有し、当該反発力または当該吸引力により、前記第2の可動ピン群の前記支持部を前記開放位置および前記保持位置の前記他方に付勢する第2の移動磁石と、前記第1の移動磁石および前記回転台を、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第1の位置と、前記第1の移動磁石が前記第1の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第2の位置との間で相対移動させる第1の相対移動ユニットと、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対移動と独立して、前記第2の移動磁石および前記回転台を、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力または前記吸引力を与える第3の位置と、前記第2の移動磁石が前記第2の駆動用磁石との間に前記反発力および前記吸引力を与えない第4の位置との間で相対移動させる第2の相対移動ユニットとをさらに含む、基板保持回転装置と、前記基板保持回転装置に保持されている基板に対し、処理液を供給する処理液供給ユニットとを含む基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記制御ユニットは、前記回転台を前記回転軸線まわりに回転させる回転台回転工程と、
前記回転台の回転に伴って回転している基板に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第1の位置に配置すると共に前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第4の位置に配置する第1の磁石配置工程と、
前記第1の磁石配置工程の非実行時において、前記回転台回転工程および前記処理液供給工程に並行して、前記第2の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第3の位置に配置すると共に前記第1の移動磁石および前記回転台の相対位置を前記第2の位置に配置する第2の磁石配置工程とを含む、基板処理方法。
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