JP2018164036A - 基板処理装置、基板処理方法およびプログラム記録媒体 - Google Patents

基板処理装置、基板処理方法およびプログラム記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板をその端部で挟持するいわゆるエッジホールド方式による保持方式を採用しつつ、簡便な制御方法・装置構成にて、良好に基板の表面およびベベル部をブラシで洗浄する装置・方法を提供することである。【解決手段】基板のブラシ洗浄を行う基板処理装置であって、回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンとを備えており、前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されていることを特徴とする、基板処理装置。【選択図】図９

Description

この発明は、処理対象の基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理装置、基板処理方法およびプログラム記録媒体に関する。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用ガラス基板、フォトマスク用基板、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などの各種の基板が含まれる。これら基板を以下、ウエハと総称する。
基板の処理工程の一つに、基板の表面に処理液を供給することにより基板表面を洗浄する工程がある。処理液供給のみでは充分に洗浄目的が達せられない場合、ブラシを基板表面に適用し基板表面を洗浄するブラシ洗浄工程が行われる。
基板を水平に保持しつつ回転させた上で基板洗浄処理を行ういわゆる枚葉洗浄装置においては、基板表面に処理液を供給した上でブラシが基板表面に適用され、ブラシによる洗浄処理が実施される。
基板を水平面に平行に保持し、一つの処理室で一枚ずつ基板処理を行ういわゆる枚葉基板処理装置においてブラシ洗浄する際には、基板をスピンベースに保持した上で基板とスピンベースを一体回転させ、これにブラシを当接させることによりブラシ洗浄が行われる。スピンベースに基板を保持させる方式としては、基板の主面の一方を吸引保持する吸引チャック方式や、基板の端部（ベベルまたはエッジ周辺）を基板側面から挟持するエッジホールド方式などがある。特許文献１に例示される吸引チャック方式では、基板の端部を自由にブラシ洗浄可能である一方で、基板に吸引痕が残ることや、吸引チャックと基板が接触している部分が吸引時に洗浄できないなどの問題がある。エッジホールド方式は、吸引チャック方式と違い基板端部以外の部分を洗浄することが可能であり、広く用いられる。
特にウエハ裏面洗浄工程ではその工程の性質上、殆どの場合においてエッジホールド方式が使われる。
しかしながら、エッジホールド方式の基板保持には、チャックピンが基板の端部を保持するため基板端部のブラシ洗浄が困難となるという問題がある。
この問題に対処するため、基板の端部を保持する複数のチャックピンの一部を適宜退避させ、基板の端部のうちチャックピンが退避した箇所についてブラシを進入させブラシ洗浄を行うという方法が提案されている。このようにチャックピンの一部を退避させる技術例が特許文献２に記載されている。
特許文献２では、エッジホールド方式にて基板が保持されているが、ブラシとチャックピンが干渉しないようにチャックピンを退避させ、これと基板主面のブラシ洗浄を同期させている。チャックピンが退避したところについて、ブラシは基板のエッジを超えた位置まで水平移動し、いわゆるブラシオーバースキャン走査がなされる。
特開２０１６−１５２２７４号公報 特許第４９３９３７６号公報
特許文献２に例示されるブラシオーバースキャン走査においては、基板とともに回転するチャックピンにブラシが干渉しないように、基板の回転と同期してチャックピンを順次に開閉する必要がある。このため、洗浄処理中に複雑な同期制御を行う必要があり、万一同期制御が失敗した場合には処理装置や基板の損傷の恐れがある。また、特許文献２に例示されるブラシオーバースキャン走査においては、基板洗浄中に少なくとも複数チャックピンの一部は基板よりも高い位置に突き出る形で基板を保持しており、これに洗浄液がぶつかって液が飛散し、パーティクル発生の原因となる。
このため、エッジホールド方式にて基板を保持しつつ、簡便な制御方法・装置構成にて、良好に基板の表面およびベベル部の洗浄を行う装置・方法が必要とされている。
そこで、この発明の目的は、基板をその端部で挟持するいわゆるエッジホールド方式による保持方式を採用しつつ、簡便な制御方法・装置構成にて、良好に基板の表面およびベベル部をブラシで洗浄する装置・方法を提供することである。
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板のブラシ洗浄を行う基板処理装置であって、回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンとを備えており、前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されていることを特徴とする。
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。
請求項１記載の発明によれば、ブラシとチャックピンが干渉することなく、ブラシによるエッジオーバースキャンを行うことが可能となる。
上記の目的を達成するための請求項２記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンとをさらに備えており、前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項３記載の発明は、請求項１乃至２に記載の基板処理装置であって、前記第１チャックピンの各々は、閉状態において基板に当接する当接面を有しており、当該当接面が少なくとも基板の周縁部の下面および側面に当接可能に構成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項４記載の発明は、基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法であって、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンにより前記基板を挟持する第１挟持工程と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンにより前記基板を挟持する第２挟持工程とを有しており、前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項５記載の発明は、請求項４に記載の基板処理方法であって、前記第１挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項６記載の発明は、請求項４乃至５に記載の基板処理方法であって、前記第１挟持工程において、前記スピンベースが第１の回転数で回転され、前記第２挟持工程において、前記スピンベースが前記第１の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項７記載の発明は、基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法を実行するプログラムのプログラム記録媒体であって、当該プログラムが、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンにより前記基板を挟持する第１挟持工程と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンにより前記基板を挟持する第２挟持工程とを有しており、前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項８記載の発明は、請求項７に記載のプログラム記録媒体であって、前記第１挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項９記載の発明は、請求項７乃至８に記載のプログラム記録媒体であって、前記第１挟持工程において、前記スピンベースが第１の回転数で回転され、前記第２挟持工程において、前記スピンベースが前記第１の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする。
実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る処理液供給機構２００の構成を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る制御機構１００の構成を模式的に示す側面図である。 実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの構造を説明するための模式的な側面図である。 実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。 実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。 実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。 実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。 実施形態に係る処理のフローチャートである。
以下、基板処理装置１の構成及び動作を図面に基づいて説明する。
図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものである。
［実施形態について］
＜基板処理装置１の構成＞
図１は、実施形態に係る基板処理装置１の構成の一例を表す模式図である。
まず、基板処理装置１を構成する各種部材や機構について説明する。
基板処理装置１は、基板Ｗを保持回転するためのスピンチャック５０が設置されている。スピンチャック５０は、略円板形状のスピンベース７０と、スピンベース７０の下方に連結された円柱状の支軸５２と、支軸５２と連結するスピンベース回転機構５３を備える。
スピンベース７０の上面の周縁部には、基板Ｗをその周縁から保持するための複数のチャックピンＣＡと、複数のチャックピンＣＢが、スピンベース７０上面の周方向について略等間隔となるように互い違いに配設されている。チャックピンＣＡは、その上部が基板Ｗの上面よりも高い高さとなるように構成されている。チャックピンＣＢは、その上部が基板Ｗの上面と同じか、それよりも高さとなるように構成されている。
スピンベース７０の内部には、点線で示すチャックピン移動機構７５Ａ及び７５Ｂが格納されている。チャックピン移動機構７５Ａは、複数のチャックピンＣＡを開状態と閉状態とに切り替える動作を実現する。チャックピン移動機構７５Ｂは、複数のチャックピンＣＢを開状態と閉状態とに切り替える動作を実現する。これら動作は、制御機構１００におけるアーム移動機構制御部１２２からの制御信号により実現される。
スピンチャック５０の側方には、アーム移動機構６０が設置されている。アーム移動機構６０は、アーム６４を水平面内で揺動移動させるための軸回転機構６１Ａと、アーム６４を鉛直方向に昇降させるための昇降機構６１Ｂを有する可動部６１を備える。可動部６１は、可動部６１から生じる汚染物を遮蔽するために可動部６１周囲を覆うためのカバー６２を備えている。なお、可動部６１は、ヘッド６５およびブラシをアーム５２の長軸方向に前後させるための図示しない前後移動機構６１Ｃを、軸回転機構６１Ａの代わりに、または軸回転機構６１Ａに加えて備えている構成としても良い。
可動部６１は、鉛直方向に延びる支軸６３に連結し、支軸６３は更に水平方向に延びるアーム６４に連結する。アーム６４の一端はヘッド６５に連結する。ヘッド６５上には、第１ブラシＢＲ１が固定されており、アーム移動機構６０によりヘッド６５を移動させることによって、第１ブラシＢＲ１の位置を移動させることができる。ヘッド６５は、固定具２５を介して図１に示すように第２ノズル２０と連結しても良い。
基板処理装置１は更に、スピンチャック５０で保持された基板Ｗに処理液を供給するための第１ノズルおよび第２ノズルを備える。
＜処理液供給機構２００の構成について＞
以下、図１に加えて適宜図２を参照して第１ノズル及び第２ノズルの配置構成および処理液供給機構２００の構成について説明する。図２は、実施形態に係る処理液供給機構２００の構成を模式的に示す側面図である。
第１ノズル１０は、配管２１０を通じて処理液供給機構２００から供給される処理液を吐出口１０Ａから吐出可能に構成されている。本実施形態においては、第１ノズル１０は、基板Ｗの主面（上面）の中心に向けて処理液を吐出するように、図示しない固定具により基板Ｗの上部に固定される。
第１ノズル１０の固定位置は、第２ノズル２０やヘッド６５の移動に伴い、これらと干渉しない高さに設定される。
第１ノズル１０の上記配置構成は、あくまで一例であり、基板Ｗの主面（上面）の中心に向けて処理液を吐出する構成としては、基板Ｗの上方に基板Ｗの主面と対向したいわゆる遮断板を配置し、この遮断板の中央に第１ノズル１０の吐出口を配置する構成など、多様な構成例が考えられる。また、第１ノズル１０は、各種移動機構と組み合わせることで基板Ｗの主面（上面）に沿って移動可能な構成とし、基板Ｗの主面（上面）の中心に向けて処理液を吐出するときに基板Ｗの回転軸上に沿って配置され、それ以外のときに退避位置に退避する構成としても良い。また、第１ノズル１０の吐出口が基板Ｗの回転軸上外に配置され、処理液が基板Ｗの主面（上面）の中心に向けて斜めに吐出される構成としても良い。
第１ノズル１０は、配管２１０を通じて、図２に示す処理液供給機構２００に接続する。処理液供給機構２００は、処理液タンク２５０に貯留された処理液を、ポンプＰ１により、配管２１０を通じて第１ノズル１０へと供給する。配管２１０には処理液の流量を調整するための流量調整バルブ２１１、配管２２０１０を開閉する開閉バルブ２１５が介接されている。第１ノズル１０から吐出される処理液の流量は、ポンプＰ１の移動出力および流量調整バルブ２１１の開度を調整することによって調節され、処理液の吐出の開始・停止は開閉バルブ２１５を開閉することにより実行される。
第２ノズル２０は、配管２２０を通じて処理液供給機構２００から供給される処理吐出口２０Ａから吐出可能に構成されている。処理液供給機構２００は、処理液タンク２５０に貯留された処理液を、ポンプＰ２により、配管２２０を通じて第２ノズル２０へと供給する。配管２２０には配管２２０を流れる処理液の流量を調整するための流量調整バルブ２２１、配管２２０を開閉する開閉バルブ２２５が介接されている。第２ノズル２０から吐出される処理液の流量は、ポンプＰ２の移動出力および流量調整バルブ２２１の開度を調整することによって調節され、処理液の吐出の開始・停止は開閉バルブ２２５を開閉することにより実行される。
第２ノズル２０は、固定具２５を介してヘッド６５に固定されており、ヘッド６５、ひいてはブラシＢＲ１とともに移動する。第２ノズル２０の主な役割は、ブラシＢＲ１が基板Ｗに当接した際、つまりブラシＢＲ１により基板Ｗの主面（上面）を洗浄する際に、ブラシＢＲ１と基板Ｗとが当接する当接領域について基板回転下流側に隣接する領域（回転下流隣接領域）に処理液を補充し、回転下流隣接領域における処理液膜切れまたは膜厚厚低下を回避することである。このため、第２ノズル２０の吐出口は、当該回転下流隣接領域のいずれかの位置に向けて処理液が吐出されるように、ブラシＢＲ１と第２ノズル２０との位置関係、第２ノズル２０の角度などを調節した上で固定具２５を介してヘッド６５に固定される。
より具体的に述べると、第２ノズル２０は、処理液がスピンベース７０に対して鉛直斜め下方へと吐出されるように、その長軸について角度をつけて（例えば、スピンベース７０の回転軸に対して、回転軸下方から４５度〜８０度）、ヘッド６５の側面に固定される。膜厚低下領域Ｒの形状は、典型的には、ブラシＢＲ１と基板Ｗとが当接する当接領域の基板回転下流側に生ずる。ブラシＢＲ１の構造からいうと、ブラシＢＲ１の下面の端面（エッジ）のうち基板回転下流側のエッジ（ブラシＢＲ１の下流側エッジ３０Ｂ）に端を発し、そこから基板回転下流側に若干延びる形状となる。従って、第２ノズル２０から処理液を吐出する目標位置Ｘは、ブラシＢＲ１の側面近傍かつ回転下流側に設定することが望ましく、更には、膜厚低下領域Ｒの全領域へと第２ノズル２０から補充した処理液が流れていく位置とすることが望ましい。
なお、当接領域の基板回転下流側のうち、もっとも処理液膜厚が低下するのは、当接領域の境界線近傍である。従って、第２ノズル２０からの処理液は、当接領域の境界線近傍にその一部が流れるように第２ノズルをヘッド６５に固定することが望ましい。
配管２１０と配管２２０は、図２に示すように、独立して共通の処理液タンク２５０に連結する構成としても良いし、処理液タンク２５０に至る手前で共通配管２３０（図示せず）に合流した後、処理液タンク２５０と共通配管２５０が接続する形態としても良い。また、それぞれ異なる処理液タンク２５０Ａ、２５０Ｂ（図示せず）へと連結する構成としても良い。
＜制御機構１００について＞
図１及び図３を参照し、制御機構１００の構成について説明する。
図３は、実施形態に係る制御機構１００の構成を模式的に示す側面図である。
基板処理装置１は、更に制御機構１００を有している。制御機構１００は、チャックピン移動機構７５、スピンベース回転機構５３、アーム移動機構６０の可動部６１、処理液供給機構２００におけるポンプＰ１及びＰ２、流量調整バルブ２１１及び２２１、開閉バルブ２１５及び２２５などの動作を制御する。
制御機構１００は、ＣＰＵ１２０、処理液供給機構制御部１２１、アーム移動機構制御部１２２、チャックピン移動機構制御部１２３、スピンベース回転機構制御部１２４、その他の制御部１２５を備える（図３参照）。
制御機構に接続する記憶部１１０は、処理工程の手順や工程実施に必要な装置制御パラメータなどを格納するレシピや、操作者指示情報、工程ごとの装置制御パラメータや制御信号の値を算出するための各種アルゴリズムを格納する。上記の各制御部は、記憶部１１０と連携して制御信号の値を算出し、装置の処理工程の進行状況に従って、制御信号を接続先に送信する。
制御機構１００は、基板Ｗの処理に伴う処理液飛沫や雰囲気汚染を回避するため、スピンチャック５１との間に設けたスピンチャック５１等を覆う図示しない隔壁の外部に設けた構成とし、制御信号を送受信するための配線を通じて上述の各種機構への通信を行う構成としても良い。
＜チャックピンＣＡ及びＣＢの構造＞
図４は、実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの構造を説明するための模式的な側面図である。図４では、簡単のため、記憶部１１０、制御機構１００、処理液供給機構２００、第１ノズル１０、第２ノズル２０、アーム移動機構６０を図から省略している。
チャックピンＣＡとチャックピンＣＢとは、基板Ｗに当接させた際にチャックピンの上面が基板Ｗの上面よりも高い位置にあるか、そうでないかという点において相違する。
以下、図４を参照し、チャックピン移動機構７５Ａ及び７５Ｂ、ならびに、チャックピンＣＡ及びＣＢの構造について詳しく説明する。
図４では、スピンチャック５０のうち、簡単のためスピンベース７０のみを図示してい
スピンベース７０の内部には、図４の点線で示すスピンチャック移動機構７５が内蔵されている。スピンチャック移動機構７５は、スピンチャック移動機構７５Ａとスピンチャック移動機構７５Ｂとを有する。
スピンチャック移動機構７５Ａは、スピンベース７０内において、複数のチャックピンＣＡの各々の下方に格納されており、制御機構１００におけるチャックピン移動機構制御部による制御信号により作動する。
スピンチャック移動機構７５Ａは、チャックピンＣＡの支軸ＣＡ３をスロットＣＡ４に沿って移動させることにより、支軸ＣＡ３に連結されたチャックピン本体ＣＡ１を移動させる。当該移動により、チャックピンＣＡの当接面ＣＡ２が基板Ｗのエッジまたはベベルに当接可能な状態である「開状態」と、当接面ＣＡ２が基板Ｗのエッジまたはベベルに当接可能な状態である「閉状態」の２状態が実現される。スピンチャック移動機構７５Ａによる当該移動は、例えば、スピンベース７０の上面径方向に沿って溝が形成されたスロットＣＡ４に沿ってスピンチャック移動機構７５Ａが支軸ＣＡ３をスピンベース７０の上面径方向に沿って水平移動させることにより実現される。
スピンチャック移動機構７５Ａによる当該移動は、別の態様、例えば、当該支軸ＣＡ４がその下方において水平方向に設けられた軸周りに回転することによって、基板Ｗへと当接または離反を実演するものであっても良い。支軸ＣＡ３を移動させ、チャックピンＣＡに開状態と閉状態を実現させるためのスピンチャック移動機構７５Ａの機械構成としては、従来からカム機構により部材の変位を実現する構成や、磁石を活用して非接触で部材の変位を実現する構成など様々な構成が公知であり、いずれの構成を用いても良い。
次にスピンチャック移動機構７５Ｂについて説明する。スピンチャック移動機構７５Ｂは、スピンベース７０内において、複数のチャックピンＣＢの各々の下方に格納されており、制御機構１００におけるチャックピン移動機構制御部による制御信号により作動する。その他構成については、スピンチャック移動機構７５Ａと７５Ｂは同様な構成をとる。
独立した移動機構であるスピンチャック移動機構７５Ａ、７５Ｂが、各々複数のチャックピンＣＡ、ＣＢに連結しているため、複数のチャックピンＣＡとＣＢを各々独立して移動させることができる。
引き続き図４を参照し、チャックピンＣＡ及びＣＢの構成について説明する。
チャックピンＣＡは、チャックピン本体ＣＡ１と、チャックピン本体ＣＡ１の側面にて基板Ｗに当接する当接面ＣＡ２と、スピンベース７０の上面周縁部に設けられたスロットＣＡ４と、スロットＣＡ４とチャックピン本体ＣＡ１の下面を接続するＣＡ３とを有する。
図４に模式的に示すように、チャックピンＣＡを基板Ｗに当接させた状態において、チャックピンＣＡの上面は、基板Ｗの上面よりも高い位置となる。
当接面ＣＡ２は、チャックピン本体ＣＡ１の一部分を構成しても良いし、チャックピン本体ＣＡ１と独立した部材であっても良い。すなわち、チャックピン本体ＣＡ１と当接面ＣＡ２が独立した部材であっても良いし、一体的に成型された部材であっても良い。
当接面ＣＡ２は、基板Ｗの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。チャックピンＣＡは、当接面ＣＡ２を基板Ｗの端面に当接させることにより、基板Ｗを確実に保持する必要がある。このため、基板Ｗに当接させた際に余り摩擦力が働かないような材料や表面形状とすることは望ましくない。
当接面ＣＡ２の材料としては、例えば、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やウレタンなどの弾性変形可能な材料で形成されたスポンジ材（多孔質部材）などが選択される。
続いて、チャックピンＣＢについて説明する。
チャックピンＣＢは、チャックピン本体ＣＢ１と、チャックピン本体ＣＢ１の側面にて基板Ｗに当接する当接面ＣＢ２と、スピンベース７０の上面周縁部に設けられたスロットＣＢ４と、スロットＣＢ４とチャックピン本体ＣＢ１の下面を接続するＣＢ３とを有する。
図４に模式的に示すように、チャックピンＣＡを基板Ｗに当接させた状態において、チャックピンＣＡの上面は、基板Ｗの上面よりも高い位置となる。
当接面ＣＢ２は、チャックピン本体ＣＢ１の一部分を構成しても良いし、チャックピン本体ＣＢ１と独立した部材であっても良い。すなわち、チャックピン本体ＣＢ１と当接面ＣＢ２が独立した部材であっても良いし、一体的に成型された部材であっても良い。
当接面ＣＢ２は、基板Ｗの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。チャックピンＣＢは、当接面ＣＢ２を基板Ｗの端面に当接させることにより、基板Ｗを確実に保持する必要がある。このため、基板Ｗに当接させた際に余り摩擦力が働かないような材料や表面形状とすることは望ましくない。
当接面ＣＢ２の材料としては、例えば、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やウレタンなどの弾性変形可能な材料で形成されたスポンジ材（多孔質部材）などが選択される。
本実施形態においては、当接面ＣＡ２やＣＢ２の形状は、図４に示すように基板Ｗの端部（ベベルまたはエッジ周辺）に対向する側面が基板径方向の外側に向けて凹むことで基板の端部のほぼ全てを上下及び側面から挟持するように構成されている。
なお、当接面ＣＡ２やＣＢ２の形状は、こうした形状に限らず、基板Ｗの保持機能を適切に発揮しうる限りにおいて様々な形態をとりうる。例えば、当接面ＣＡ２は、基板Ｗの端部を下部から支持する載置面と、載置面から鉛直方向に延びる平板上の側面から成り、当該載置面と側面を基板Ｗの端部に当接させる椅子状の形状であっても良い。また、当接面ＣＢ２の形状は、基板Ｗの保持機能を発揮し、かつ、基板Ｗの端部のブラシ洗浄に適している限り、様々な形態をとりうる。
以上、基板処理装置１の装置構成について説明した。
次に、図５〜図８を参照し、チャックピンＣＡ及びＣＢの動作について説明する。
図５〜図８は、いずれも実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。
＜チャックピンＣＡとＣＢがともに開状態となっている場合＞
図５は、実施形態に係るチャックピンＣＡ及びＣＢの動作を説明するための模式的な平面図である。図５は、チャックピンＣＡとＣＢがともに開状態となっている場合の模式図である。
チャックピンＣＡ、ＣＢはそれぞれ複数個あり、スピンベース７０の上方において、図５に例示するように周方向に互い違いに配置される。複数のチャックピンＣＡと、複数のチャックピンＣＢは、いずれか片方の組のみでも基板Ｗを挟持可能である必要があるため、最低３個ずつのチャックピンが必要であるが、より多い数、たとえばチャックピンＣＡを６つ、チャックピンＣＢを６つとするなどとしても良い。
既に説明したように、チャックピンＣＡは、チャックピン移動機構７５Ａにより、チャックピンＣＢはチャックピン移動機構７５Ｂにより、それぞれ独立に「開状態」と「閉状態」との間で移動可能である。
図５では、複数のチャックピンＣＡが「開状態」すなわちスピンベース７０の径方向外側に移動しており、かつ、複数のチャックピンＣＢもまた「開状態」すなわちスピンベース７０の径方向外側に移動している状態が示されている。なお、図５では、基板Ｗとチャックピンとの位置関係を示す目的で基板Ｗを記載しているが、基板Ｗの記載は、あくまで位置関係を示す参考のためである。
＜チャックピンＣＡとＣＢがともに閉状態となっている場合＞
図６は、図５と同様な模式図な平面図である。図６では、複数のチャックピンＣＡ及びＣＢの全てが「閉状態」となっている。
＜チャックピンＣＡのみが閉状態となっている場合＞
図７もまた、図５と同様な模式図な平面図である。図７では、複数のチャックピンＣＡが「閉状態」である一方で、複数のチャックピンＣＢが「開状態」となっている。
このとき、基板Ｗは複数のチャックピンＣＡのみで挟持された状態となっている。
＜チャックピンＣBのみが閉状態となっている場合＞
図８もまた、図５と同様な模式図な平面図である。図８では、複数のチャックピンＣＡが「開状態」である一方で、複数のチャックピンＣＢが「閉状態」となっている。
このとき、基板Ｗは複数のチャックピンＣＢのみで挟持された状態となっている。
この状態において、チャックピンＣＢの上面の高さは基板Ｗの上面の高さよりも低いため、ブラシにより基板Ｗのベベルを洗浄する際にブラシが基板ＷのベベルにおいてチャックピンＣＢと衝突することがない。従って、従来技術にあるようにチャックピンの持ち替え制御を行うなど複雑な制御を行わずに、ブラシオーバースキャンを実行することが可能である。
次に、図９を参照し、基板処理装置１の動作例について説明する。
図９は、実施形態に係る処理のタイムチャートである。
＜ＳＴＥＰ１ 基板の搬入＞
先ず、基板Ｗに所定の処理を加えるために、基板Ｗがスピンチャック５０に保持される。基板Ｗが、図示しない基板搬送機構により基板処理装置１へと搬送されてくる。
このとき、チャックピンＣＡおよびＣＢは、既に説明した開状態となっている。
基板搬送機構は、記憶部１１０に既に格納されている位置情報に基づき、基板Ｗの端面がチャックピンＣＡおよびＣＢにより保持可能な位置、換言すると基板Ｗを水平移動させ、搬送する基板Ｗの端面がチャックピンＣＡおよびＣＢの当接面ＣＡ２およびＣＢ２の全てに対向する位置へと水平移動させる。
この段階においては、スピンベース７０は回転を停止している。
＜ＳＴＥＰ２ 基板の保持＞
ＳＴＥＰ２では、チャックピンＣＡおよびチャックピンＣＢが「閉状態」となる。つまり、図６に模式的に示す状態となる。この結果、基板Ｗの端部（ベベルまたはエッジ）がチャックピンＣＡおよびＣＢにより保持される。すべてのチャックピンにより基板Ｗが保持されることで、基板Ｗがスピンベース７０に対して偏心ずれが少ない状態で保持される。
＜ＳＴＥＰ３ ブラシ洗浄基板の回転開始＞
次に、チャックピンＣＡのみが、「開状態」となる。つまり、図８に模式的に示す状態となる。この状態にてスピンベース７０が回転開始する。本実施形態においては、スピンベース７０は少なくとも「停止」「低速」「中速」「高速」の４段階の速度切替が可能であるものとする。例えば、「低速」の回転数は数１０から数百ｒｐｍ、「中速」の回転数は数百から１０００ｒｐｍ、「高速」の回転数は１０００から３０００ｒｐｍの値をとる。
ＳＴＥＰ３においては、スピンベース７０は低速回転数に至るまで加速する。
次に、基板Ｗの中央上方近傍のノズル１０から基板Ｗの主面上へとブラシ洗浄に好適な処理液が吐出される。処理液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により基板Ｗの径方向外側へと広がる。ブラシ処理における処理液としては、純水が主として用いられるが、基板処理の要求内容によっては、低濃度の炭酸水や、弱オゾン水、ＳＣ１、ＳＣ２、ＦＯＭなどの洗浄液を用いても良い。
次に、図１、図４に例示するブラシＢＲ１によるブラシ洗浄が行われる。ブラシＢＲ１は、アーム移動機構６０によりブラシＢＲ１を連結するヘッド６５を基板Ｗの主面上に沿って水平移動させることにより、基板Ｗの主面上で擦動する。擦動範囲は、基板Ｗの主面上の基板中心から基板周縁部近傍までである。ブラシＢＲ１が基板周縁部に移動したときにも、ブラシＢＲ１とチャックピンＣＢとは干渉しない。したがって、基板Ｗの上面全域である基板中心から基板周縁部のすべてについて、チャックピンとの干渉を気にすることなくブラシ洗浄を実施することができる。
基板Ｗの主面上のパーティクルや汚れ等が、ブラシＢＲ１によってブラシ洗浄され、ブラシＢＲ１により基板Ｗから除去されたこれらパーティクル等は基板Ｗ上を径方向外側に向けて流れる処理液によって基板Ｗの端面から外へと流れ落ちる。
なお、ブラシＢＲ１の周辺はブラシにより除去されたパーティクルを極力大量の処理液で洗い流す必要がある。このため、図１に例示するように補助的な第２ノズル２０をヘッド６５に固定し、ブラシＢＲ１周辺に処理液を吐出する構成としても良い。
＜ＳＴＥＰ４ リンス処理＞
ＳＴＥＰ３に引き続き、リンス処理を実施する。ブラシによる基板洗浄においては、通常、ブラシ洗浄とリンス処理のいずれも純水が用いられる。基板の要求によっては、ブラシ洗浄において、低濃度の炭酸水や、弱オゾン水、ＳＣ１、ＳＣ２、ＦＯＭなどの洗浄液を用いる一方で、リンス処理においては純水または低濃度の炭酸水などを用いても良い。
リンス処理においては、ブラシＢＲ１がスピンベース７０周縁にある図示しない退避位置に移動し、第１ノズル１０からリンス液が吐出される。
リンス処理液の吐出と同時または平行して、基板Ｗの回転数が「低速」から「中速」に変化する。以上の動作により、基板Ｗの上面をリンス液が基板Ｗの回転中心から外周方向へと拡がりつつブラシ洗浄により生じた汚れを基板Ｗの外周から洗い流す。
＜ＳＴＥＰ５ 乾燥処理＞
ＳＴＥＰ４に引き続き、乾燥処理が行われる。
ＳＴＥＰ５の乾燥処理においては、スピンチャックＣＢに加えてスピンチャックＣＡが基板Ｗを保持する。つまり、図６に模式的に示す状態となる。基板ＷがスピンチャックＣＡとＣＢの両方により保持されることで、基板Ｗがより安定して保持される。
次に、スピンベース７０の回転数が、中速回転から高速回転に変化する。このことによりスピンチャックＣＡおよびＣＢに保持された基板Ｗが高速回転し、基板Ｗ上に残存するリンス液が振り切り乾燥（スピン乾燥）される。
＜ＳＴＥＰ６ 基板を開放＞
ＳＴＥＰ５の乾燥処理が完了した後、スピンベース７０の回転は徐々に減速され、最終的にスピンベース７０の回転は停止する。
スピンベース７０が回転した後、スピンチャックＣＡとＣＢは共に開状態となる。つまり、図５に模式的に示す状態となり、図示しない搬送手段により基板Ｗが搬出可能な状態となる。
ＳＴＥＰ６においてスピンチャックＣＡとＣＢが開状態となることと平行して、図示しない搬送手段が基板Ｗを受け取る。
ＳＴＥＰ６において、この後、図示しない搬送機構のハンド部が基板Ｗの下面とスピンベース７０の上面の間に侵入し、基板Ｗの開放に備える。この後、チャックピンＣＡとＣＢがいずれも「開状態」となる。これにより基板Ｗはチャックピンから開放され、基板Ｗの下方で待ち受けていた搬送機構のハンド部へと受け渡される。
＜ＳＴＥＰ７ 基板の搬出＞
ＳＴＥＰ６の後、基板Ｗを受け取った搬送機構は、ハンド部に基板Ｗを載置した状態で、基板処理装置１の外部へと基板Ｗを搬送する。これにより、基板Ｗをブラシ洗浄する一連の工程が終了する。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の実施態様は、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。
例えば、本発明の実施形態においては、基板処理装置１はチャックピンＣＡとＣＢという異なる構造のチャックピンを備えるものとしていたが、チャックピンＣＢのみ、換言するとチャックピンが基板Ｗを保持するときにチャックピンの上面の高さが基板Ｗの上面より低いチャックピンのみから構成されるものとしても良い。
また、例えば、本発明の実施形態の上記説明におけるアーム移動機構、チャック回転機構、チャックピン制御機構、自転機構などの各種移動機構ならびに、アームやヘッドの構造、スピンチャックの構造、チャックピンの構造などについては、多様な実現形態が公知であり、当業者は特許請求の範囲に記載された事項の範囲内にて本発明を適用可能である。
また、チャックピンの開閉や、ヘッドの高さ及び水平移動などを行うための制御情報の格納や制御の具体的な態様についても、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。
その他、特許請求の範囲による限定の範囲内において、願書に添付された明細書、請求の範囲、図面に開示された本発明の開示内容を超えない範囲内において、実施態様の種々の変更が可能である。
Ｗ 基板
１ 基板処理装置
１００ 制御機構
１１０ 記憶部
１２１ 処理液供給機構制御部
１２２ アーム移動機構制御部
１２３ チャックピン移動機構制御部
１２４ スピンベース回転機構制御部
１２５ その他機構制御部

２００ 処理液供給機構
２１０ 流路１
２１５ 開閉バルブ
２１１ 流量調節バルブ
Ｐ１ ポンプ
２２０ 流路２
２２５ 開閉バルブ
２２１ 流量調節バルブ
Ｐ２ ポンプ
２５０ タンク

５０ スピンチャック
５３ スピンベース回転機構
ＡＸ スピンベース回転軸
５２ 支軸
７０ スピンベース
７５ チャックピン移動機構
７５Ａ チャックピン移動機構
７５Ｂ チャックピン移動機構
ＣＡ チャックピン
ＣＡ１ チャックピン本体
ＣＡ２ 当接面
ＣＡ３ 支軸
ＣＡ４ スロット

６０ アーム移動機構
６１ 可動部
６１Ａ 軸回転機構
６１Ｂ 昇降機構
６２ カバー
６３ 支軸
６４ アーム
６５ ヘッド
２５ 固定具
２０ 第２ノズル
１０ 第１ノズル

Claims (9)

  1. 基板のブラシ洗浄を行う基板処理装置であって、
    回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、
    前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンとを備えており、
    前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されていることを特徴とする、基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンとをさらに備えており、
    前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、基板処理装置。
  3. 請求項１乃至２に記載の基板処理装置であって、
    前記第１チャックピンの各々は、閉状態において基板に当接する当接面を有しており、当該当接面が少なくとも基板の周縁部の下面および側面に当接可能に構成されていることを特徴とする、基板処理装置。
  4. 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法であって、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンにより前記基板を挟持する第１挟持工程と、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンにより前記基板を挟持する第２挟持工程とを有しており、
    前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、
    前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、
    基板処理方法。
  5. 請求項４に記載の基板処理方法であって、
    前記第１挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする、
    基板処理方法。
  6. 請求項４乃至５に記載の基板処理方法であって、
    前記第１挟持工程において、前記スピンベースが第１の回転数で回転され、
    前記第２挟持工程において、前記スピンベースが前記第１の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする、基板処理方法。
  7. 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法を実行するプログラムのプログラム記録媒体であって、当該プログラムが、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第１チャックピンにより前記基板を挟持する第１挟持工程と、
    開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第２チャックピンにより前記基板を挟持する第２挟持工程とを有しており、
    前記複数の第１チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、
    前記複数の第２チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、プログラム記録媒体。
  8. 請求項７に記載のプログラム記録媒体であって、
    前記第１挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする、プログラム記録媒体。
  9. 請求項７乃至８に記載のプログラム記録媒体であって、
    前記第１挟持工程において、前記スピンベースが第１の回転数で回転され、
    前記第２挟持工程において、前記スピンベースが前記第１の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする、プログラム記録媒体。
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