JP4565433B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄処理等の所定の液処理を施す液処理装置および液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハからウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置として、略水平に保持されたウエハを回転させて洗浄処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。例えば、特開平８−７８３６８号公報（特許文献１）には、スピンチャック上に設置された複数の支持ピンによりウエハを支持して、ウエハの表面およびウエハとスピンチャックの間隙にそれぞれ洗浄液を供給することにより、ウエハの両面を同時に洗浄することができるウエハ洗浄装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７８３６８号公報（第３−５項、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に開示されたウエハ洗浄装置では、ウエハにおいて支持ピンが当接している部分に洗浄液が行き渡らないために洗浄処理の行われない部分が残る問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、液処理の行われない部分が発生することを防止できる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明の第１の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持手段と、
前記基板の端面を保持して前記支持手段との間で基板の受け渡しを行い、保持した基板を前記支持位置よりも上方の保持位置に前記支持手段から所定距離浮かせた状態で略水平に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
を具備し、
前記保持手段は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持手段により基板が保持される際には、前記支持手段に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートに設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部材と、
前記回転プレートに設けられ、基板を略水平に保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
前記支持部材に支持された基板が前記支持部材から離隔して前記保持部材に保持され、前記保持部材に保持された基板が前記保持部材から離隔して前記支持部材に支持されるように前記保持部材を動かす駆動機構と、
前記保持部材により、前記支持部材による支持位置と離隔した保持位置に基板が保持されるように前記保持部材を所定位置で保持する保持機構と、
を具備し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持部材により基板が保持される際には、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記支持部に支持された状態で前記基板の外周縁を半径方向内方へ押圧する押圧部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記基板の外周縁を前記支持位置よりも上方の保持位置で略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記支持部で前記基板を支持できるように、前記保持部材を所定の位置に固定する固定機構と、
前記固定機構を解除した際に、前記支持部で前記基板を支持しながら前記押圧部で前記基板を押圧できるように前記保持部材を回動させる付勢機構と、
前記回転プレートが高速回転したときに、前記押圧部を前記基板の外周縁から後退させるとともに、前記保持部を前記基板の外周縁に係合させ、前記基板を前記支持部から離隔した状態で保持するように、遠心力によって前記保持部材本体を回動させる遠心おもりと、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第４の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、基板を略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記保持部に保持された基板が前記保持部から離隔して前記支持部に支持されるように前記保持部材本体を回動する駆動機構と、
前記支持部に支持された基板が前記支持部による支持位置よりも上方の前記支持部から離隔した保持位置において前記保持部に保持されるように前記保持部材を回動する付勢機構と、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の第５の観点によれば、基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板に処理液を供給する第３工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１２】
本発明の第６の観点によれば、基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と所定距離離れて前記基板の裏面と略平行にプレート部材を配置する第３工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と前記プレート部材との間に処理液を供給する第４工程と、
前記保持部材に保持された基板を所定の回転数で回転させる第５工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１３】
このような液処理装置および液処理方法によれば、基板を支持せずに端面で保持した状態において液処理を行うことができるために、処理液が行き渡らない未処理部分の発生を防止することができる。これにより基板の均一な液処理が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬入から洗浄／乾燥処理、搬出を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１５】
図１から図１３の各図は、本発明の第１の実施の形態に関するものである。図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを所定の間隔で略水平に収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１６】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またウエハＷを所定間隔で保持するための棚板がフープＦの内壁に設けられており、ウエハＷを収容する２５個のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１７】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１８】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体もまた開閉可能であり、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体をも開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１９】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する副搬送アーム１１を有し、この副搬送アーム１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、副搬送アーム１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。また、ウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、副搬送アーム１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行い、また洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００２０】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００２１】
また洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２２】
なお、薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電装ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２３】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２４】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２５】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２６】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の主搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、主搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら主搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。
なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２７】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる、
【００２８】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として、以下にその構造について詳細に説明することとする。
【００２９】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。
【００３０】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および同５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。主搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合におけるハウジング４２内の雰囲気の外部への漏洩が防止される。
【００３１】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。主搬送アーム３４（または３５、３６）は、この窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出して、アウターチャンバ４３の内部に設けられたスピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行い、窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３２】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が場圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３３】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素ガス（Ｎ２）を供給するガス供給機構８６が設けられている。このガス供給機構８６は、アウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに供給された薬液が蒸発してアウターチャンバ４３内に充満することを防止する役割を果たす。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。
【００３４】
アウターチャンバ４３内には、ウエハＷを収容する処理カップ５８と、処理カップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの表面と所定間隔で対向可能なトッププレート６０が設けられている。
【００３５】
処理カップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。処理カップ５８は、スピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３６】
処理カップ５８は、主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には主搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持され、一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの液処理が行われる際には処理位置に保持されて、ウエハＷに供給された洗浄液が周囲に飛散することを防止し、またウエハＷの洗浄処理に用いられた洗浄液をドレイン５８ａへと導く。ドレイン５８ａには、図示しない洗浄液回収ラインと排気ダクトが接続されており、処理カップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また洗浄液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３７】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持部材６４ａとウエハＷを保持する保持部材６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。支持部材６４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。同様に保持部材６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。回転筒体６２の外周面にはベルト６５が巻回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させて、保持部材６４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。
【００３８】
図６は支持部材６４ａの形状および支持部材６４ａの回転プレート６１への取り付け状態を示す断面図（ａ）および背面図（ｂ）である。支持部材６４ａは、回転プレート６１から上方に突出した支柱部１１０と、支柱部１１０の下方に支柱部１１０と一体的に設けられたベース部１１１と有する。回転プレート６１の周縁には支柱部１１０の嵌め込みが可能な大きさの切り欠き部６１ａが設けられており、支柱部１１０の回転プレート６１の外周からのはみ出し部分が少なくなるようになっている（図４参照）。これにより回転プレート６１を高速回転させた場合に、支持部材６４ａに掛かる遠心力によって回転プレート６１に撓みが生ずることを抑制することができる。ベース部１１１は回転プレート６１の裏面にネジ１１８ａにより取り付けられて固定されている。
【００３９】
図７は支柱部１１０の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。支柱部１１０の上部には、ウエハＷの裏面に当接してウエハＷを支持する支持部１１２と、支持部１１２に支持されたウエハＷの端面をガイドする所定高さの壁部１１３が形成されている。図４、図５および図７（ｂ）に示されるように、支柱部１１０の側面１１０´には、回転プレート６１を回転させたときの空気抵抗が小さくなるように傾斜が設けられている。
【００４０】
支柱部１１０は、図８の平面図に示すように、その側面１１０´を曲面状に形成することも好ましい。これによっても、回転時の空気抵抗を小さくすることができるため、モータ６６への負荷を軽減し、大きな騒音の発生を抑制することができる。
【００４１】
図９は保持部材６４ｂの形状と保持部材６４ｂの回転プレート６１の取り付け状態を示す断面図（ａ）および背面図（ｂ）である。保持部材６４ｂは、回転プレート６１から上方に突出した支柱部１１５と、支柱部１１５と連通して支柱部１１５の下側に設けられたベース部１１６とを有している。回転プレート６１の周縁には支柱部１１５の嵌め込みが可能な大きさの切り欠き部６１ｂが設けられている。これにより支柱部１１５の回転プレート６１の外周からのはみ出し部分が少なくなっており（図４参照）、回転プレート６１を高速回転させた際に保持部材６４ｂに掛かる遠心力によって回転プレート６１に撓みが生ずることが抑制される。
【００４２】
支柱部１１５の先端にはウエハＷの端面を保持する爪部１１７が設けられている。ベース部１１６には貫通孔１１６ａが形成されている。さらにベース部１１６には金属塊１２２が埋設されており、この金属塊１２２は、後に説明するように、支柱部１１５とベース部１１６の重心の位置を調整する機能を有する。
【００４３】
図１０は支柱部１１５の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。爪部１１７はウエハＷの表裏面のエッジを斜め上方および斜め下方から挟み込むようにしてウエハＷに当接する所定角度傾斜した壁面１１７ａ・１１７ｂを有している。ウエハＷは壁面１１７ａ・１１７ｂによって形成される溝に挟まれて保持され、これによりウエハＷを保持した状態でウエハＷが上下方向へ移動することを防止することができる。この壁面１１７ａ・１１７ｂによって形成される溝は、ウエハＷを保持した際に、支持部１１２よりも高い位置にある。
【００４４】
この爪部１１７は各保持部材６４ｂに２箇所ずつ水平方向に所定距離離れて設けられている。爪部１１７が１箇所のみ設けられている場合には、この爪部１１７がウエハＷに設けられたノッチ１３１の部分を保持することとなった場合にウエハＷを確実に保持することができなくなる問題を生ずる。しかし、所定距離離れた２箇所の爪部１１７でウエハＷを保持することによって、ウエハＷに形成されたノッチ１３１の位置に関係なく、確実にウエハＷを保持することができる。
【００４５】
支持部材６４ａの支柱部１１０と同様に、保持部材６４ｂの支柱部１１５の側面にも回転プレート６１を回転させたときの空気抵抗が小さくなるように傾斜が設けられている（図４および図５参照）。支柱部１１５の側面は、支持部材６４ａの支柱部１１０と同様に曲面状に形成してもよい。これによって回転時に支柱部１１５の受ける空気抵抗が小さくなるために、回転時のぶれの発生を抑制して確実にウエハＷを保持することができ、またモータ６６への負荷が軽減され、さらに空気抵抗による大きな騒音の発生が抑制される。
【００４６】
回転プレート６１の裏面には枢軸部材１１９ａを有する連結部材１１９がネジ１１８ｂによって固定されており、保持部材６４ｂは貫通孔１１６ａに枢軸部材１１９ａを通した状態で回転プレート６１に取り付けられている。一方、ベース部１１６の端部近傍において、ベース部１１６と回転プレート６１との間にバネ１２０が設けられており、このバネ１２０の下方にベース部１１６の下面を上方に向かって押圧するシリンダ等の押圧機構１２１（図４および図５に図示せず）が設けられている。
【００４７】
押圧機構１２１を上方へ移動させてベース部１１６の端部を回転プレート６１に押し付けると、バネ１２０が縮んで保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動する。このとき爪部１１７は回転プレート６１の外側へ移動する。一方、押圧機構１２１を下方へ移動させるとバネ１２０が伸びて、爪部１１７が回転プレート６１の内側へ移動するように、保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動する。このように、バネ１２０と押圧機構１２１は、爪部１１７の位置を調節する機能を有する。
【００４８】
なお、保持部材６４ｂにおいては、支柱部１１５とベース部１１６の重さを同等とすることが好ましい。つまり、保持部材６４ｂの重心が保持部材６４ｂを回転プレート６１に取り付けた際の回転プレート６１の下面と同じ高さ位置にくる構造とすることが好ましい。これにより回転プレート６１を回転させた際に支柱部１１５に作用する遠心力とベース部１１６に作用する遠心力の大きさを同等として、ウエハＷを保持する力を一定に保持することができる。
【００４９】
これに対して、回転プレート６１の回転時にウエハＷを保持する力を強めたい場合には、ベース部１１６の重さを重くし、逆に回転時のウエハＷの保持力を弱めたい場合には、支柱部１１５の重さを重くすればよい。このような支柱部１１５とベース部１１６の重量バランスの調整のために、例えば、保持部材６４ｂを樹脂で形成する場合には、支柱部１１５またはベース部１１６に比重の異なる材料、例えば、金属材料（図９に示す金属塊１２２）を埋設することも好ましい。
【００５０】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアーシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。またアンダープレート６３およびシャフト６７には、薬液や純水などの洗浄液や乾燥ガスをウエハＷに向けて供給する下部洗浄液供給路７５が設けられている。
【００５１】
スピンチャック５９と主搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は主搬送アーム３４と衝突しないように、回転プレート６１に近接する位置に降下される。またウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持部材６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ洗浄液等を下部洗浄液供給路７５を通して吐出する。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持部材６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整してもよい。
【００５２】
トッププレート６０は枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって回転可能となっている。枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアーシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と枢軸７０には、例えば、薬液や純水等の洗浄液や乾燥ガスを供給する上部洗浄液供給路８５が設けられている。
【００５３】
スピンチャック５９と主搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が主搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持部材６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、ウエハＷへ洗浄液等を上部洗浄液供給路８５を通して吐出する。
【００５４】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５５】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２が取り付けられている。薬液供給ノズル５１からは薬液とＮ２を吐出することができ、リンスノズル５２からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。薬液供給系アーム５０は回動して薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間で薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をスキャンさせることができるようになっている。
【００５６】
薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０にさらに別の薬液等を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。また薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５７】
リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、Ｎ２供給ノズル５４とリンスノズル５５が設けられている。Ｎ２供給ノズル５４からはＮ２を吐出することができ、リンスノズル５５からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は回動してＮ２供給ノズル５４とリンスノズル５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間でＮ２供給ノズル５４とリンスノズル５５をスキャンさせることができるようになっている。
【００５８】
リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム格納部４５は薬液雰囲気ではないが、リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。なお、リンス乾燥アーム５３には、さらに別の薬液等を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。またリンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するように、これらを制御することも好ましい。
【００５９】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１を洗浄するときは第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようにようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンスノズル５５を適宜洗浄することができる。リンスノズル５５を洗浄するときは第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。
【００６０】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図１１はこの洗浄処理工程の概要を示すフローチャートである。最初に、図示しない搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。
この載置台６に載置されたフープＦから副搬送アーム１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷはウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の一方、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。主ウエハ搬送装置１８は、主搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、主搬送アーム３４によって、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハＷを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入する（ステップ５）。
【００６１】
このステップ５は以下に説明するように大略的にステップ５ａ〜ステップ５ｈに分けて行われる。図１１にはこのステップ５ａ〜ステップ５ｈの工程は別枠で示されている。最初にハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６と、アウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７とを開く（ステップ５ａ）。このステップ５ａとほぼ同時またはその前に、処理カップ５８を退避位置に保持し、アンダープレート６３を降下させた位置に保持し、トッププレート６０をアウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持する（ステップ５ｂ）。なお、このとき第３シャッタ４８と第４シャッタ４９は閉じた状態に保持されている。
【００６２】
図１２は、ウエハＷが支持部材６４ａに支持されている状態を示す説明図であり、図１３はウエハＷが保持部材６４ｂに保持された状態を示す説明図である。
主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、主搬送アーム３４と支持部材６４ａとの間で行われる。このために主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間でのウエハＷの受け渡しの際には、保持部材６４ｂはウエハＷの受け渡しを妨げないように押圧機構１２１がベース部１１６を押圧してバネ１２０を縮ませ、爪部１１７を外側に退避させた状態で保持される（ステップ５ｃ）。
【００６３】
この状態において、次に、ウエハＷを保持した主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３の内部に進入させ（ステップ５ｄ）、支持部材６４ａに設けられた支持部１１２にウエハＷが当接して支持されるように、ウエハＷを主搬送アーム３４から支持部材６４ａに受け渡す（ステップ５ｅ）。この状態が図１２に示されている。なお、支持部材６４ａは回転プレート６１が静止した状態においてのみウエハＷを支持する。
【００６４】
ウエハＷが支持部材６４ａに支持されたら、主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ（ステップ５ｆ）、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる（ステップ５ｇ）。また押圧機構１２１をベース部１１６から離れるように下方に移動させることによってバネ１２０を伸ばす。これによって保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動し、爪部１１７が外側から内側へ移動する。このとき最初に爪部１１７は支持部材６４ａに支持されたウエハＷのエッジを下側の壁面１１７ｂで受ける。次いでウエハＷは下側の壁面１１７ｂの傾斜に沿って爪部１１７の溝（壁面１１７ａ・Ｉ１７ｂによって形成される溝）へ向かって移動する。このときに爪部１１７の溝が支持部１１２よりも高い位置にあるために、ウエハＷが支持部材６４ａから離隔し、ウエハＷが支持部１１２から所定距離浮いた状態となる（ステップ５ｈ）。つまり図１２に示す状態から図１３に示す状態に移行する。さらにウエハＷは爪部１１７の溝まで移動して、ウエハＷのエッジが上側の壁面１１７ａおよび下側の壁面１１７ｂによって挟まれる。ウエハＷはこうして爪部１１７の溝に保持される。
【００６５】
このように保持部材６４ｂは支持部材６４ａからウエハＷが離隔した状態でウエハＷを保持することができるようになっており、ウエハＷへの洗浄液や乾燥ガスの供給およびスピンチャック５９の回転は、ウエハＷが保持部材６４ｂに保持された状態において行われる。これによりウエハＷの裏面が支持部材６４ａに当接することによって生ずる未処理部分の発生を防止することができる。また爪部１１７は主にウエハＷのエッジでウエハＷを保持しているために、ウエハＷを保持することによって生ずる未洗浄部分の面積を極めて狭くすることができる。こうして高品質なウエハＷを得ることができる。
【００６６】
なお、逆に保持部材６４ｂがウエハＷを保持している状態から押圧機構１２１をベース部１１６に押し当ててバネ１２０を縮ませると、爪部１１７が回転プレート６１の外側へと移動する途中でウエハＷは保持部材６４ｂから支持部材６４ａに受け渡される。つまり、図１３に示す状態から図１２に示す状態に移行する。このときに確実にウエハＷが保持部材６４ｂから支持部材６４ａに受け渡されるように、ウエハＷの裏面の高さが壁部１１３の高さよりも低い位置にくるようにして、保持部材６４ｂにウエハＷを保持させることが好ましい。
【００６７】
押圧機構１２１は、このように支持部材６４ａに支持されたウエハＷが支持部材６４ａから離隔して保持部材６４ｂに保持され、逆に保持部材６４ｂに保持されたウエハＷが保持部材６４ｂから離隔して支持部材６４ａに支持されるように、保持部材６４ｂを動かす駆動機構の役割を果たす。またバネ１２０は、保持部材６４に保持されたウエハＷが支持部材６４ａと離隔した状態で保持されるように保持部材６４ｂを所定位置で保持する保持機構の役割を果たす。
【００６８】
保持部材６４ｂにウエハＷが保持された後に所定の洗浄処理を行う（ステップ６）。このときには処理カップ５８を上昇させて処理位置に保持し、使用された薬液や純水等がドレイン５８ａから排出されるようにする。
【００６９】
ウエハＷの洗浄処理は種々の方法を用いて行うことができる。例えば、ウエハＷの表面（上面）のみの洗浄処理を行う場合には、薬液供給ノズル５１または上部洗浄液供給路８５を用いた薬液処理、リンスノズル５２もしくはリンスノズル５５または上部洗浄液供給路８５を用いたリンス処理、Ｎ２供給ノズル５４または上部洗浄液供給路８５を用いた乾燥処理、の順序でウエハＷを処理することができる。
【００７０】
ここで、薬液処理方法としては、（１）ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態でウエハＷ上に薬液のパドルを形成し、所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させた状態で、薬液供給ノズル５１から所定量の薬液をウエハＷに吐出しながら、薬液供給ノズル５１がウエハＷの中心部と周縁部との間でスキャンするように薬液供給系アーム５０を回動させる方法、（３）トッププレート６０をウエハＷの上面に近接させ、ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態で、上部洗浄液供給路８５を用いてウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成し、所定時間保持する方法、等が用いられる。
【００７１】
この（１）の方法においては、ウエハＷ上に薬液のパドルを形成する工程を、最初は薬液供給ノズル５１を用いて行い、このパドルを保持する所定時間の経過時に薬液がウエハＷからこぼれ落ちる等してその量が減少したときには、上部洗浄液供給路８５からウエハＷへ所定量の薬液を補充するようにしてもよい。また薬液のパドルを形成した後に、トッププレート６０をパドルに近接させることによって、パドルからの薬液の蒸発を防止することも好ましい。
【００７２】
リンス処理の方法としては、ウエハＷを所定の回転数で回転させてウエハＷから薬液を振り切るとともに、リンスノズル５２もしくはリンスノズル５５または上部洗浄液供給路８５からリンス液をウエハＷに向けて吐出する方法等が用いられる。乾燥方法としては、Ｎ２供給ノズル５４または上部洗浄液供給路８５からウエハＷにＮ２を供給しながら、ウエハＷを高速回転させる方法等が用いられる。
【００７３】
ウエハＷの表裏面（上下面）を同時に洗浄処理する場合には、上述したウエハＷの上面の洗浄処理と同時に、アンダープレート６３と下部洗浄液供給路７５を用いたウエハＷの裏面の洗浄処理を行う。このウエハＷの裏面の洗浄処理方法としては、例えば、最初にアンダープレート６３をウエハＷの裏面に近接させて、下部洗浄液供給路７５からウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液を供給して薬液層を形成し、所定時間保持して薬液処理を行い、続いてウエハＷとアンダープレート６３との間に下部洗浄液供給路７５から純水等を供給して薬液を流し出してリンス処理を行い、次に、下部洗浄液供給路７５からウエハＷとアンダープレート６３との間にＮ２を供給しながら、ウエハＷを高速回転させる方法が用いられる。
【００７４】
ウエハＷの洗浄処理が終了したら、処理カップ５８およびアンダープレート６３を降下させ、トッププレート６０を上昇させた状態で、ウエハＷを保持部材６４ｂから支持部材６４ａに移し替え（ステップ７）、また第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させる（ステップ８）。この状態において、先に説明した主搬送アーム３４からスピンチャック５９にウエハＷを移し替える手順とは逆の手順によって、ウエハＷをスピンチャック５９から主搬送アーム３４へ移し替え、ウエハＷを洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出する（ステップ９）。
【００７５】
洗浄処理が終了したウエハＷは、主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のいずれかに搬送されてそこに載置され、続いて副搬送アーム１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のいずれかに載置された洗浄処理済みのウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの所定のスロットに収納する（ステップ１０）。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４から図２１は、この第２の実施の形態に関するものである。図１４は、洗浄処理ユニット２１２の平面図である。洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ２４０内には、ウエハＷを収納する密閉構造の外チャンバ２４１と、エッジアーム格納部２４２が備えられている。ユニットチャンバ２４０の一側には開口２４３が形成され、この開口２４３を図示しない開閉機構によって開閉するユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が設けられており、搬送アーム２１９によって洗浄処理ユニット２１２に対して開口２４３からウエハＷが搬入・搬出される際には、このユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くようになっている。このユニットチャンバ用メカシャッタ２４４は、ユニットチャンバ２４０の内部から開口２４３を開閉するようになっており、ユニットチャンバ２４０内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバ２４０内部の雰囲気が外部に漏れないようになっている。
【００７７】
外チャンバ２４１には開口２４５が形成され、この開口２４５を図示しないシリンダ駆動機構によって開閉する外チャンバ用メカシャッタ２４６が設けられており、例えば搬送アーム２１９によって外チャンバ２４１に対して開口２４５からウエハＷが搬入・搬出される際には、この外チャンバ用メカシャッタ２４６が開くようになっている。外チャンバ用メカシャッタ２４６は、ユニットチャンバ用メカシャッタ２４４と共通の開閉機構によって開閉するようにしてもよい。外チャンバ用メカシャッタ２４６は、外チャンバ２４１の内部から開口２４５を開閉するようになっており、外チャンバ２４１内が陽圧になったような場合でも、外チャンバ２４１内部の雰囲気が外部に漏れないようになっている。
【００７８】
また、エッジアーム格納部２４２には開口２４７が形成され、この開口２４７を図示しない駆動機構によって開閉するエッジアーム格納部用シャッタ２４８が設けられている。エッジアーム格納部２４２を外チャンバ２４１と雰囲気隔離するときは、このエッジアーム格納部用シャッタ２４８を閉じる。エッジアーム格納部用シャッタ２４８は、外チャンバ２４１の内部から開口２４７を開閉するようになっており、外チャンバ２４１内が陽圧になった場合でも、外チャンバ２４１内部の雰囲気がエッジアーム格納部２４２に漏れないようになっている。
【００７９】
エッジアーム格納部２４２内には、薬液、純水およびＮ２等の不活性ガスを吐出可能なエッジアーム２６０が格納されている。エッジアーム２６０は外チャンバ２４１内に収納されており、後述するスピンチャック２５０によって保持されたウエハＷの周辺部（縁部）に移動可能になっている。エッジアーム２６０は、処理時以外はエッジアーム格納部２４２内にて待機する。エッジアーム２６０が開口２４７から外チャンバ２４１内に移動するときは、エッジアーム格納部用シャッタ２４８が開くようになっている。
【００８０】
また、図１５に示すように、外チャンバ２４１内には、ウエハＷを収納する内カップ２７０と、この内カップ２７０内で、例えはウエハＷ表面を上面にして、ウエハＷを回転自在に保持するスピンチャック２５０と、スピンチャック２５０により保持されたウエハＷ表面に近接するトッププレート２７１とが備えられている。外チャンバ２４１上部には、ウエハＷの周囲に温度調整した不活性の気体を吐出する気体供給ノズル２９０が具備されている。
【００８１】
スピンチャック２５０は、ウエハＷを水平状態で保持するチャック本体２５１と、このチャック本体２５１の底部に接続された回転筒体２５２とを具備している。チャック本体２５１内には、スピンチャック２５０により保持されたウエハＷ裏面に対して近接した位置と離れた位置とに相対的に移動するアンダープレート２７２が配設されている。
【００８２】
このチャック本体２５１の上部には、ウエハＷの位置決め、すなわちウエハＷの中心部の心出しを行うようにウエハＷの周縁部を保持するための複数の保持部材２５３（例えば３個）がそれぞれ等間隔（例えば１２０゜の間隔）で設けられている。回転筒体２５２の外周面と駆動用モータ２８０の駆動軸２８０ａには、タイミングベルト２８１が掛け渡されており、タイミングベルト２８１をモータ２８０によって周動させることにより、スピンチャック２５０全体が回転するようになっている。なお、モータ２８０としては、例えばサーボモータが用いられ、図示しない制御手段（例えはＣＰＵ）からの制御信号によって低速および高速回転可能となっている。
【００８３】
チャック本体２５１は、図１６および図１７（ａ）・（ｂ）に示すように、円板状の基部２５４と、この基部２５４の下面に設けられた同心円状の段部２５４ａに回転すなわち摺動可能に嵌装されるリング体２５５とを具備している。なお、チャック本体２５１の下面と固定ベース２７６の上面との間には、例えばラビリンスシール等のシール部材２５９が介在されている。
【００８４】
この場合、リング体２５５における複数箇所例えば等間隔の３箇所には、バネ収納凹部２５５ａが設けられており、各バネ収納凹部２５５ａ内には、一端が基部２５４に係合し、他端がリング体２５５に係合する圧縮コイルバネ２５６が縮設されて、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）の付勢によってリング体２５５が常時一方向（図１６における反時計方向）に回転し得るようになっている。
【００８５】
また、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、リング体２５５の下面における別の複数箇所例えば等間隔の３箇所には円形状の係止穴２５５ｂが設けられており、チャック本体２５１の下方の固定ベース２７６に設置されたエアーシリンダからなるロック機構２５７の昇降可能に伸縮するピストンロッド２５７ａの先端部に装着される円柱状のロック片２５７ｂが、各係止穴２５５ｂに係脱可能に嵌合し得るようになっている。
【００８６】
スピンチャック２５０の不作動時は、このロック機構２５７のロック片２５７ｂが係止穴２５５ｂ内に嵌合して、チャック本体２５１の回転が阻止される。また、スピンチャック２５０の作動時には、ロック機構２５７のロック片２５７ｂが下降して、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれて、スピンチャック２５０が回転可能となる。なお、ロック片２５７ｂの下面には、固定ベース２７６に設けられ凹所２７６ａの上面に密接するＯリング２５７ｃが装着されている（図１８（ａ）、図１８（ｂ）参照）。
【００８７】
また、リング体２５５の外周におけるさらに別の複数箇所（例えば等間隔の３箇所）には、保持部材２５３を案内するガイド溝２５５ｃを有する保持部材案内凹所２５５ｄが設けられている。保持部材案内凹所２５５ｄは、図１７（ｃ）に示すように、リング体２５５の外周下面に外方が切り欠かれた状態に設けられ、一方の側壁２５５ｅに対して他方の側壁２５５ｆが外方に向かって拡開状に傾斜している。また、保持部材案内凹所２５５ｄの上部には、リング体２５５の上面が延在しており、この延在部２５５ｇには、外方に向かって開口するガイド溝２５５ｃが設けられている。このガイド溝２５５ｃ内に保持部材２５３から起立するガイドピン２５３ａが摺動自在に嵌合されている。
【００８８】
一方、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂをもってチャック本体２５１の基部２５４の外周側下面に揺動可能に枢着され、基部２５４の外方に突出する平面視略三角形状の板体２５３ｃとこの板体２５３ｃの先端側に起立する保持体２５３ｄとを具備してなる。この場合、枢支ピン２５３ｂは、板体２５３ｃの重心位置Ｇ（図２１（ａ）参照）から偏倚する位置に枢着され、板体２５３ｃの基端側にガイドピン２５３ａが立設されている。また、保持体２５３ｄは、スピンチャック２５０の回転方向と反対側の後端部に、スピンチャック２５０が低速回転（例えば１０〜３００ｒｐｍ）する際にウエハＷの縁部を保持する第１の保持部２５８ａを具備し、回転方向側の先端部に、スピンチャック２５０が高速回転（例えば５００〜２０００ｒｐｍ）する際にウエハＷの縁部を保持する第２の保持部２５８ｂを具備し、また、第１の保持部２５８ａと第２の保持部２５８ｂの中間部にスピンチャック２５０が停止した状態のときにウエハＷの縁部を保持する第３の保持部２５８ｃを具備している。
【００８９】
なお、スピンチャック２５０の回転が３００〜５００ｒｐｍの間で、ウエハＷの縁部の保持は、第３の保持部２５８ｃから第２の保持部２５８ｂに切り換わる。この場合、第１の保持部２５８ａは、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、２個並列して設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部端面に当接する垂直面２５８ｄを有する。このように、第１の保持部２５８ａにウエハＷの縁部端面に当接する垂直面２５８ｄを設けた理由は、上記コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によってウエハＷが水平回転方向に押圧されるので、その押圧力を利用して確実にウエハＷを保持するようにしたためである。
【００９０】
また、第２の保持部２５８ｂは、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、２個並列して設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部の上下部に当接する断面略横Ｖ字状面２５８ｅを有する。このように第２の保持部２５８ｂにウエハＷの縁部の上下部に当接する横Ｖ字状面２５８ｅを設けた理由は、確実にウエハＷを保持できるようにしたためである。一方、第３の保持部２５８ｃは、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように１個設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部の下面を保持する段付水平舌片２５８ｆが形成されている。
【００９１】
上記のように構成されるスピンチャック２５０において、ウエハＷを受け取る場合は、ロック機構２５７のロック片２５７ｂをチャック本体２５１のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合させて、スピンチャック２５０の回転をロックした状態にする。この状態で、主ウエハ搬送装置２１８の搬送アーム２１９がチャック本体２５１の上方に進入し、下降してウエハＷを第３の保持部２５８ｃ上に受け渡す（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。
【００９２】
ウエハＷを保持部材２５３に受け渡した搬送アーム２１９は、スピンチャック２５０の上方から後退する。その後または搬送アーム２１９の後退と同時に、ロック機構２５７が作動して、ロック片２５７ｂが下降し、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれる。次に、モータ２８０が駆動してチャック本体２５１が低速回転（例えば１０〜３００ｒｐｍ）する。この低速回転開始時に、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によりリング体２５５が回転方向側に移動する。これに伴って保持部材２５３のガイドピン２５３ａがリング体２５５に設けられたガイド溝２５５ｃ内を欄動すると共に、枢支ピン２５３ｂを中心として保持部材２５３が回転方向と反対側に回転し、第１の保持部２５８ａの垂直面２５８ｄにウエハＷの縁部端面を当接する（図２０（ａ）、図２０（ｂ）参照）。この状態では、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷは第１の保持部２５８ａによって確実に保持される。しかも、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しを高精度にすることができる。
【００９３】
この低速回転を所定時間続けた後、スピンチャック２５０を高速回転（例えば５００〜２０００ｒｐｍ）すると、保持部材２５３に遠心力Ｃが作用し、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂを中心として回転方向側に回転し、第２の保持部２５８ｂのＶ字状面２５８ｅにウエハＷの縁部の上下部を当接する（図２１（ａ）、図２１（ｂ）参照）。これにより、ウエハＷの縁部は第１の保持部２５８ａから第２の保持部２５８ｂに持ち替えられるとともに段付水平舌片２５８ｆから浮かせた状態となるので、第１の保持部２５８ａおよび段付水平舌片２５８ｆに当接していたウエハＷの縁部や下部に薬液や純水等を供給することができる。
【００９４】
スピンチャック２５０によってウエハＷを高速回転しながら、薬液を供給して洗浄処理を行った後、純水を供給してリンス処理を行い、その後Ｎ２を供給して乾燥処理を行う。
【００９５】
この場合、スピンチャック２５０の回転開始（低速回転開始）によって、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しが行われるので、薬液をウエハＷの周辺部の所定範囲内に供給して洗浄処理を行うことができる。また、同様に純水をウエハＷの周辺部の所定範囲内に供給してリンス処理を行うことができる。
【００９６】
上記のようにして、洗浄処理、リンス処理および乾燥処理を行った後、スピンチャック２５０の回転を停止すると、スピンチャック２５０の回転停止後、ロック機構２５７が作動してロック片２５７ｂがチャック本体２５１のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合してチャック本体２５１の回転がロックされる。その後、保持部材２５３は、図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示す初期位置に復帰し、ウエハＷの縁部を第３の保持部２５８ｃの段付水平舌片２５８ｆ上に保持する。この状態で、保持部材２５３によって保持されているウエハＷの下方に主ウエハ搬送装置２１８の搬送アーム２１９が進入し、上昇してウエハＷを受け取り、ウエハＷを洗浄処理ユニット２１２の外部に搬送する。
【００９７】
次に、洗浄処理ユニット２１２の動作態様について説明する。まず、洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くと共に、外チャンバ２４１の外チャンバ用メカシャッタ２４６が開く。このとき、内カップ２７０は下降してチャック本体２５１を上方に相対的に突出させる。また、アンダープレート２７２は予め下降してチャック本体２５１内の退避位置に位置している。また、トッププレート２７１は予め上昇して退避位置に位置している。また、エッジアーム格納部用シャッタ２４８は閉じている。
【００９８】
この状態で、ウエハＷを保持した搬送アーム２１９がスピンチャック２５０の上方に進入し、下降してウエハＷを第３の保持部２５８ｃ上に受け渡す（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。ウエハＷを保持部材２５３に受け渡した搬送アーム２１９は、外チャンバ２４１およびユニットチャンバ２４０の内部から後退し、後退後、ユニットチャンバ用メカシャッタ２４４と外チャンバ用メカシャッタ２４６が閉じられる。
【００９９】
次に、内カップ２７０が上昇し、チャック本体２５１とウエハＷを包囲した状態となる。アンダープレート２７２は、チャック本体２５１内の処理位置に上昇する。処理位置に移動してアンダープレート２７２とスピンチャック２５０により保持されたウエハＷ下面（ウエハ裏面）の間には、例えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間が形成される。
【０１００】
次いで、ウエハＷ裏面と周辺部（縁部）の洗浄処理が行われる。まず、ロック機構２５７が作動して、ロック片２５７ｂが下降し、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれる。次に、モータ２８０が駆動してチャック本体２５１が低速回転（例えば１０〜３０ｒｐｍ）する。この低速回転開始時に、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によりリング体２５５が回転方向側に移動する。これに伴って保持部材２５３のガイドピン２５３ａがリング体２５５に没けられたガイド溝２５５ｃ内を摺動すると共に、枢支ピン２５３ｂを中心として保持部材２５３が回転方向と反対側に回転し、第１の保持部２５８ａの垂直面２５８ｄにウエハＷの縁部端面を当接する（図２０（ａ）、図２０（ｂ）参照）。この状態では、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷは第１の保持部２５８ａによって確実に保持される。しかも、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しを高精度にすることができる。
【０１０１】
この状態で、アンダープレート２７２上に、下面供給路（図示せず）から洗浄薬液を例えば静かに染み出させて、ウエハＷ下面とアンダープレート２７２上面の隙間に洗浄薬液を供給し、洗浄薬液をウエハＷ下面の全体に押し広げ、ウエハＷ下面に均一に接触する洗浄薬液の液膜を形成する。隙間全体に洗浄薬液の液膜を形成すると、洗浄薬液の供給を停止してウエハＷ下面を洗浄処理する。
【０１０２】
この場合、スピンチャック２５０は、洗浄薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウエハＷを回転させるので、ウエハＷの回転により洗浄薬液の液膜内に液流が発生し、この液流により、洗浄薬液の液膜内の淀みを防止すると共に、洗浄効率が向上する。
【０１０３】
一方、上記隙間に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成する際に、洗浄薬液をウエハＷの裏面の周囲からウエハＷの表面（金属膜Ｍの表面）側へ回り込ませて、周辺部除去が行われるウエハＷ表面の周辺部（縁部）にまで洗浄薬液を供給する。
そして、ウエハＷ裏面の洗浄処理と同時に、ウエハＷ表面の周辺部（縁部）洗浄処理が行われる。
【０１０４】
その後、スピンチャック２５０が例えば２００ｒｐｍにて５秒間回転する。すなわち、ウエハＷに液盛りされた洗浄薬液が振り落とされて、内カップ２７０の排出管（図示せず）側へ排液する。スピンチャック２５０が高速回転すると、保持部材２５３に遠心力Ｃが作用し、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂを中心として回転方向側に回転し、第２の保持部２５８ｂのＶ字状面２５８ｅにウエハＷの縁部の上下部を当接する（図２１（ａ）、図２１（ｂ）参照）。これにより、ウエハＷの縁部は第１の保持部２５８ａから第２の保持部２５８ｂに持ち替えられ、さらに段付水平舌片２５８ｆから浮かせた状態となるので、第１の保持部２５８ａおよび段付水平舌片２５８ｆに当接していたウエハＷの縁部および下部に薬液が供給される。また、第２の保持部２５８ｂに保持されているウエハＷは、縁部の上下部がＶ字状面２５８ｅによって保持されているので、保持部との接触面積が少なく、その分、薬液との接触が多くなるため、洗浄効率の向上が図れる。この状態で、洗浄、リンス処理を経て乾燥処理を行う。
【０１０５】
乾燥処理後、スピンチャック２５０の回転を停止する。次いで、ロック機構２５７を作動させて、ロック片２５７ｂをスピンチャック２５０のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合してチャック本体２５１の回転をロックする。この状態で、ウエハＷの縁部の下面は保持部材２５３の第３の保持部２５８ｃにて保持される（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。次いで、洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くと共に外チャンバ２４１の外チャンバ用メカシャッタ２４６が開く。
【０１０６】
そして、洗浄処理ユニット２１２内に搬送アーム２１９が進入し、スピンチャック２５０からウエハＷを受け取った後、洗浄処理ユニット２１２内からウエハＷを搬出する。この場合、アンダープレート２７２は退避位置に位置しているので、搬入するときと同様に、アンダープレート２７２とスピンチャック２５０により保持されるウエハＷの位置との間には、十分な隙間が形成されることになり、搬送アーム２１９は、余裕をもってスピンチャック２５０からウエハＷを受け取ることができる。
【０１０７】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図２２から図２７は、この第３の実施の形態に関するものである。図２２は、洗浄処理ユニット３０１においてウエハを回転自在に保持するスピンチャック３５０を示す断面図である。
このスピンチャック３５０は、ウエハＷを水平状態で保持するチャック本体３５１と、このチャック本体３５１の底部に接続された回転筒体３５２とを具備している。チャック本体３５１内には、スピンチャック３５０により保持されたウエハＷ裏面に対して近接した位置と離れた位置とに相対的に移動するアンダープレート３７２が配設されている。また、回転筒体３５２には、タイミングベルトを介してモータが接続されており、チャック本体３５１を回転できるようになっている。
【０１０８】
上記チャック本体３５１は、円板状の基部３５４と、この基部３５４の下面に回転可能に設けられた同心円状のリング体３５５とを有している。このリング体３５５における複数箇所（例えば等間隔の３箇所）には、バネ収納凹部３５５ａが設けられており、各バネ収納凹部３５５ａ内には、一端が基部３５４に係合し、他端がリング体３５５に係合する圧縮コイルバネ３５６が縮設されている。そして、コイルバネ３５６の弾性力（弾発力）によってリング体３５５が常時一方向（図２３における矢印Ｒ方向）に付勢されるようになっている。
【０１０９】
このリング体３５５には、リング体３５５を矢印Ｒと反対の方向に駆動する駆動機構（図示せず）が設けられている。そして、リング体３５５が矢印Ｒ方向に移動した位置と、リング体３５５か矢印Ｒと反対方向に移動した位置との２位置を取りうるようになっている。
【０１１０】
また、円板状の基部３５４の外周部の複数箇所（例えば３箇所）には、保持部材３５３が（例えば周方向に１２０°離間して）設けられている。この保持部材３５３は、基部３５４の外周部下面に設けられた回動軸３５４ａを中心に回動しうるようになされた基底部３５３ａと、この基底部３５３ａから立ち上がって設けられている立設部３５３ｂとを有している。この立設部３５３ｂの上端部の周方向の両端には、それぞれ半径方向内方に向かって突出する第１の保持部３５８ａ、第２の保持部３５８ｂが設けられている。この第１の保持部３５８ａは、第２の保持部３５８ｂより矢印Ｒ方向前方に位置している。
【０１１１】
第１の保持部３５８ａは、図２６および図２７に示すように、その上面にウエハ載置面３５８ｃとこれに続く傾斜面３５８ｄとを有しており、ウエハ載置面３５８ｃにウエハＷの周縁部を載置するようになっている。また、第２保持部３５８ｂは、半径方向内側に、２つの傾斜面３５８ｅ・３５８ｆを有する略Ｖ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇを有しており、このＶ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇの底部３５８ｈでウエハＷの外周縁を保持するようになっている。
【０１１２】
一方、リング体３５５の外周には、係合凹部３５５ｂが設けられ、また、保持部材３５３の基底部３５３ａの内周側には係合凹部３５５ｂと係合する係合突起３５３ｅが設けられている。そして、リング体３５５を回動することによって保持部材３５３を回動軸３５４ａを中心として回動できるようになっている。
【０１１３】
このような構成において駆動機構を作動させると、図２４に示すように、リング体３５５は、圧縮コイルバネ３５６の付勢力に抗して矢印Ｒと反対の方向に回動され、これに伴い、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３が矢印Ｑと反対の方向に回動され、第１の保持部３５８ａが第２の保持部３５８ｂより半径方向内側に位置する（第１の位置）。この状態において、図２６に示すように、第１の保持部３５８ａのウエハ載置面３５８ｃにウエハＷを載置する。
【０１１４】
次に、駆動機構を非作動状態にすると、図２５に示すように、リング体３５５は圧縮コイルバネ３５６の付勢力によって矢印Ｒの方向に回動され、これに伴い、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３が矢印Ｑ方向に回動される。そして、第２の保持部３５８ｂが半径方向内方へ移動し第１の保持部３５８ａより半径方向内側に位置する（第２の位置）。この際、ウエハＷの外周縁は、Ｖ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇのうち下側の傾斜面３５８ｆに沿って上方へ持ち上げられる。そして、図２７に示すように、ウエハＷは、その外周縁をウエハ嵌合面３５８ｇのＶ字溝の底部３５８ｈに係合して、第１の保持部３５８ａのウエハ載置面３５８ｃから上方に離間した状態で保持される。ここで、ウエハの上面と外周面とが交わる稜線Ｗ１は、傾斜面３５８ｅと点接触し、ウエハの下面と外周面とが交わる稜線Ｗ２は、傾斜面３５８ｆと点接触する。これにより、ウエハＷの全ての外表面に処理液を行き渡らせることができる。
【０１１５】
このように、この洗浄処理ユニット３０１のスピンチャック３５０にあっては、リング体３５５を駆動装置で駆動することによって、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３を回動することができ、保持部材３５３に設けられた第１の保持部３５８ａと第２の保持部３５８ｂとを交互に半径方向内方に突出させることができる。こうして、ウエハの搬入時は、第１の保持部３５８ａでウエハを保持し、その後、Ｖ字溝を有する第２の保持部３５８ｂを半径方向内方へ移動させることによって、ウエハＷを第１の保持部３５８ａから僅かに上昇させてＶ字溝の底部で保持する。このようにウエハＷの外周縁を点接触で保持することができるので、ウエハＷの外周縁の全てに洗浄液を行き渡らせることができ、均一な洗浄作業を行うことができる。
【０１１６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、上記説明においては、支持部材６４ａと保持部材６４ｂを回転プレート６１にそれぞれ３箇所ずつ設けた形態を示したが、支持部材６４ａと保持部材６４ｂは、回転プレート６１の強度や剛性を考慮して、４箇所以上に設けることもできる。逆に、支持部材６４ａと保持部材６４ｂの大きさを大きくする等した場合には、これらを２箇所ずつに設けることによってウエハＷを支持／保持することも可能である。
【０１１７】
本発明は、半導体ウエハの表面に対してレジスト除去処理および洗浄処理等を施す装置に限定されず、種々の処理液を用いて液処理（例えば、エッチング処理）を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の液処理装置および液処理方法によれば、基板を支持せずに端面で保持した状態において液処理を行うことができるために、処理液が行き渡らない未処理部分の発生を防止することができる。これにより基板の均一な液処理が可能となり、基板の品質を高めることが可能となるという効果が得られる。また回転プレートの回転時の空気抵抗が小さくなるように保持部材の側面には傾斜が設けられているために、回転プレートを回転させた際に保持部材にぶれが発生することが抑制され、これにより基板を安定して保持することができる。さらに保持部材と支持部材を回転プレートの内側に固定することで、回転プレートの回転時の撓みの発生を抑制することができ、これによっても保持部材は基板を確実に保持することができる。保持部材は所定間隔離間して設けられた爪部において基板を保持するために、基板にノッチが形成されていた場合にも確実に基板を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示した洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示した洗浄処理システムの概略構造を示す断面図。
【図４】洗浄・処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】支持部材の形状および回転プレートへの取り付け状態を示す断面図およびその背面図。
【図７】支持部材の支柱部を拡大した側面図およびその平面図。
【図８】支持部材の支柱部の別の実施形態を示す平面図。
【図９】保持部材の形状および回転プレートへの取り付け状態を示す断面図およびその杯面図。
【図１０】保持部材の支柱部を拡大した側面図およびその平面図。
【図１１】洗浄処理工程の概略を示す説明図（フローチャート）。
【図１２】支持部材によるウエハの支持状態を示す説明図。
【図１３】保持部材によるウエハの保持状態を示す説明図
【図１４】本発明の第２の実施の形態である洗浄処理ユニットおよびスピンチャックを示す概略平面図。
【図１５】図１４に示す洗浄処理ユニットおよびスピンチャックを示す断面図。
【図１６】図１４に示すスピンチャックの平面図。
【図１７】図１４に示すスピンチャックの断面図および拡大図並びに断面図。
【図１８】図１４に示すスピンチャックにおけるロック機構のロック状態およびロック解除状態を示す断面図。
【図１９】図１４に示すスピンチャックの回転停止時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２０】図１４に示すスピンチャックの低速回転時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２１】図１４に示すスピンチャックの高速回転時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２２】本発明の第３の実施の形態である洗浄処理ユニットのスピンチャックの要部を示す概略断面図。
【図２３】図２２に示すスピンチャックの要部を示す概略平面図。
【図２４】図２３に示すスピンチャックにおいて第１の保持部を半径方向内側に突出させた状態を示す平面図。
【図２５】図２３に示すスピンチャックにおいて第２の保持部を半径方向内側に突出させた状態を示す平面図。
【図２６】第１の保持部が半径方向内方に突出した状態を示す側面図。
【図２７】第２の保持部が半径方向内方に突出した状態を示す側面図。
【符号の説明】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４２；ハウジング
４３；アウターチャンバ
５１；薬液供給ノズル
５２；リンスノズル
５４；Ｎ２供給ノズル
５５；リンスノズル
５８；処理カップ
５９；スピンチャック
６０；トッププレート
６１；回転プレート
６１ａ・６１ｂ；切り欠き部
６３；アンダープレート
６４ａ；支持部材
６４ｂ；保持部材
１１０；支柱部
１１１；ベース部
１１２；支持部
１１３；壁部
１１５；支柱部
１１６；ベース部
１１６ａ；貫通孔
１１７；爪部
１１９；連結部材
１１９ａ；枢軸部材
１２０；バネ
１２１；押圧機構
１２２；金属塊
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄処理等の所定の液処理を施す液処理装置および液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハからウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置として、略水平に保持されたウエハを回転させて洗浄処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。例えば、特開平８−７８３６８号公報（特許文献１）には、スピンチャック上に設置された複数の支持ピンによりウエハを支持して、ウエハの表面およびウエハとスピンチャックの間隙にそれぞれ洗浄液を供給することにより、ウエハの両面を同時に洗浄することができるウエハ洗浄装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７８３６８号公報（第３−５項、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に開示されたウエハ洗浄装置では、ウエハにおいて支持ピンが当接している部分に洗浄液が行き渡らないために洗浄処理の行われない部分が残る問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、液処理の行われない部分が発生することを防止できる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明の第１の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持手段と、
前記基板の端面を保持して前記支持手段との間で基板の受け渡しを行い、保持した基板を前記支持位置よりも上方の保持位置に前記支持手段から所定距離浮かせた状態で略水平に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
を具備し、
前記保持手段は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持手段により基板が保持される際には、前記支持手段に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートに設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部材と、
前記回転プレートに設けられ、基板を略水平に保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
前記支持部材に支持された基板が前記支持部材から離隔して前記保持部材に保持され、前記保持部材に保持された基板が前記保持部材から離隔して前記支持部材に支持されるように前記保持部材を動かす駆動機構と、
前記保持部材により、前記支持部材による支持位置と離隔した保持位置に基板が保持されるように前記保持部材を所定位置で保持する保持機構と、
を具備し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持部材により基板が保持される際には、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記支持部に支持された状態で前記基板の外周縁を半径方向内方へ押圧する押圧部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記基板の外周縁を前記支持位置よりも上方の保持位置で略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記支持部で前記基板を支持できるように、前記保持部材を所定の位置に固定する固定機構と、
前記固定機構を解除した際に、前記支持部で前記基板を支持しながら前記押圧部で前記基板を押圧できるように前記保持部材を回動させる付勢機構と、
前記回転プレートが高速回転したときに、前記押圧部を前記基板の外周縁から後退させるとともに、前記保持部を前記基板の外周縁に係合させ、前記基板を前記支持部から離隔した状態で保持するように、遠心力によって前記保持部材本体を回動させる遠心おもりと、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第４の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、基板を略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記保持部に保持された基板が前記保持部から離隔して前記支持部に支持されるように前記保持部材本体を回動する駆動機構と、
前記支持部に支持された基板が前記支持部による支持位置よりも上方の前記支持部から離隔した保持位置において前記保持部に保持されるように前記保持部材を回動する付勢機構と、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の第５の観点によれば、基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板に処理液を供給する第３工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１２】
本発明の第６の観点によれば、基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と所定距離離れて前記基板の裏面と略平行にプレート部材を配置する第３工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と前記プレート部材との間に処理液を供給する第４工程と、
前記保持部材に保持された基板を所定の回転数で回転させる第５工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法が提供される。
【００１３】
このような液処理装置および液処理方法によれば、基板を支持せずに端面で保持した状態において液処理を行うことができるために、処理液が行き渡らない未処理部分の発生を防止することができる。これにより基板の均一な液処理が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬入から洗浄／乾燥処理、搬出を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１５】
図１から図１３の各図は、本発明の第１の実施の形態に関するものである。図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを所定の間隔で略水平に収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１６】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またウエハＷを所定間隔で保持するための棚板がフープＦの内壁に設けられており、ウエハＷを収容する２５個のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１７】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１８】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体もまた開閉可能であり、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体をも開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１９】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する副搬送アーム１１を有し、この副搬送アーム１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、副搬送アーム１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。また、ウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、副搬送アーム１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行い、また洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００２０】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００２１】
また洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２２】
なお、薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電装ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２３】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２４】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２５】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２６】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の主搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、主搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら主搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。
なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２７】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる、
【００２８】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として、以下にその構造について詳細に説明することとする。
【００２９】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。
【００３０】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および同５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。主搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合におけるハウジング４２内の雰囲気の外部への漏洩が防止される。
【００３１】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。主搬送アーム３４（または３５、３６）は、この窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出して、アウターチャンバ４３の内部に設けられたスピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行い、窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３２】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が場圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３３】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素ガス（Ｎ２）を供給するガス供給機構８６が設けられている。このガス供給機構８６は、アウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに供給された薬液が蒸発してアウターチャンバ４３内に充満することを防止する役割を果たす。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。
【００３４】
アウターチャンバ４３内には、ウエハＷを収容する処理カップ５８と、処理カップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの表面と所定間隔で対向可能なトッププレート６０が設けられている。
【００３５】
処理カップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。処理カップ５８は、スピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３６】
処理カップ５８は、主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には主搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持され、一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの液処理が行われる際には処理位置に保持されて、ウエハＷに供給された洗浄液が周囲に飛散することを防止し、またウエハＷの洗浄処理に用いられた洗浄液をドレイン５８ａへと導く。ドレイン５８ａには、図示しない洗浄液回収ラインと排気ダクトが接続されており、処理カップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また洗浄液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３７】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持部材６４ａとウエハＷを保持する保持部材６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。支持部材６４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。同様に保持部材６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。回転筒体６２の外周面にはベルト６５が巻回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させて、保持部材６４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができるようになっている。
【００３８】
図６は支持部材６４ａの形状および支持部材６４ａの回転プレート６１への取り付け状態を示す断面図（ａ）および背面図（ｂ）である。支持部材６４ａは、回転プレート６１から上方に突出した支柱部１１０と、支柱部１１０の下方に支柱部１１０と一体的に設けられたベース部１１１と有する。回転プレート６１の周縁には支柱部１１０の嵌め込みが可能な大きさの切り欠き部６１ａが設けられており、支柱部１１０の回転プレート６１の外周からのはみ出し部分が少なくなるようになっている（図４参照）。これにより回転プレート６１を高速回転させた場合に、支持部材６４ａに掛かる遠心力によって回転プレート６１に撓みが生ずることを抑制することができる。ベース部１１１は回転プレート６１の裏面にネジ１１８ａにより取り付けられて固定されている。
【００３９】
図７は支柱部１１０の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。支柱部１１０の上部には、ウエハＷの裏面に当接してウエハＷを支持する支持部１１２と、支持部１１２に支持されたウエハＷの端面をガイドする所定高さの壁部１１３が形成されている。図４、図５および図７（ｂ）に示されるように、支柱部１１０の側面１１０´には、回転プレート６１を回転させたときの空気抵抗が小さくなるように傾斜が設けられている。
【００４０】
支柱部１１０は、図８の平面図に示すように、その側面１１０´を曲面状に形成することも好ましい。これによっても、回転時の空気抵抗を小さくすることができるため、モータ６６への負荷を軽減し、大きな騒音の発生を抑制することができる。
【００４１】
図９は保持部材６４ｂの形状と保持部材６４ｂの回転プレート６１の取り付け状態を示す断面図（ａ）および背面図（ｂ）である。保持部材６４ｂは、回転プレート６１から上方に突出した支柱部１１５と、支柱部１１５と連通して支柱部１１５の下側に設けられたベース部１１６とを有している。回転プレート６１の周縁には支柱部１１５の嵌め込みが可能な大きさの切り欠き部６１ｂが設けられている。これにより支柱部１１５の回転プレート６１の外周からのはみ出し部分が少なくなっており（図４参照）、回転プレート６１を高速回転させた際に保持部材６４ｂに掛かる遠心力によって回転プレート６１に撓みが生ずることが抑制される。
【００４２】
支柱部１１５の先端にはウエハＷの端面を保持する爪部１１７が設けられている。ベース部１１６には貫通孔１１６ａが形成されている。さらにベース部１１６には金属塊１２２が埋設されており、この金属塊１２２は、後に説明するように、支柱部１１５とベース部１１６の重心の位置を調整する機能を有する。
【００４３】
図１０は支柱部１１５の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。爪部１１７はウエハＷの表裏面のエッジを斜め上方および斜め下方から挟み込むようにしてウエハＷに当接する所定角度傾斜した壁面１１７ａ・１１７ｂを有している。ウエハＷは壁面１１７ａ・１１７ｂによって形成される溝に挟まれて保持され、これによりウエハＷを保持した状態でウエハＷが上下方向へ移動することを防止することができる。この壁面１１７ａ・１１７ｂによって形成される溝は、ウエハＷを保持した際に、支持部１１２よりも高い位置にある。
【００４４】
この爪部１１７は各保持部材６４ｂに２箇所ずつ水平方向に所定距離離れて設けられている。爪部１１７が１箇所のみ設けられている場合には、この爪部１１７がウエハＷに設けられたノッチ１３１の部分を保持することとなった場合にウエハＷを確実に保持することができなくなる問題を生ずる。しかし、所定距離離れた２箇所の爪部１１７でウエハＷを保持することによって、ウエハＷに形成されたノッチ１３１の位置に関係なく、確実にウエハＷを保持することができる。
【００４５】
支持部材６４ａの支柱部１１０と同様に、保持部材６４ｂの支柱部１１５の側面にも回転プレート６１を回転させたときの空気抵抗が小さくなるように傾斜が設けられている（図４および図５参照）。支柱部１１５の側面は、支持部材６４ａの支柱部１１０と同様に曲面状に形成してもよい。これによって回転時に支柱部１１５の受ける空気抵抗が小さくなるために、回転時のぶれの発生を抑制して確実にウエハＷを保持することができ、またモータ６６への負荷が軽減され、さらに空気抵抗による大きな騒音の発生が抑制される。
【００４６】
回転プレート６１の裏面には枢軸部材１１９ａを有する連結部材１１９がネジ１１８ｂによって固定されており、保持部材６４ｂは貫通孔１１６ａに枢軸部材１１９ａを通した状態で回転プレート６１に取り付けられている。一方、ベース部１１６の端部近傍において、ベース部１１６と回転プレート６１との間にバネ１２０が設けられており、このバネ１２０の下方にベース部１１６の下面を上方に向かって押圧するシリンダ等の押圧機構１２１（図４および図５に図示せず）が設けられている。
【００４７】
押圧機構１２１を上方へ移動させてベース部１１６の端部を回転プレート６１に押し付けると、バネ１２０が縮んで保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動する。このとき爪部１１７は回転プレート６１の外側へ移動する。一方、押圧機構１２１を下方へ移動させるとバネ１２０が伸びて、爪部１１７が回転プレート６１の内側へ移動するように、保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動する。このように、バネ１２０と押圧機構１２１は、爪部１１７の位置を調節する機能を有する。
【００４８】
なお、保持部材６４ｂにおいては、支柱部１１５とベース部１１６の重さを同等とすることが好ましい。つまり、保持部材６４ｂの重心が保持部材６４ｂを回転プレート６１に取り付けた際の回転プレート６１の下面と同じ高さ位置にくる構造とすることが好ましい。これにより回転プレート６１を回転させた際に支柱部１１５に作用する遠心力とベース部１１６に作用する遠心力の大きさを同等として、ウエハＷを保持する力を一定に保持することができる。
【００４９】
これに対して、回転プレート６１の回転時にウエハＷを保持する力を強めたい場合には、ベース部１１６の重さを重くし、逆に回転時のウエハＷの保持力を弱めたい場合には、支柱部１１５の重さを重くすればよい。このような支柱部１１５とベース部１１６の重量バランスの調整のために、例えば、保持部材６４ｂを樹脂で形成する場合には、支柱部１１５またはベース部１１６に比重の異なる材料、例えば、金属材料（図９に示す金属塊１２２）を埋設することも好ましい。
【００５０】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアーシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。またアンダープレート６３およびシャフト６７には、薬液や純水などの洗浄液や乾燥ガスをウエハＷに向けて供給する下部洗浄液供給路７５が設けられている。
【００５１】
スピンチャック５９と主搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は主搬送アーム３４と衝突しないように、回転プレート６１に近接する位置に降下される。またウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持部材６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ洗浄液等を下部洗浄液供給路７５を通して吐出する。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持部材６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整してもよい。
【００５２】
トッププレート６０は枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって回転可能となっている。枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアーシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と枢軸７０には、例えば、薬液や純水等の洗浄液や乾燥ガスを供給する上部洗浄液供給路８５が設けられている。
【００５３】
スピンチャック５９と主搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が主搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持部材６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、ウエハＷへ洗浄液等を上部洗浄液供給路８５を通して吐出する。
【００５４】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５５】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２が取り付けられている。薬液供給ノズル５１からは薬液とＮ２を吐出することができ、リンスノズル５２からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。薬液供給系アーム５０は回動して薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間で薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をスキャンさせることができるようになっている。
【００５６】
薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０にさらに別の薬液等を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。また薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５７】
リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、Ｎ２供給ノズル５４とリンスノズル５５が設けられている。Ｎ２供給ノズル５４からはＮ２を吐出することができ、リンスノズル５５からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は回動してＮ２供給ノズル５４とリンスノズル５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間でＮ２供給ノズル５４とリンスノズル５５をスキャンさせることができるようになっている。
【００５８】
リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム格納部４５は薬液雰囲気ではないが、リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。なお、リンス乾燥アーム５３には、さらに別の薬液等を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。またリンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するように、これらを制御することも好ましい。
【００５９】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１を洗浄するときは第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようにようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンスノズル５５を適宜洗浄することができる。リンスノズル５５を洗浄するときは第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようになっている。
【００６０】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図１１はこの洗浄処理工程の概要を示すフローチャートである。最初に、図示しない搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。
この載置台６に載置されたフープＦから副搬送アーム１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷはウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の一方、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。主ウエハ搬送装置１８は、主搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、主搬送アーム３４によって、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハＷを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入する（ステップ５）。
【００６１】
このステップ５は以下に説明するように大略的にステップ５ａ〜ステップ５ｈに分けて行われる。図１１にはこのステップ５ａ〜ステップ５ｈの工程は別枠で示されている。最初にハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６と、アウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７とを開く（ステップ５ａ）。このステップ５ａとほぼ同時またはその前に、処理カップ５８を退避位置に保持し、アンダープレート６３を降下させた位置に保持し、トッププレート６０をアウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持する（ステップ５ｂ）。なお、このとき第３シャッタ４８と第４シャッタ４９は閉じた状態に保持されている。
【００６２】
図１２は、ウエハＷが支持部材６４ａに支持されている状態を示す説明図であり、図１３はウエハＷが保持部材６４ｂに保持された状態を示す説明図である。
主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、主搬送アーム３４と支持部材６４ａとの間で行われる。このために主搬送アーム３４とスピンチャック５９との間でのウエハＷの受け渡しの際には、保持部材６４ｂはウエハＷの受け渡しを妨げないように押圧機構１２１がベース部１１６を押圧してバネ１２０を縮ませ、爪部１１７を外側に退避させた状態で保持される（ステップ５ｃ）。
【００６３】
この状態において、次に、ウエハＷを保持した主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３の内部に進入させ（ステップ５ｄ）、支持部材６４ａに設けられた支持部１１２にウエハＷが当接して支持されるように、ウエハＷを主搬送アーム３４から支持部材６４ａに受け渡す（ステップ５ｅ）。この状態が図１２に示されている。なお、支持部材６４ａは回転プレート６１が静止した状態においてのみウエハＷを支持する。
【００６４】
ウエハＷが支持部材６４ａに支持されたら、主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ（ステップ５ｆ）、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる（ステップ５ｇ）。また押圧機構１２１をベース部１１６から離れるように下方に移動させることによってバネ１２０を伸ばす。これによって保持部材６４ｂ全体が枢軸部材１１９ａ回りに所定角度回動し、爪部１１７が外側から内側へ移動する。このとき最初に爪部１１７は支持部材６４ａに支持されたウエハＷのエッジを下側の壁面１１７ｂで受ける。次いでウエハＷは下側の壁面１１７ｂの傾斜に沿って爪部１１７の溝（壁面１１７ａ・Ｉ１７ｂによって形成される溝）へ向かって移動する。このときに爪部１１７の溝が支持部１１２よりも高い位置にあるために、ウエハＷが支持部材６４ａから離隔し、ウエハＷが支持部１１２から所定距離浮いた状態となる（ステップ５ｈ）。つまり図１２に示す状態から図１３に示す状態に移行する。さらにウエハＷは爪部１１７の溝まで移動して、ウエハＷのエッジが上側の壁面１１７ａおよび下側の壁面１１７ｂによって挟まれる。ウエハＷはこうして爪部１１７の溝に保持される。
【００６５】
このように保持部材６４ｂは支持部材６４ａからウエハＷが離隔した状態でウエハＷを保持することができるようになっており、ウエハＷへの洗浄液や乾燥ガスの供給およびスピンチャック５９の回転は、ウエハＷが保持部材６４ｂに保持された状態において行われる。これによりウエハＷの裏面が支持部材６４ａに当接することによって生ずる未処理部分の発生を防止することができる。また爪部１１７は主にウエハＷのエッジでウエハＷを保持しているために、ウエハＷを保持することによって生ずる未洗浄部分の面積を極めて狭くすることができる。こうして高品質なウエハＷを得ることができる。
【００６６】
なお、逆に保持部材６４ｂがウエハＷを保持している状態から押圧機構１２１をベース部１１６に押し当ててバネ１２０を縮ませると、爪部１１７が回転プレート６１の外側へと移動する途中でウエハＷは保持部材６４ｂから支持部材６４ａに受け渡される。つまり、図１３に示す状態から図１２に示す状態に移行する。このときに確実にウエハＷが保持部材６４ｂから支持部材６４ａに受け渡されるように、ウエハＷの裏面の高さが壁部１１３の高さよりも低い位置にくるようにして、保持部材６４ｂにウエハＷを保持させることが好ましい。
【００６７】
押圧機構１２１は、このように支持部材６４ａに支持されたウエハＷが支持部材６４ａから離隔して保持部材６４ｂに保持され、逆に保持部材６４ｂに保持されたウエハＷが保持部材６４ｂから離隔して支持部材６４ａに支持されるように、保持部材６４ｂを動かす駆動機構の役割を果たす。またバネ１２０は、保持部材６４に保持されたウエハＷが支持部材６４ａと離隔した状態で保持されるように保持部材６４ｂを所定位置で保持する保持機構の役割を果たす。
【００６８】
保持部材６４ｂにウエハＷが保持された後に所定の洗浄処理を行う（ステップ６）。このときには処理カップ５８を上昇させて処理位置に保持し、使用された薬液や純水等がドレイン５８ａから排出されるようにする。
【００６９】
ウエハＷの洗浄処理は種々の方法を用いて行うことができる。例えば、ウエハＷの表面（上面）のみの洗浄処理を行う場合には、薬液供給ノズル５１または上部洗浄液供給路８５を用いた薬液処理、リンスノズル５２もしくはリンスノズル５５または上部洗浄液供給路８５を用いたリンス処理、Ｎ２供給ノズル５４または上部洗浄液供給路８５を用いた乾燥処理、の順序でウエハＷを処理することができる。
【００７０】
ここで、薬液処理方法としては、（１）ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態でウエハＷ上に薬液のパドルを形成し、所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させた状態で、薬液供給ノズル５１から所定量の薬液をウエハＷに吐出しながら、薬液供給ノズル５１がウエハＷの中心部と周縁部との間でスキャンするように薬液供給系アーム５０を回動させる方法、（３）トッププレート６０をウエハＷの上面に近接させ、ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態で、上部洗浄液供給路８５を用いてウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成し、所定時間保持する方法、等が用いられる。
【００７１】
この（１）の方法においては、ウエハＷ上に薬液のパドルを形成する工程を、最初は薬液供給ノズル５１を用いて行い、このパドルを保持する所定時間の経過時に薬液がウエハＷからこぼれ落ちる等してその量が減少したときには、上部洗浄液供給路８５からウエハＷへ所定量の薬液を補充するようにしてもよい。また薬液のパドルを形成した後に、トッププレート６０をパドルに近接させることによって、パドルからの薬液の蒸発を防止することも好ましい。
【００７２】
リンス処理の方法としては、ウエハＷを所定の回転数で回転させてウエハＷから薬液を振り切るとともに、リンスノズル５２もしくはリンスノズル５５または上部洗浄液供給路８５からリンス液をウエハＷに向けて吐出する方法等が用いられる。乾燥方法としては、Ｎ２供給ノズル５４または上部洗浄液供給路８５からウエハＷにＮ２を供給しながら、ウエハＷを高速回転させる方法等が用いられる。
【００７３】
ウエハＷの表裏面（上下面）を同時に洗浄処理する場合には、上述したウエハＷの上面の洗浄処理と同時に、アンダープレート６３と下部洗浄液供給路７５を用いたウエハＷの裏面の洗浄処理を行う。このウエハＷの裏面の洗浄処理方法としては、例えば、最初にアンダープレート６３をウエハＷの裏面に近接させて、下部洗浄液供給路７５からウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液を供給して薬液層を形成し、所定時間保持して薬液処理を行い、続いてウエハＷとアンダープレート６３との間に下部洗浄液供給路７５から純水等を供給して薬液を流し出してリンス処理を行い、次に、下部洗浄液供給路７５からウエハＷとアンダープレート６３との間にＮ２を供給しながら、ウエハＷを高速回転させる方法が用いられる。
【００７４】
ウエハＷの洗浄処理が終了したら、処理カップ５８およびアンダープレート６３を降下させ、トッププレート６０を上昇させた状態で、ウエハＷを保持部材６４ｂから支持部材６４ａに移し替え（ステップ７）、また第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、主搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させる（ステップ８）。この状態において、先に説明した主搬送アーム３４からスピンチャック５９にウエハＷを移し替える手順とは逆の手順によって、ウエハＷをスピンチャック５９から主搬送アーム３４へ移し替え、ウエハＷを洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出する（ステップ９）。
【００７５】
洗浄処理が終了したウエハＷは、主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のいずれかに搬送されてそこに載置され、続いて副搬送アーム１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のいずれかに載置された洗浄処理済みのウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの所定のスロットに収納する（ステップ１０）。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４から図２１は、この第２の実施の形態に関するものである。図１４は、洗浄処理ユニット２１２の平面図である。洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ２４０内には、ウエハＷを収納する密閉構造の外チャンバ２４１と、エッジアーム格納部２４２が備えられている。ユニットチャンバ２４０の一側には開口２４３が形成され、この開口２４３を図示しない開閉機構によって開閉するユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が設けられており、搬送アーム２１９によって洗浄処理ユニット２１２に対して開口２４３からウエハＷが搬入・搬出される際には、このユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くようになっている。このユニットチャンバ用メカシャッタ２４４は、ユニットチャンバ２４０の内部から開口２４３を開閉するようになっており、ユニットチャンバ２４０内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバ２４０内部の雰囲気が外部に漏れないようになっている。
【００７７】
外チャンバ２４１には開口２４５が形成され、この開口２４５を図示しないシリンダ駆動機構によって開閉する外チャンバ用メカシャッタ２４６が設けられており、例えば搬送アーム２１９によって外チャンバ２４１に対して開口２４５からウエハＷが搬入・搬出される際には、この外チャンバ用メカシャッタ２４６が開くようになっている。外チャンバ用メカシャッタ２４６は、ユニットチャンバ用メカシャッタ２４４と共通の開閉機構によって開閉するようにしてもよい。外チャンバ用メカシャッタ２４６は、外チャンバ２４１の内部から開口２４５を開閉するようになっており、外チャンバ２４１内が陽圧になったような場合でも、外チャンバ２４１内部の雰囲気が外部に漏れないようになっている。
【００７８】
また、エッジアーム格納部２４２には開口２４７が形成され、この開口２４７を図示しない駆動機構によって開閉するエッジアーム格納部用シャッタ２４８が設けられている。エッジアーム格納部２４２を外チャンバ２４１と雰囲気隔離するときは、このエッジアーム格納部用シャッタ２４８を閉じる。エッジアーム格納部用シャッタ２４８は、外チャンバ２４１の内部から開口２４７を開閉するようになっており、外チャンバ２４１内が陽圧になった場合でも、外チャンバ２４１内部の雰囲気がエッジアーム格納部２４２に漏れないようになっている。
【００７９】
エッジアーム格納部２４２内には、薬液、純水およびＮ２等の不活性ガスを吐出可能なエッジアーム２６０が格納されている。エッジアーム２６０は外チャンバ２４１内に収納されており、後述するスピンチャック２５０によって保持されたウエハＷの周辺部（縁部）に移動可能になっている。エッジアーム２６０は、処理時以外はエッジアーム格納部２４２内にて待機する。エッジアーム２６０が開口２４７から外チャンバ２４１内に移動するときは、エッジアーム格納部用シャッタ２４８が開くようになっている。
【００８０】
また、図１５に示すように、外チャンバ２４１内には、ウエハＷを収納する内カップ２７０と、この内カップ２７０内で、例えはウエハＷ表面を上面にして、ウエハＷを回転自在に保持するスピンチャック２５０と、スピンチャック２５０により保持されたウエハＷ表面に近接するトッププレート２７１とが備えられている。外チャンバ２４１上部には、ウエハＷの周囲に温度調整した不活性の気体を吐出する気体供給ノズル２９０が具備されている。
【００８１】
スピンチャック２５０は、ウエハＷを水平状態で保持するチャック本体２５１と、このチャック本体２５１の底部に接続された回転筒体２５２とを具備している。チャック本体２５１内には、スピンチャック２５０により保持されたウエハＷ裏面に対して近接した位置と離れた位置とに相対的に移動するアンダープレート２７２が配設されている。
【００８２】
このチャック本体２５１の上部には、ウエハＷの位置決め、すなわちウエハＷの中心部の心出しを行うようにウエハＷの周縁部を保持するための複数の保持部材２５３（例えば３個）がそれぞれ等間隔（例えば１２０゜の間隔）で設けられている。回転筒体２５２の外周面と駆動用モータ２８０の駆動軸２８０ａには、タイミングベルト２８１が掛け渡されており、タイミングベルト２８１をモータ２８０によって周動させることにより、スピンチャック２５０全体が回転するようになっている。なお、モータ２８０としては、例えばサーボモータが用いられ、図示しない制御手段（例えはＣＰＵ）からの制御信号によって低速および高速回転可能となっている。
【００８３】
チャック本体２５１は、図１６および図１７（ａ）・（ｂ）に示すように、円板状の基部２５４と、この基部２５４の下面に設けられた同心円状の段部２５４ａに回転すなわち摺動可能に嵌装されるリング体２５５とを具備している。なお、チャック本体２５１の下面と固定ベース２７６の上面との間には、例えばラビリンスシール等のシール部材２５９が介在されている。
【００８４】
この場合、リング体２５５における複数箇所例えば等間隔の３箇所には、バネ収納凹部２５５ａが設けられており、各バネ収納凹部２５５ａ内には、一端が基部２５４に係合し、他端がリング体２５５に係合する圧縮コイルバネ２５６が縮設されて、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）の付勢によってリング体２５５が常時一方向（図１６における反時計方向）に回転し得るようになっている。
【００８５】
また、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、リング体２５５の下面における別の複数箇所例えば等間隔の３箇所には円形状の係止穴２５５ｂが設けられており、チャック本体２５１の下方の固定ベース２７６に設置されたエアーシリンダからなるロック機構２５７の昇降可能に伸縮するピストンロッド２５７ａの先端部に装着される円柱状のロック片２５７ｂが、各係止穴２５５ｂに係脱可能に嵌合し得るようになっている。
【００８６】
スピンチャック２５０の不作動時は、このロック機構２５７のロック片２５７ｂが係止穴２５５ｂ内に嵌合して、チャック本体２５１の回転が阻止される。また、スピンチャック２５０の作動時には、ロック機構２５７のロック片２５７ｂが下降して、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれて、スピンチャック２５０が回転可能となる。なお、ロック片２５７ｂの下面には、固定ベース２７６に設けられ凹所２７６ａの上面に密接するＯリング２５７ｃが装着されている（図１８（ａ）、図１８（ｂ）参照）。
【００８７】
また、リング体２５５の外周におけるさらに別の複数箇所（例えば等間隔の３箇所）には、保持部材２５３を案内するガイド溝２５５ｃを有する保持部材案内凹所２５５ｄが設けられている。保持部材案内凹所２５５ｄは、図１７（ｃ）に示すように、リング体２５５の外周下面に外方が切り欠かれた状態に設けられ、一方の側壁２５５ｅに対して他方の側壁２５５ｆが外方に向かって拡開状に傾斜している。また、保持部材案内凹所２５５ｄの上部には、リング体２５５の上面が延在しており、この延在部２５５ｇには、外方に向かって開口するガイド溝２５５ｃが設けられている。このガイド溝２５５ｃ内に保持部材２５３から起立するガイドピン２５３ａが摺動自在に嵌合されている。
【００８８】
一方、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂをもってチャック本体２５１の基部２５４の外周側下面に揺動可能に枢着され、基部２５４の外方に突出する平面視略三角形状の板体２５３ｃとこの板体２５３ｃの先端側に起立する保持体２５３ｄとを具備してなる。この場合、枢支ピン２５３ｂは、板体２５３ｃの重心位置Ｇ（図２１（ａ）参照）から偏倚する位置に枢着され、板体２５３ｃの基端側にガイドピン２５３ａが立設されている。また、保持体２５３ｄは、スピンチャック２５０の回転方向と反対側の後端部に、スピンチャック２５０が低速回転（例えば１０〜３００ｒｐｍ）する際にウエハＷの縁部を保持する第１の保持部２５８ａを具備し、回転方向側の先端部に、スピンチャック２５０が高速回転（例えば５００〜２０００ｒｐｍ）する際にウエハＷの縁部を保持する第２の保持部２５８ｂを具備し、また、第１の保持部２５８ａと第２の保持部２５８ｂの中間部にスピンチャック２５０が停止した状態のときにウエハＷの縁部を保持する第３の保持部２５８ｃを具備している。
【００８９】
なお、スピンチャック２５０の回転が３００〜５００ｒｐｍの間で、ウエハＷの縁部の保持は、第３の保持部２５８ｃから第２の保持部２５８ｂに切り換わる。この場合、第１の保持部２５８ａは、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、２個並列して設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部端面に当接する垂直面２５８ｄを有する。このように、第１の保持部２５８ａにウエハＷの縁部端面に当接する垂直面２５８ｄを設けた理由は、上記コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によってウエハＷが水平回転方向に押圧されるので、その押圧力を利用して確実にウエハＷを保持するようにしたためである。
【００９０】
また、第２の保持部２５８ｂは、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、２個並列して設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部の上下部に当接する断面略横Ｖ字状面２５８ｅを有する。このように第２の保持部２５８ｂにウエハＷの縁部の上下部に当接する横Ｖ字状面２５８ｅを設けた理由は、確実にウエハＷを保持できるようにしたためである。一方、第３の保持部２５８ｃは、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように１個設けられており、その内方側端部にウエハＷの縁部の下面を保持する段付水平舌片２５８ｆが形成されている。
【００９１】
上記のように構成されるスピンチャック２５０において、ウエハＷを受け取る場合は、ロック機構２５７のロック片２５７ｂをチャック本体２５１のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合させて、スピンチャック２５０の回転をロックした状態にする。この状態で、主ウエハ搬送装置２１８の搬送アーム２１９がチャック本体２５１の上方に進入し、下降してウエハＷを第３の保持部２５８ｃ上に受け渡す（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。
【００９２】
ウエハＷを保持部材２５３に受け渡した搬送アーム２１９は、スピンチャック２５０の上方から後退する。その後または搬送アーム２１９の後退と同時に、ロック機構２５７が作動して、ロック片２５７ｂが下降し、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれる。次に、モータ２８０が駆動してチャック本体２５１が低速回転（例えば１０〜３００ｒｐｍ）する。この低速回転開始時に、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によりリング体２５５が回転方向側に移動する。これに伴って保持部材２５３のガイドピン２５３ａがリング体２５５に設けられたガイド溝２５５ｃ内を欄動すると共に、枢支ピン２５３ｂを中心として保持部材２５３が回転方向と反対側に回転し、第１の保持部２５８ａの垂直面２５８ｄにウエハＷの縁部端面を当接する（図２０（ａ）、図２０（ｂ）参照）。この状態では、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷは第１の保持部２５８ａによって確実に保持される。しかも、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しを高精度にすることができる。
【００９３】
この低速回転を所定時間続けた後、スピンチャック２５０を高速回転（例えば５００〜２０００ｒｐｍ）すると、保持部材２５３に遠心力Ｃが作用し、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂを中心として回転方向側に回転し、第２の保持部２５８ｂのＶ字状面２５８ｅにウエハＷの縁部の上下部を当接する（図２１（ａ）、図２１（ｂ）参照）。これにより、ウエハＷの縁部は第１の保持部２５８ａから第２の保持部２５８ｂに持ち替えられるとともに段付水平舌片２５８ｆから浮かせた状態となるので、第１の保持部２５８ａおよび段付水平舌片２５８ｆに当接していたウエハＷの縁部や下部に薬液や純水等を供給することができる。
【００９４】
スピンチャック２５０によってウエハＷを高速回転しながら、薬液を供給して洗浄処理を行った後、純水を供給してリンス処理を行い、その後Ｎ２を供給して乾燥処理を行う。
【００９５】
この場合、スピンチャック２５０の回転開始（低速回転開始）によって、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しが行われるので、薬液をウエハＷの周辺部の所定範囲内に供給して洗浄処理を行うことができる。また、同様に純水をウエハＷの周辺部の所定範囲内に供給してリンス処理を行うことができる。
【００９６】
上記のようにして、洗浄処理、リンス処理および乾燥処理を行った後、スピンチャック２５０の回転を停止すると、スピンチャック２５０の回転停止後、ロック機構２５７が作動してロック片２５７ｂがチャック本体２５１のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合してチャック本体２５１の回転がロックされる。その後、保持部材２５３は、図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示す初期位置に復帰し、ウエハＷの縁部を第３の保持部２５８ｃの段付水平舌片２５８ｆ上に保持する。この状態で、保持部材２５３によって保持されているウエハＷの下方に主ウエハ搬送装置２１８の搬送アーム２１９が進入し、上昇してウエハＷを受け取り、ウエハＷを洗浄処理ユニット２１２の外部に搬送する。
【００９７】
次に、洗浄処理ユニット２１２の動作態様について説明する。まず、洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くと共に、外チャンバ２４１の外チャンバ用メカシャッタ２４６が開く。このとき、内カップ２７０は下降してチャック本体２５１を上方に相対的に突出させる。また、アンダープレート２７２は予め下降してチャック本体２５１内の退避位置に位置している。また、トッププレート２７１は予め上昇して退避位置に位置している。また、エッジアーム格納部用シャッタ２４８は閉じている。
【００９８】
この状態で、ウエハＷを保持した搬送アーム２１９がスピンチャック２５０の上方に進入し、下降してウエハＷを第３の保持部２５８ｃ上に受け渡す（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。ウエハＷを保持部材２５３に受け渡した搬送アーム２１９は、外チャンバ２４１およびユニットチャンバ２４０の内部から後退し、後退後、ユニットチャンバ用メカシャッタ２４４と外チャンバ用メカシャッタ２４６が閉じられる。
【００９９】
次に、内カップ２７０が上昇し、チャック本体２５１とウエハＷを包囲した状態となる。アンダープレート２７２は、チャック本体２５１内の処理位置に上昇する。処理位置に移動してアンダープレート２７２とスピンチャック２５０により保持されたウエハＷ下面（ウエハ裏面）の間には、例えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間が形成される。
【０１００】
次いで、ウエハＷ裏面と周辺部（縁部）の洗浄処理が行われる。まず、ロック機構２５７が作動して、ロック片２５７ｂが下降し、係止穴２５５ｂとの嵌合（係合）が解かれる。次に、モータ２８０が駆動してチャック本体２５１が低速回転（例えば１０〜３０ｒｐｍ）する。この低速回転開始時に、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）によりリング体２５５が回転方向側に移動する。これに伴って保持部材２５３のガイドピン２５３ａがリング体２５５に没けられたガイド溝２５５ｃ内を摺動すると共に、枢支ピン２５３ｂを中心として保持部材２５３が回転方向と反対側に回転し、第１の保持部２５８ａの垂直面２５８ｄにウエハＷの縁部端面を当接する（図２０（ａ）、図２０（ｂ）参照）。この状態では、コイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷは第１の保持部２５８ａによって確実に保持される。しかも、３箇所に設けられた保持部材２５３の第１の保持部２５８ａにそれぞれコイルバネ２５６の弾性力Ｆ（弾発力）が付勢されるので、ウエハＷの位置決め、すなわち、心出しを高精度にすることができる。
【０１０１】
この状態で、アンダープレート２７２上に、下面供給路（図示せず）から洗浄薬液を例えば静かに染み出させて、ウエハＷ下面とアンダープレート２７２上面の隙間に洗浄薬液を供給し、洗浄薬液をウエハＷ下面の全体に押し広げ、ウエハＷ下面に均一に接触する洗浄薬液の液膜を形成する。隙間全体に洗浄薬液の液膜を形成すると、洗浄薬液の供給を停止してウエハＷ下面を洗浄処理する。
【０１０２】
この場合、スピンチャック２５０は、洗浄薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウエハＷを回転させるので、ウエハＷの回転により洗浄薬液の液膜内に液流が発生し、この液流により、洗浄薬液の液膜内の淀みを防止すると共に、洗浄効率が向上する。
【０１０３】
一方、上記隙間に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成する際に、洗浄薬液をウエハＷの裏面の周囲からウエハＷの表面（金属膜Ｍの表面）側へ回り込ませて、周辺部除去が行われるウエハＷ表面の周辺部（縁部）にまで洗浄薬液を供給する。
そして、ウエハＷ裏面の洗浄処理と同時に、ウエハＷ表面の周辺部（縁部）洗浄処理が行われる。
【０１０４】
その後、スピンチャック２５０が例えば２００ｒｐｍにて５秒間回転する。すなわち、ウエハＷに液盛りされた洗浄薬液が振り落とされて、内カップ２７０の排出管（図示せず）側へ排液する。スピンチャック２５０が高速回転すると、保持部材２５３に遠心力Ｃが作用し、保持部材２５３は、枢支ピン２５３ｂを中心として回転方向側に回転し、第２の保持部２５８ｂのＶ字状面２５８ｅにウエハＷの縁部の上下部を当接する（図２１（ａ）、図２１（ｂ）参照）。これにより、ウエハＷの縁部は第１の保持部２５８ａから第２の保持部２５８ｂに持ち替えられ、さらに段付水平舌片２５８ｆから浮かせた状態となるので、第１の保持部２５８ａおよび段付水平舌片２５８ｆに当接していたウエハＷの縁部および下部に薬液が供給される。また、第２の保持部２５８ｂに保持されているウエハＷは、縁部の上下部がＶ字状面２５８ｅによって保持されているので、保持部との接触面積が少なく、その分、薬液との接触が多くなるため、洗浄効率の向上が図れる。この状態で、洗浄、リンス処理を経て乾燥処理を行う。
【０１０５】
乾燥処理後、スピンチャック２５０の回転を停止する。次いで、ロック機構２５７を作動させて、ロック片２５７ｂをスピンチャック２５０のリング体２５５に設けられた係止穴２５５ｂ内に嵌合してチャック本体２５１の回転をロックする。この状態で、ウエハＷの縁部の下面は保持部材２５３の第３の保持部２５８ｃにて保持される（図１９（ａ）、図１９（ｂ）参照）。次いで、洗浄処理ユニット２１２のユニットチャンバ用メカシャッタ２４４が開くと共に外チャンバ２４１の外チャンバ用メカシャッタ２４６が開く。
【０１０６】
そして、洗浄処理ユニット２１２内に搬送アーム２１９が進入し、スピンチャック２５０からウエハＷを受け取った後、洗浄処理ユニット２１２内からウエハＷを搬出する。この場合、アンダープレート２７２は退避位置に位置しているので、搬入するときと同様に、アンダープレート２７２とスピンチャック２５０により保持されるウエハＷの位置との間には、十分な隙間が形成されることになり、搬送アーム２１９は、余裕をもってスピンチャック２５０からウエハＷを受け取ることができる。
【０１０７】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図２２から図２７は、この第３の実施の形態に関するものである。図２２は、洗浄処理ユニット３０１においてウエハを回転自在に保持するスピンチャック３５０を示す断面図である。
このスピンチャック３５０は、ウエハＷを水平状態で保持するチャック本体３５１と、このチャック本体３５１の底部に接続された回転筒体３５２とを具備している。チャック本体３５１内には、スピンチャック３５０により保持されたウエハＷ裏面に対して近接した位置と離れた位置とに相対的に移動するアンダープレート３７２が配設されている。また、回転筒体３５２には、タイミングベルトを介してモータが接続されており、チャック本体３５１を回転できるようになっている。
【０１０８】
上記チャック本体３５１は、円板状の基部３５４と、この基部３５４の下面に回転可能に設けられた同心円状のリング体３５５とを有している。このリング体３５５における複数箇所（例えば等間隔の３箇所）には、バネ収納凹部３５５ａが設けられており、各バネ収納凹部３５５ａ内には、一端が基部３５４に係合し、他端がリング体３５５に係合する圧縮コイルバネ３５６が縮設されている。そして、コイルバネ３５６の弾性力（弾発力）によってリング体３５５が常時一方向（図２３における矢印Ｒ方向）に付勢されるようになっている。
【０１０９】
このリング体３５５には、リング体３５５を矢印Ｒと反対の方向に駆動する駆動機構（図示せず）が設けられている。そして、リング体３５５が矢印Ｒ方向に移動した位置と、リング体３５５か矢印Ｒと反対方向に移動した位置との２位置を取りうるようになっている。
【０１１０】
また、円板状の基部３５４の外周部の複数箇所（例えば３箇所）には、保持部材３５３が（例えば周方向に１２０°離間して）設けられている。この保持部材３５３は、基部３５４の外周部下面に設けられた回動軸３５４ａを中心に回動しうるようになされた基底部３５３ａと、この基底部３５３ａから立ち上がって設けられている立設部３５３ｂとを有している。この立設部３５３ｂの上端部の周方向の両端には、それぞれ半径方向内方に向かって突出する第１の保持部３５８ａ、第２の保持部３５８ｂが設けられている。この第１の保持部３５８ａは、第２の保持部３５８ｂより矢印Ｒ方向前方に位置している。
【０１１１】
第１の保持部３５８ａは、図２６および図２７に示すように、その上面にウエハ載置面３５８ｃとこれに続く傾斜面３５８ｄとを有しており、ウエハ載置面３５８ｃにウエハＷの周縁部を載置するようになっている。また、第２保持部３５８ｂは、半径方向内側に、２つの傾斜面３５８ｅ・３５８ｆを有する略Ｖ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇを有しており、このＶ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇの底部３５８ｈでウエハＷの外周縁を保持するようになっている。
【０１１２】
一方、リング体３５５の外周には、係合凹部３５５ｂが設けられ、また、保持部材３５３の基底部３５３ａの内周側には係合凹部３５５ｂと係合する係合突起３５３ｅが設けられている。そして、リング体３５５を回動することによって保持部材３５３を回動軸３５４ａを中心として回動できるようになっている。
【０１１３】
このような構成において駆動機構を作動させると、図２４に示すように、リング体３５５は、圧縮コイルバネ３５６の付勢力に抗して矢印Ｒと反対の方向に回動され、これに伴い、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３が矢印Ｑと反対の方向に回動され、第１の保持部３５８ａが第２の保持部３５８ｂより半径方向内側に位置する（第１の位置）。この状態において、図２６に示すように、第１の保持部３５８ａのウエハ載置面３５８ｃにウエハＷを載置する。
【０１１４】
次に、駆動機構を非作動状態にすると、図２５に示すように、リング体３５５は圧縮コイルバネ３５６の付勢力によって矢印Ｒの方向に回動され、これに伴い、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３が矢印Ｑ方向に回動される。そして、第２の保持部３５８ｂが半径方向内方へ移動し第１の保持部３５８ａより半径方向内側に位置する（第２の位置）。この際、ウエハＷの外周縁は、Ｖ字状のウエハ嵌合溝３５８ｇのうち下側の傾斜面３５８ｆに沿って上方へ持ち上げられる。そして、図２７に示すように、ウエハＷは、その外周縁をウエハ嵌合面３５８ｇのＶ字溝の底部３５８ｈに係合して、第１の保持部３５８ａのウエハ載置面３５８ｃから上方に離間した状態で保持される。ここで、ウエハの上面と外周面とが交わる稜線Ｗ１は、傾斜面３５８ｅと点接触し、ウエハの下面と外周面とが交わる稜線Ｗ２は、傾斜面３５８ｆと点接触する。これにより、ウエハＷの全ての外表面に処理液を行き渡らせることができる。
【０１１５】
このように、この洗浄処理ユニット３０１のスピンチャック３５０にあっては、リング体３５５を駆動装置で駆動することによって、係合凹部３５５ｂと係合突起３５３ｅを介して保持部材３５３を回動することができ、保持部材３５３に設けられた第１の保持部３５８ａと第２の保持部３５８ｂとを交互に半径方向内方に突出させることができる。こうして、ウエハの搬入時は、第１の保持部３５８ａでウエハを保持し、その後、Ｖ字溝を有する第２の保持部３５８ｂを半径方向内方へ移動させることによって、ウエハＷを第１の保持部３５８ａから僅かに上昇させてＶ字溝の底部で保持する。このようにウエハＷの外周縁を点接触で保持することができるので、ウエハＷの外周縁の全てに洗浄液を行き渡らせることができ、均一な洗浄作業を行うことができる。
【０１１６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、上記説明においては、支持部材６４ａと保持部材６４ｂを回転プレート６１にそれぞれ３箇所ずつ設けた形態を示したが、支持部材６４ａと保持部材６４ｂは、回転プレート６１の強度や剛性を考慮して、４箇所以上に設けることもできる。逆に、支持部材６４ａと保持部材６４ｂの大きさを大きくする等した場合には、これらを２箇所ずつに設けることによってウエハＷを支持／保持することも可能である。
【０１１７】
本発明は、半導体ウエハの表面に対してレジスト除去処理および洗浄処理等を施す装置に限定されず、種々の処理液を用いて液処理（例えば、エッチング処理）を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の液処理装置および液処理方法によれば、基板を支持せずに端面で保持した状態において液処理を行うことができるために、処理液が行き渡らない未処理部分の発生を防止することができる。これにより基板の均一な液処理が可能となり、基板の品質を高めることが可能となるという効果が得られる。また回転プレートの回転時の空気抵抗が小さくなるように保持部材の側面には傾斜が設けられているために、回転プレートを回転させた際に保持部材にぶれが発生することが抑制され、これにより基板を安定して保持することができる。さらに保持部材と支持部材を回転プレートの内側に固定することで、回転プレートの回転時の撓みの発生を抑制することができ、これによっても保持部材は基板を確実に保持することができる。保持部材は所定間隔離間して設けられた爪部において基板を保持するために、基板にノッチが形成されていた場合にも確実に基板を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示した洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示した洗浄処理システムの概略構造を示す断面図。
【図４】洗浄・処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】支持部材の形状および回転プレートへの取り付け状態を示す断面図およびその背面図。
【図７】支持部材の支柱部を拡大した側面図およびその平面図。
【図８】支持部材の支柱部の別の実施形態を示す平面図。
【図９】保持部材の形状および回転プレートへの取り付け状態を示す断面図およびその杯面図。
【図１０】保持部材の支柱部を拡大した側面図およびその平面図。
【図１１】洗浄処理工程の概略を示す説明図（フローチャート）。
【図１２】支持部材によるウエハの支持状態を示す説明図。
【図１３】保持部材によるウエハの保持状態を示す説明図
【図１４】本発明の第２の実施の形態である洗浄処理ユニットおよびスピンチャックを示す概略平面図。
【図１５】図１４に示す洗浄処理ユニットおよびスピンチャックを示す断面図。
【図１６】図１４に示すスピンチャックの平面図。
【図１７】図１４に示すスピンチャックの断面図および拡大図並びに断面図。
【図１８】図１４に示すスピンチャックにおけるロック機構のロック状態およびロック解除状態を示す断面図。
【図１９】図１４に示すスピンチャックの回転停止時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２０】図１４に示すスピンチャックの低速回転時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２１】図１４に示すスピンチャックの高速回転時のウエハ保持状態を示す要部平面図および要部側面図。
【図２２】本発明の第３の実施の形態である洗浄処理ユニットのスピンチャックの要部を示す概略断面図。
【図２３】図２２に示すスピンチャックの要部を示す概略平面図。
【図２４】図２３に示すスピンチャックにおいて第１の保持部を半径方向内側に突出させた状態を示す平面図。
【図２５】図２３に示すスピンチャックにおいて第２の保持部を半径方向内側に突出させた状態を示す平面図。
【図２６】第１の保持部が半径方向内方に突出した状態を示す側面図。
【図２７】第２の保持部が半径方向内方に突出した状態を示す側面図。
【符号の説明】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４２；ハウジング
４３；アウターチャンバ
５１；薬液供給ノズル
５２；リンスノズル
５４；Ｎ２供給ノズル
５５；リンスノズル
５８；処理カップ
５９；スピンチャック
６０；トッププレート
６１；回転プレート
６１ａ・６１ｂ；切り欠き部
６３；アンダープレート
６４ａ；支持部材
６４ｂ；保持部材
１１０；支柱部
１１１；ベース部
１１２；支持部
１１３；壁部
１１５；支柱部
１１６；ベース部
１１６ａ；貫通孔
１１７；爪部
１１９；連結部材
１１９ａ；枢軸部材
１２０；バネ
１２１；押圧機構
１２２；金属塊
Claims (15)
- 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持手段と、
前記基板の端面を保持して前記支持手段との間で基板の受け渡しを行い、保持した基板を前記支持位置よりも上方の保持位置に前記支持手段から所定距離浮かせた状態で略水平に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
を具備し、
前記保持手段は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持手段により基板が保持される際には、前記支持手段に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置。 - 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートに設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部材と、
前記回転プレートに設けられ、基板を略水平に保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給手段と、
前記支持部材に支持された基板が前記支持部材から離隔して前記保持部材に保持され、前記保持部材に保持された基板が前記保持部材から離隔して前記支持部材に支持されるように前記保持部材を動かす駆動機構と、
前記保持部材により、前記支持部材による支持位置と離隔した保持位置に基板が保持されるように前記保持部材を所定位置で保持する保持機構と、
を具備し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記爪部は、２箇所に、水平方向に所定距離離れて設けられ、
前記保持部材により基板が保持される際には、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部が外側から内側に向かって移動し、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持されることを特徴とする液処理装置。 - 前記保持部材は、前記回転プレートの上方に突出し、その先端に前記爪部が設けられた支柱部と、前記支柱部と連通して前記支柱部の下側に設けられたベース部とを有し、
前記保持機構は、前記回転プレートの下面に設けられ前記保持部材が基板の表面と平行な軸を中心に基板に対して垂直な面の面内で所定角度回動可能なように前記ベース部と前記回転プレートとを連結する連結部材と、前記ベース部と前記回転プレートとの間に設けられ前記保持部材を所定位置に保持するとともに前記爪部に基板を保持する所定の力を付与するバネとを有し、
前記駆動機構は、前記ベース部の所定位置を前記回転プレート側に押圧して前記バネによって前記爪部に付与されている基板を保持する力を解除する押圧部材を有することを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。 - 前記保持部材の重心は、前記爪部が基板を保持した状態において前記保持部材の回動中心と水平な高さ位置にあることを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
- 前記ベース部は、その内部に前記保持部材の重心位置を調整する比重の大きい材料からなる部材を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の液処理装置。
- 前記回転プレートを回転させたときに前記支柱部の受ける空気抵抗が小さくなるように、前記支柱部の側面は所定の傾斜または湾曲を有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の液処理装置。
- 前記支持部材は、基板の裏面に当接する支持部と、前記支持部に支持された基板の端面をガイドする所定高さの壁部とを有し、
前記保持部材は、基板の裏面が前記支持部から離隔し、かつ、前記基板の裏面の高さが前記壁部の高さよりも低い位置において、基板を保持することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の液処理装置。 - 前記回転プレートは、その周縁の所定位置に切り欠き部を有し、
前記支持部材および前記保持部材は前記切り欠き部に設けられていることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置。 - 前記保持部材に保持された基板の裏面と略平行に前記基板の裏面から所定間隔離れて設けられた第１のプレートと、
前記保持部材に保持された基板の表面と略平行に前記基板の表面から所定間隔離れて設けることができる昇降可能な第２のプレートと、
をさらに具備し、
前記処理液供給手段は、前記第１プレートと前記基板の裏面との間および前記第２プレートと前記基板の表面との間に、所定の処理液を供給可能であることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の液処理装置。 - 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記支持部に支持された状態で前記基板の外周縁を半径方向内方へ押圧する押圧部と、
前記保持部材本体に設けられ、前記基板の外周縁を前記支持位置よりも上方の保持位置で略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記支持部で前記基板を支持できるように、前記保持部材を所定の位置に固定する固定機構と、
前記固定機構を解除した際に、前記支持部で前記基板を支持しながら前記押圧部で前記基板を押圧できるように前記保持部材を回動させる付勢機構と、
前記回転プレートが高速回転したときに、前記押圧部を前記基板の外周縁から後退させるとともに、前記保持部を前記基板の外周縁に係合させ、前記基板を前記支持部から離隔した状態で保持するように、遠心力によって前記保持部材本体を回動させる遠心おもりと、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置。 - 基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、
回転自在な回転プレートと、
前記回転プレートの外周に設けられ、前記回転プレートの回転軸と平行な回転軸回りに回動可能な保持部材本体と、
前記保持部材本体に設けられ、基板の周縁部の所定位置において基板を所定の支持位置に略水平に支持する支持部と、
前記保持部材本体に設けられ、基板を略水平に保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給装置と、
前記保持部に保持された基板が前記保持部から離隔して前記支持部に支持されるように前記保持部材本体を回動する駆動機構と、
前記支持部に支持された基板が前記支持部による支持位置よりも上方の前記支持部から離隔した保持位置において前記保持部に保持されるように前記保持部材を回動する付勢機構と、
を具備し、
前記保持部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の傾斜面と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の傾斜面とを有し、これら傾斜面により前記保持位置となる断面Ｖ字状の溝が規定され、
前記回転プレートが高速回転して前記保持部が前記基板の外周縁に係合された際に、基板が前記下側の傾斜面に案内されて上昇し、これら２つの傾斜面によって、基板の上面と外周面とが交わる稜線と、基板の下面と外周面とが交わる稜線とが接触するように基板が保持されることを特徴とする液処理装置。 - 基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板に処理液を供給する第３工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法。 - 基板に液処理を施す方法であって、
基板を支持する支持部材に所定の支持位置で略水平に基板を支持させる第１工程と、
基板を保持する保持部材に前記支持部材に支持された基板を前記支持位置より上方の保持位置に前記支持部材から離隔させて略水平に保持させる第２工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と所定距離離れて前記基板の裏面と略平行にプレート部材を配置する第３工程と、
前記保持部材に保持された基板の裏面と前記プレート部材との間に処理液を供給する第４工程と、
前記保持部材に保持された基板を所定の回転数で回転させる第５工程と、
を有し、
前記保持部材は、前記基板の端面を保持する爪部を有し、
前記爪部は、基板の外側から内側に向かう方向に沿って上昇するように傾斜する上側の壁面部と、基板の外側から内側に向かう方向に沿って下降するように傾斜する下側の壁面部とを有し、これら壁面部により前記保持位置となる溝が規定され、
前記第２工程は、前記支持部材に支持された基板に対し、前記爪部を外側から内側に向かって移動させ、その際に、基板が前記下側の壁面部に案内されて上昇し、前記上側および下側の壁面部により基板が挟み込まれた状態で基板が前記保持位置に保持され、
前記支持部材が前記基板の裏面に当接することによって液処理の行われない部分が発生することを抑制することを特徴とする液処理方法。 - 前記第４工程において、前記保持部材に保持された基板の裏面と前記プレート部材の間に処理液の層を形成して所定時間保持することを特徴とする請求項１３に記載の液処理方法。
- 前記第３工程において、さらに、前記保持部材に保持された基板の表面と所定距離離れて前記基板の表面と略平行に別のプレート部材を配置し、
前記第４工程において、さらに前記保持部材に保持された基板の表面と前記別のプレート部材との間に処理液を供給することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の液処理方法。
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