JP6462551B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置に関する。

従来、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの基板に対して処理液を供給するノズルとして、基板の径方向に沿って複数の吐出口が並べて配置された多連ノズルが知られている（特許文献１参照）。この種の多連ノズルは、バーノズルと呼ばれる場合もある。

特開２０１５−０８４３８０号公報

しかしながら、上述した従来技術には、基板処理の面内均一性を高めるという点でさらなる改善の余地があった。

たとえば、上述した従来の多連ノズルを用いて基板の洗浄処理を行った場合、吐出口の直下に位置する部分が他の部分よりも強力に洗浄されて処理むらが発生するおそれがある。

実施形態の一態様は、基板処理の面内均一性を高めることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、基板保持部と、第１回転機構と、多連ノズルと、第２回転機構とを備える。基板保持部は、基板を保持する。第１回転機構は、基板保持部を第１回転軸まわりに回転させる。多連ノズルは、基板の径方向に沿って並べて配置される複数の吐出口を有し、吐出口から基板に対して処理流体を吐出する。第２回転機構は、多連ノズルを回転させる。また、第２回転機構の回転軸である第２回転軸は、第１回転軸から基板の径方向にずれた位置に第１回転軸と並行に配置される。

実施形態の一態様によれば、基板処理の面内均一性を高めることができる。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。 図３は、従来の多連ノズルにおいて処理むらが発生する様子を示す図である。 図４は、本実施形態に係る多連ノズルの模式平面図である。 図５Ａは、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域を説明するための図である。 図５Ｂは、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域を説明するための図である。 図５Ｃは、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域を説明するための図である。 図６Ａは、第２回転軸の位置を変化させた場合における、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域の変化を示す図である。 図６Ｂは、第２回転軸の位置を変化させた場合における、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域の変化を示す図である。 図６Ｃは、第２回転軸の位置を変化させた場合における、吐出口から噴射される処理液が直接供給されるウェハ上の領域の変化を示す図である。 図７は、第２の実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。 図８Ａは、第１保持部材、第２保持部材および切換機構の構成を示す図である。 図８Ｂは、第１保持部材、第２保持部材および切換機構の構成を示す図である。 図８Ｃは、第１保持部材、第２保持部材および切換機構の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

次に、本実施形態に係る処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持部３０と、第１回転機構４０と、多連ノズル５０と、第２回転機構６０と、回収カップ７０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持部３０、第１回転機構４０、多連ノズル５０、第２回転機構６０および回収カップ７０を収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。ＦＦＵ２１には、バルブ２２を介して不活性ガス供給源２３が接続される。ＦＦＵ２１は、不活性ガス供給源２３から供給されるＮ２ガス等の不活性ガスをチャンバ２０内に吐出する。

基板保持部３０は、保持部３１と、支柱部３２とを備える。保持部３１は、たとえば円板状の部材であり、上面には、ウェハＷを側面から保持する保持部材３１１が設けられる。ウェハＷは、かかる保持部材３１１によって保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平に保持される。

なお、以下においては、基板保持部３０によって保持されたウェハＷのＺ軸正方向側の面を「上面」と記載し、Ｚ軸負方向側の面を「下面」と記載する。

支柱部３２は、上端部において保持部３１を水平に支持する。支柱部３２は、軸受３４を介してチャンバ２０および回収カップ７０に支持されており、後述する第１回転機構４０によって第１回転軸Ｏａまわりに回転する。支柱部３２が第１回転軸Ｏａまわりに回転することにより、保持部３１が第１回転軸Ｏａまわりに回転するとともに、保持部３１の保持部材３１１に保持されたウェハＷが第１回転軸Ｏａまわりに回転する。

また、基板保持部３０は、保持部３１および支柱部３２を貫通する中空部３５を備える。中空部３５は、第１回転軸Ｏａおよび後述する第２回転軸Ｏｂを内包する。

第１回転機構４０は、モータ等の駆動源を含んで構成され、支柱部３２を第１回転軸Ｏａまわりに回転させる。

多連ノズル５０は、基板保持部３０によって保持されたウェハＷに対して処理流体を供給する。本実施形態において、多連ノズル５０は、基板保持部３０によって保持されたウェハＷの下方に配置され、気体と混合することにより液滴化させた処理液をウェハＷの下面へ向けて供給する。

多連ノズル５０は、ノズル本体部５１と、支柱部５２とを備える。ノズル本体部５１は、水平方向に延在する長尺状の部材であり、内部には長手方向に沿って延在する流路５１１が設けられている。また、多連ノズル５０は、流路５１１に連通する複数の吐出口５１２を備える。複数の吐出口５１２は、流路５１１に沿って、すなわち、基板保持部３０に保持されたウェハＷの径方向に沿って所定の間隔をあけて並べて配置される。

支柱部５２は、基板保持部３０の中空部３５に挿通され、上端部においてノズル本体部５１の基端部を水平に支持する。支柱部５２の内部には、ノズル本体部５１の流路５１１に連通する流路５２１が設けられる。流路５２１には、バルブや流量調節部等を含む供給機器群５３を介してＤＩＷ供給源５４が接続され、供給機器群５５を介して不活性ガス供給源５６が接続される。

多連ノズル５０へ供給されたＤＩＷおよび不活性ガスは、多連ノズル５０内で混合されて、微小なＤＩＷの液滴となって複数の吐出口５１２からウェハＷの下面へ噴射される。

第２回転機構６０は、モータ等の駆動源を含んで構成され、支柱部５２を第２回転軸Ｏｂまわりに回転させる。

回収カップ７０は、基板保持部３０の保持部３１を取り囲むように配置され、ウェハＷから回転によって飛散する処理液を捕集する。回収カップ７０の底部には、排液口７１が形成されており、回収カップ７０によって捕集された処理液は、かかる排液口７１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ７０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口７２が形成される。

ここで、従来の多連ノズルには、吐出口の直下または直上に位置するウェハＷの部分が他の部分よりも強力に洗浄されて処理むらが発生するおそれがあった。かかる点について図３を参照して説明する。図３は、従来の多連ノズルにおいて処理むらが発生する様子を示す図である。

図３に示すように、従来の多連ノズル５０Ｘは、ウェハＷに対する位置が固定されている。このため、吐出口５１２Ｘの直下または直上に位置にするウェハＷ上の領域Ｒ１と、その他の領域Ｒ２とで処理むらが発生するおそれがあった。すなわち、領域Ｒ１が、領域Ｒ２と比較して強力に処理されるおそれがあった。

この点への対策として、たとえば、多連ノズル５０Ｘを水平方向に移動させて吐出口５１２Ｘの位置をずらすことにより、上述した処理むらを抑える手法も提案されている。しかしながら、この手法には、駆動機構が複雑になる点や、移動可能な距離が短いために多数の吐出口５１２Ｘを設ける必要がある点などの課題がある。

そこで、本実施形態に係る処理ユニット１６は、多連ノズル５０をウェハＷの回転中心である第１回転軸ＯａからウェハＷの径方向にずらした位置に配置して揺動させることにより、上述した処理むらを抑えることとした。具体的には、第１回転軸ＯａからウェハＷの径方向にずれた、第１回転軸Ｏａとは並行な第２回転軸Ｏｂ上に多連ノズル５０の支柱部５２を配置して、第２回転軸Ｏｂまわりにノズル本体部５１を回転させる。

かかる構成とすることで、多連ノズル５０の吐出口５１２の直上に位置するウェハＷ上の領域を多連ノズル５０の回転に伴って変化させることができるため、従来のような処理むらの発生を抑えることができる。

つづいて、多連ノズル５０の具体的構成および動作について図４および図５Ａ〜図５Ｃを参照して説明する。図４は、本実施形態に係る多連ノズル５０の模式平面図である。また、図５Ａ〜図５Ｃは、吐出口５１２から噴射される処理液が直接供給されるウェハＷ上の領域を説明するための図である。

なお、図４および図５Ａ〜図５Ｃは、多連ノズル５０を上方から見た模式図であり、理解を容易にするために、ウェハＷを部分的に透過させて示している。また、以下の説明では、ノズル本体部５１が備える複数の吐出口５１２のうち、第２回転軸Ｏｂに近いものから順に、吐出口５１２ａ〜５１２ｈと記載する場合がある。

図４に示すように、第２回転軸Ｏｂは、ノズル本体部５１における第１回転軸Ｏａ側の端部に配置される。第２回転機構６０（図２参照）は、かかる第２回転軸Ｏｂを中心に、ノズル本体部５１を略１８０度の範囲で一の回転方向および他の回転方向に交互に揺動させる。

これにより、各吐出口５１２ａから噴射される処理液は、第１回転軸Ｏａを中心とし、範囲Ｄ１を半径とする円状の領域に対して直接供給される。また、吐出口５１２ａ〜５１２ｈから噴射される処理液は、第１回転軸Ｏａを中心とし、範囲Ｄ２〜Ｄ８を径（内径と外径との差）とする円環状の領域に対して直接供給される。

たとえば、図５Ａに示すように、吐出口５１２ｆが第１回転軸Ｏａから最も離れた場所（図５において実線で示した吐出口５１２ｆの場所）に固定されていると仮定した場合、吐出口５１２ｆから噴射される処理液は、ウェハＷ上の領域Ｓ１に対して直接供給されることとなる。

また、図５Ｂに示すように、吐出口５１２ｆが第１回転軸Ｏａに最も近い場所（図５において実線で示した吐出口５１２ｆの場所）に固定されていると仮定した場合、吐出口５１２ｆから噴射される処理液は、ウェハＷ上の領域Ｓ２に対して直接供給されることとなる。

実際には、吐出口５１２ｆは、第２回転軸Ｏｂまわりに揺動する。このため、吐出口５１２ｆは、図５Ａに示す位置から図５Ｂに示す位置までの範囲において、第１回転軸Ｏａに近付いたり離れたりする。したがって、図５Ｃに示すように、吐出口５１２ｆから噴射される処理液は、領域Ｓ１の外周から領域Ｓ２の内周までの範囲Ｄ６を径とする円環状の領域Ｓ３に対して直接供給されることとなる。

図４に示すように、範囲Ｄ１〜Ｄ８は互いに重複している。このため、吐出口５１２ａ〜５１２ｈから噴射される処理液が直接供給されるウェハＷ上の領域も互いに重複することとなる。したがって、本実施形態に係る処理ユニット１６によれば、吐出口５１２ａ〜５１２ｈから噴射される処理液をウェハＷの下面全面に対して直接供給することができ、これにより、処理むらを抑えて基板処理の面内均一性を高めることができる。

また、本実施形態に係る処理ユニット１６によれば、範囲Ｄ１〜Ｄ８が互いに重複または接する範囲において、吐出口５１２間の間隔を広げることができる。言い換えれば、吐出口５１２の数を減らすことができるため、コストダウンが可能であり、品質管理も容易である。

また、本実施形態に係る処理ユニット１６によれば、多連ノズル５０Ｘを水平方向に移動させることによって吐出口５１２Ｘの位置をずらす手法と比較して駆動機構を小型化することができる。したがって、スペースが限られるウェハＷの下方に多連ノズル５０を配置することも容易である。

各吐出口５１２ａ〜５１２ｈから噴射される処理液が直接供給されるウェハＷ上の各領域は、ノズル本体部５１を１８０度の範囲で揺動させた場合に最大となり、それ以上の範囲で揺動させても領域の大きさは変わらない。したがって、本実施形態に係る処理ユニット１６のように、ノズル本体部５１を１８０度の範囲で揺動させるようにすることで、基板処理の面内均一性を効率的に高めることができる。また、ノズル本体部５１を一方向に回転させる場合と比較し、ＤＩＷ供給源５４および不活性ガス供給源５６（図２参照）との接続を容易化することができる。

第２回転機構６０は、上記範囲を超えて（たとえば、２７０度の範囲で）ノズル本体部５１を揺動させてもよいが、その場合であっても、ノズル本体部５１を揺動させる範囲は３６０度未満の範囲とすることが好ましい。かかる範囲とすることで、上記の場合と同様に、ＤＩＷ供給源５４および不活性ガス供給源５６との接続を容易化することができる。

次に、第２回転軸Ｏｂの配置について図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、第２回転軸Ｏｂの位置を変化させた場合における、吐出口５１２から噴射される処理液が直接供給されるウェハＷ上の領域の変化を示す図である。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、第２回転軸Ｏｂが第１回転軸Ｏａから離れるほど、１つの吐出口５１２から噴射される処理液が直接供給されるウェハＷ上の領域は大きくなる（図６Ａ〜図６Ｃの領域Ｓ４〜Ｓ６参照）。しかしながら、図６Ｃに示すように、第２回転軸Ｏｂを第１回転軸Ｏａから離し過ぎると、第１回転軸Ｏａに最も近い吐出口５１２ａから噴射される処理液がウェハＷの中心部に対して直接供給されなくなる。この結果、ウェハＷの中心部において処理むらが生じるおそれがある。

したがって、図６Ａや図６Ｂに示すように、第１回転軸Ｏａに最も近い吐出口５１２ａが第１回転軸Ｏａに最も接近したときに、この吐出口５１２ａの直上に第１回転軸Ｏａが含まれるような位置に第２回転軸Ｏｂが配置されることが好ましい。

なお、本実施形態において、第２回転軸Ｏｂは、吐出口５１２の中心間の距離と同じ距離だけ第１回転軸Ｏａからずらして配置される（図６Ａ参照）。

上述してきたように、第１の実施形態に係る処理ユニット１６（「基板処理装置」の一例に相当）は、基板保持部３０と、第１回転機構４０と、多連ノズル５０と、第２回転機構６０とを備える。基板保持部３０は、ウェハＷを保持する。第１回転機構４０は、基板保持部３０を第１回転軸Ｏａまわりに回転させる。多連ノズル５０は、ウェハＷの径方向に沿って並べて配置される複数の吐出口５１２を有し、吐出口５１２からウェハＷに対して液滴化した処理液を吐出する。第２回転機構６０は、多連ノズル５０を回転させる。また、第２回転機構６０は、第１回転軸Ｏａからずれた位置に配置される第２回転軸Ｏｂまわりに多連ノズル５０を回転させる。

したがって、第１の実施形態に係る処理ユニット１６によれば、基板処理の面内均一性を高めることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、多連ノズル５０をウェハＷの下方に配置する場合の例について説明したが、多連ノズル５０はウェハＷの上方に配置されてもよい。そこで、第２の実施形態では、多連ノズル５０をウェハＷの上方に配置する場合の例について説明する。

図７は、第２の実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図７では、チャンバ２０や回収カップ７０の構成については省略して示している。

図７に示すように、多連ノズル５０Ａは、基板保持部３０Ａによって保持されるウェハＷの上方に配置され、複数の吐出口５１２からウェハＷの上面に向けて液滴化した処理液を噴射する。第１の実施形態と同様、多連ノズル５０Ａは、ウェハＷの回転中心である第１回転軸Ｏａ（図４参照）からずれた第２回転軸Ｏｂ（図４参照）を中心に揺動する。

基板保持部３０Ａは、保持部３１Ａと、支柱部３２Ａとを備えており、第１回転機構４０Ａによって支柱部３２Ａが回転することにより保持部３１Ａが回転して、保持部３１Ａに保持されたウェハＷが第１回転軸Ｏａまわりに回転する。

また、基板保持部３０Ａは、保持部３１Ａ上に、複数の第１保持部材３６と、複数の第２保持部材３７と、複数の切換機構３８とを備える。複数の第１保持部材３６は、保持部３１Ａの外周部に所定の間隔をあけて並べて配置される。複数の第２保持部材３７は、第１保持部材３６よりも保持部３１Ａの内周側において所定の間隔をあけて並べて配置される。複数の切換機構３８は、複数の第１保持部材３６の各々に設けられる。

複数の第１保持部材３６は、ウェハＷの回転に伴ってウェハＷの上下面間に生じる差圧を利用して、ウェハＷの下面周縁部を保持面に押し付けて保持する。また、複数の第２保持部材３７も、上記差圧を利用してウェハＷの下面を保持面に押し付けて保持する。

そして、切換機構３８は、ウェハＷを保持する保持部を第１保持部材３６と第２保持部材３７とで切り換える。具体的には、第１保持部材３６の保持面は高さ方向に変位可能に構成されており、切換機構３８は、第１保持部材３６の保持面を第２保持部材３７の保持面よりも低い位置まで変位させることにより、ウェハＷを保持する保持部を第１保持部材３６から第２保持部材３７へ切り換える。

基板保持部は、ウェハＷを保持するための保持部材をウェハＷに接触させて保持する。このため、ウェハＷを処理する場合に、保持部材と接触する部分が処理されにくく、処理むらが発生するおそれがあった。

そこで、第２の実施形態に係る処理ユニット１６Ａでは、多連ノズル５０ＡからウェハＷの上面に対して液滴化した処理液を供給する間に、切換機構３８を用いてウェハＷを保持する保持部を第１保持部材３６から第２保持部材３７へ切り換えることとした。

これにより、第１保持部材３６によりウェハＷが保持されている間、第２保持部材３７に対応するウェハＷの部分を処理することができ、第２保持部材３７によりウェハＷが保持されている間、第１保持部材３６に対応するウェハＷの部分を処理することができる。したがって、本実施形態に係る基板保持部３０Ａによれば、保持部材と接触する部分に処理むらが生じることを抑えることができる。

次に、第１保持部材３６、第２保持部材３７および切換機構３８の具体的な構成について図８Ａ〜図８Ｃを参照して説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、第１保持部材３６、第２保持部材３７および切換機構３８の構成を示す図である。

なお、図８Ａには、ウェハＷが低速で回転している場合の例を、図８Ｂには、ウェハＷが中速で回転している場合の例を、図８Ｃには、ウェハＷが高速で回転している場合の例を、それぞれ示している。

図８Ａに示すように、第１保持部材３６は、可動部材３６１と固定部材３６２とを備える。固定部材３６２は、上方に開放部を有する筒状の部材であり、保持部３１Ａの上面に固定される。固定部材３６２の側面には、後述する切換機構３８の変換部材３８３を挿通するための切欠部３６２ａが形成される。

可動部材３６１は、下方に開放部を有する筒状の部材であり、上面には、ウェハＷの下面周縁部を水平に保持する第１保持面３６ａと、ウェハＷの位置ずれを防止するための傾斜したガイド面３６ｂとが形成される。可動部材３６１は、固定部材３６２に緩嵌されており、第１保持面３６ａは、第１の高さ位置Ｈ１と第１の高さ位置Ｈ１よりも低い第２の高さ位置Ｈ２（図８Ｃ参照）との間で変位可能である。

第２保持部材３７は、たとえば円柱状の部材であり、上面である第２保持面３７ａにおいてウェハＷの下面を水平に保持する。第２保持面３７ａは、第１の高さ位置Ｈ１よりも低く、第２の高さ位置Ｈ２よりも高い第３の高さ位置Ｈ３に配置される。

切換機構３８は、付勢部材３８１と、重り３８２と、変換部材３８３とを備える。付勢部材３８１は、第１保持部材３６の可動部材３６１を変換部材３８３を介して上方に付勢する。これにより、可動部材３６１の第１保持面３６ａの高さ位置は、第１の高さ位置Ｈ１に維持される。なお、付勢部材３８１は、可動部材３６１に直接取り付けられてもよい。

重り３８２は、保持部３１Ａの外方に配置され、後述する変換部材３８３によって回転可能に支持される。

変換部材３８３は、第１保持部材３６の可動部材３６１と重り３８２とに接続され、重り３８２に働く遠心力を鉛直下向きの力に変換することによって、第１保持面３６ａを付勢部材３８１による付勢力に抗して第２の高さ位置Ｈ２に変位させる。

具体的には、変換部材３８３は、第１部材３８３ａと、第２部材３８３ｂと、支柱部３８３ｃとを備える。第１部材３８３ａは、たとえば所定の角度で屈曲した棒状の部材であり、一端に設けられた軸受Ａ１を介して重り３８２と回転可能に連結されるとともに、他端に設けられた軸受Ａ２を介して第２部材３８３ｂと回転可能に連結される。また、第１部材３８３ａは、屈曲部に設けられた軸受Ａ３を介して支柱部３８３ｃに回転可能に支持される。また、第１部材３８３ａの他端には、付勢部材３８１が接続されており、付勢部材３８１によって上方に付勢される。

第２部材３８３ｂは、たとえば棒状の部材であり、一端に設けられた軸受Ａ４を介して可動部材３６１に回転可能に連結されるとともに、他端において軸受Ａ２を介して第１部材３８３ａに回転可能に連結される。

図８Ａに示すように、ウェハＷが低速（たとえば、３００ｒｐｍ）で回転している場合、重り３８２に働く遠心力は比較的小さく、付勢部材３８１による付勢力の方が大きい。このため、第１の高さ位置Ｈ１に配置された第１保持部材３６の第１保持面３６ａにウェハＷが保持された状態となっている。

図８Ｂに示すように、ウェハＷが中速（たとえば、７００ｒｐｍ）で回転している場合、低速で回転している場合と比較して、重り３８２に働く遠心力が大きくなり、付勢部材３８１による付勢力よりも大きくなる。この場合、重り３８２が遠心力によって外方に移動し、これに伴って第１部材３８３ａが軸受Ａ３を中心に回転して、第２部材３８３ｂおよび第２部材３８３ｂに連結する可動部材３６１を付勢部材３８１による付勢力に抗して下方に押し下げる。これにより、第１保持面３６ａの高さ位置が第１の高さ位置Ｈ１よりも低い位置に変位する。

そして、図８Ｃに示すように、ウェハＷが高速（たとえば、１５００ｒｐｍ）で回転すると、重り３８２に働く遠心力がさらに大きくなり、これに伴い、可動部材３６１も大きく引き下げられる。これにより、第１保持面３６ａの高さ位置が第３の高さ位置Ｈ３よりも低い第２の高さ位置Ｈ２に変位し、第１保持面３６ａに保持されていたウェハＷが、第２保持面３７ａに保持された状態となる。

このように、切換機構３８は、重り３８２に働く遠心力を利用し、ウェハＷの回転速度に応じて第１保持面３６ａの高さ位置を変化させることにより、ウェハＷを保持する保持部を第１保持部材３６から第２保持部材３７へ切り換えることができる。

上述してきたように、第２の実施形態に係る基板保持部３０Ａは、複数の第１保持部材３６と、複数の第２保持部材３７と、複数の切換機構３８とを備える。第１保持部材３６は、第１の高さ位置Ｈ１と第１の高さ位置Ｈ１よりも低い第２の高さ位置Ｈ２との間で変位可能な第１保持面３６ａを有し、ウェハＷの回転に伴ってウェハＷの上下面間に生じる差圧を利用して、ウェハＷを第１保持面３６ａに押し付けて保持する。第２保持部材３７は、第１の高さ位置Ｈ１よりも低く、第２の高さ位置Ｈ２よりも高い第３の高さ位置Ｈ３に配置された第２保持面３７ａを有し、ウェハＷの回転に伴ってウェハＷの上下面間に生じる差圧を利用して、ウェハＷを第２保持面３７ａに押し付けて保持する。切換機構３８は、第１保持面３６ａを第１の高さ位置Ｈ１から第２の高さ位置Ｈ２へ変位させることにより、ウェハＷを保持する保持部を第１保持部材３６から第２保持部材３７へ切り換える。

したがって、第２の実施形態に係る基板保持部３０Ａによれば、保持部材と接触するウェハＷの部分に処理むらが生じることを抑えることができるため、基板処理の面内均一性をさらに高めることができる。

なお、ここでは、切換機構３８が、重り３８２に働く遠心力を利用し、ウェハＷの回転速度に応じて第１保持面３６ａの高さ位置を変化させることとしたが、第１保持面３６ａを変位させる方法はこれに限定されない。たとえば、切換機構は、可動部材３６１に取り付けられた第１の磁石と、固定部材３６２に取り付けられた第２の磁石とを備え、第２の磁石の極性を切り換えることにより、可動部材３６１を固定部材３６２に近づけたり離したりするものであってもよい。

また、ここでは、ウェハＷの上方に多連ノズル５０Ａが配置される処理ユニット１６Ａに対して第１保持部材３６、第２保持部材３７および切換機構３８を設けた場合の例について説明したが、ウェハＷの下方に多連ノズル５０が配置される第１の実施形態に係る処理ユニット１６に対して第１保持部材３６、第２保持部材３７および切換機構３８を設けてもよい。

上述してきた各実施形態では、第２回転機構６０が、多連ノズル５０，５０Ａを３６０度未満の範囲で揺動させる場合の例について説明したが、第２回転機構６０は、多連ノズル５０，５０Ａを３６０度以上回転させてもよい。この場合、たとえばロータリージョイント等を用いることとすれば、回転体である多連ノズル５０に対して流体を供給することができる。

また、上述してきた各実施形態では、多連ノズル５０，５０Ａが、処理液としてＤＩＷ（常温（２５℃程度）の純水）を用い、気体としてＮ２（窒素）ガス等の不活性ガスを用いる場合の例について説明したが、処理液は、ＤＩＷ以外の処理液（たとえば、ＨＦ（フッ酸）等のエッチング液）であってもよく、気体は、不活性ガス以外の気体であってもよい。また、多連ノズル５０は、処理液のみをウェハＷに供給してもよいし、気体のみをウェハＷに供給してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
Ｏａ 第１回転軸
Ｏｂ 第２回転軸
１ 基板処理システム
１６ 処理ユニット
３０ 基板保持部
４０ 第１回転機構
５０ 多連ノズル
５１ ノズル本体部
５２ 支柱部
５４ ＤＩＷ供給源
５６ 不活性ガス供給源
６０ 第２回転機構
５１２ 吐出口

Claims (2)

1. 基板を保持して回転させる基板保持部
   を備え、
   前記基板保持部は、
   第１保持面において前記基板を保持する第１保持部材と、
   前記第１保持面を第１の高さ位置から前記第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置へ変位させる切換機構と
   を備え、
   前記切換機構は、
   前記第１保持面を前記第１の高さ位置に付勢する付勢部材と、
   前記基板とともに回転する重りと、
   前記第１保持部材と前記重りとに連結され、前記重りに働く遠心力を鉛直下向きの力に変換することによって、前記第１保持面を前記付勢部材による付勢力に抗して前記第２の高さ位置に変位させる変換部材と
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記基板保持部は、
   前記第１の高さ位置よりも低く、前記第２の高さ位置よりも高い第３の高さ位置に配置された第２保持面を有し、前記第２保持面において前記基板を保持する第２保持部材
   を備え、
   前記切換機構は、
   前記第１保持面を前記第１の高さ位置から前記第２の高さ位置へ変位させることにより、前記基板を保持する保持部を前記第１保持部材から前記第２保持部材へ切り換えること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

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