JP6974116B2 - 基板保持装置並びに基板保持装置を備えた基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板保持装置並びに基板保持装置を備えた基板処理装置および基板処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、ウェーハなどの基板を保持して回転させる基板保持装置に関する。また、本発明は、該基板保持装置で基板を回転させながら基板の表面を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスを形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイスが形成されたウェーハを洗浄して、ウェーハ上の異物を除去することが必要とされる。
ウェーハの裏面（ベアシリコン面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェーハの裏面に付着すると、ウェーハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェーハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェーハの裏面に付着した異物を除去することが必要とされる。
特開２０１３−１７２０１９号公報
特許文献１は、スクラブ部材を基板の表面に摺接させることで基板の表面を処理する基板処理装置を開示する。この基板処理装置は、基板の周縁部をチャックで保持し、チャックを基板の中心の周りに回転させながら、スクラブ部材を基板の表面に押し付けるように構成されている。
最近では、基板の表面の全体をより効率的に処理することができる装置への要請が高まっている。そこで、本発明は、ウェーハなどの基板の処理の効率を向上させることができる基板保持装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような基板保持装置を用いて基板の表面を処理するための基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板を保持し、該基板を回転させる基板保持装置であって、前記基板の周縁部に接触可能な複数のローラーと、前記複数のローラーを回転させるローラー回転機構と、前記複数のローラーと前記ローラー回転機構を連結する複数の偏心軸と、前記複数の偏心軸にそれぞれ固定された複数のカウンターウェイトを備え、前記複数の偏心軸は、複数の第１軸部と、前記複数の第１軸部からそれぞれ偏心した複数の第２軸部を有しており、前記カウンターウェイトと前記ローラーは、前記第１軸部に関して対称に配置されており、前記複数の第１軸部は前記ローラー回転機構に固定され、前記複数のローラーは前記複数の第２軸部にそれぞれ固定されていることを特徴とする基板保持装置である。
本発明の好ましい態様は、前記ローラー回転機構は、前記複数の第１軸部にそれぞれ連結された複数のモータと、前記複数のモータを同じ速度かつ同じ位相で回転させる動作制御部を備えていることを特徴とする。
本発明の一態様は、基板を保持し、該基板を回転させる基板保持装置であって、前記基板の周縁部に接触可能な駆動ローラーと、前記駆動ローラーが固定された駆動軸と、前記駆動軸を回転可能に支持するオービタルテーブルと、前記オービタルテーブルから離れて配置されたベースプレートと、前記ベースプレートに固定された第１モータと、前記第１モータと前記駆動軸とを連結する第１トルク伝達機構と、前記オービタルテーブルを並進回転運動させる並進回転運動機構とを備えたことを特徴とする基板保持装置である。
本発明の好ましい態様は、前記基板の周縁部に接触可能なクランプローラーと、前記クランプローラーを回転可能に支持する偏心軸と、前記ベースプレートに固定されたロータリーアクチュエータと、前記ロータリーアクチュエータと前記偏心軸を連結する第２トルク伝達機構とをさらに備え、前記偏心軸は、前記オービタルテーブルに回転可能に支持されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記偏心軸に固定されたカウンターウェイトをさらに備え、前記偏心軸は、前記第２トルク伝達機構に連結された第１軸部と、前記第１軸部から偏心した第２軸部を有しており、前記クランプローラーは前記第２軸部に回転可能に連結されており、前記カウンターウェイトと前記クランプローラーは、前記第１軸部に関して対称に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持装置は動作制御部をさらに備えており、前記並進回転運動機構は、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された偏心主軸と、前記偏心主軸に連結された第２モータと、前記オービタルテーブルと前記ベースプレートとを連結する複数の偏心継手を備えており、前記第２モータは前記ベースプレートに固定されており、前記動作制御部は、前記第１モータおよび前記第２モータの回転速度を独立に制御可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記並進回転運動機構は、前記偏心継手に固定されたカウンターウェイトを有しており、前記偏心継手は、前記ベースプレートに回転可能に連結された第１継手軸部と、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された第２継手軸部とを備え、前記第２継手軸部は前記第１継手軸部から偏心しており、前記偏心継手に固定された前記カウンターウェイトと、前記第２継手軸部は、前記第１継手軸部に関して対称に配置されており、前記偏心主軸は、前記第２モータに連結された第１主軸部と、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された第２主軸部とを備え、前記第２主軸部は前記第１主軸部から偏心していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１トルク伝達機構は、ユニバーサルジョイントまたはマグネットギヤであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２トルク伝達機構は、ユニバーサルジョイントまたはマグネットギヤであることを特徴とする。
本発明の一態様は、上記基板保持装置と、処理具を基板の第１の面に接触させて該第１の面を処理する処理ヘッドとを備えたことを特徴とする基板処理装置である。
本発明の一態様は、複数のローラーを基板の周縁部に接触させ、前記複数のローラーをそれぞれの軸心を中心に回転させ、かつ前記複数のローラーおよび複数のカウンターウェイトを円運動させることで、前記複数のローラーに発生する遠心力を、前記複数のカウンターウェイトに発生する遠心力でキャンセルしながら、前記基板をその軸心を中心に回転させ、かつ前記基板を円運動させ、処理具を、前記回転および円運動する基板に接触させて該基板を処理することを特徴とする基板処理方法である。
本発明によれば、基板保持装置は、ウェーハなどの基板を円運動させながら、基板をその軸心を中心に回転させることができる。このような円運動と基板の軸心を中心とした回転との組み合わせは、基板の表面上の各点での速度を上げることができる。したがって、処理ヘッドを基板の表面に押し付けたときの、処理ヘッドと基板の表面との相対速度が増し、基板の処理レートを向上させることができる。
基板保持装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。 図１に示す基板保持装置の側面図である。 図１に示す基板保持装置の底面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、基板保持装置がウェーハを受け取る動作を説明する模式図である。 基板保持装置の他の実施形態を示す側面図である。 図６に示す基板保持装置の平面図である。 基板保持装置の底面図である。 クランプローラーがウェーハの周縁部から離れた状態を示す平面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 ４つの偏心継手のうちの１つの拡大図である。 基板保持装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。 図１２に示す第１マグネットギヤの拡大図である。 図１４（ａ）は、駆動側マグネットロータを示す図であり、図１４（ｂ）は、被駆動側マグネットロータを示す図である。 図１乃至図５を参照して説明した基板保持装置を備えた基板処理装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。 図１５に示す基板処理装置の側面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、基板保持装置の一実施形態を模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示す基板保持装置の側面図であり、図３は、図１に示す基板保持装置の底面図である。本実施形態の基板保持装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、回転させるように構成されている。基板保持装置は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な複数のローラー１１ａ，１１ｂと、これら複数のローラー１１ａ，１１ｂを回転させるローラー回転機構１２と、複数のローラー１１ａとローラー回転機構１２を連結する複数の偏心軸１３ａと、複数のローラー１１ｂとローラー回転機構１２を連結する複数の偏心軸１３ｂとを備えている。ローラー１１ａは、ウェーハＷの周縁部を保持するウェーハ保持面（基板保持面）３１ａを有しており、ローラー１１ｂは、ウェーハＷの周縁部を保持するウェーハ保持面（基板保持面）３１ｂを有している。ローラー１１ａとローラー１１ｂは同じ構成および同じ大きさを有している。
複数の偏心軸１３ａのそれぞれは、第１軸部１４ａと、第１軸部１４ａから偏心した第２軸部１５ａを有している。第１軸部１４ａはローラー回転機構１２に固定され、ローラー１１ａは第２軸部１５ａに固定されている。複数の偏心軸１３ｂのそれぞれは、第１軸部１４ｂと、第１軸部１４ｂから偏心した第２軸部１５ｂを有している。第１軸部１４ｂはローラー回転機構１２に固定され、ローラー１１ｂは第２軸部１５ｂに固定されている。
ローラー回転機構１２は、複数の偏心軸１３ａの第１軸部１４ａにそれぞれ連結された複数のモータ２９ａと、複数の偏心軸１３ｂの第１軸部１４ｂにそれぞれ連結された複数のモータ２９ｂと、複数のモータ２９ａ，２９ｂを同じ速度かつ同じ位相で回転させる動作制御部４０を備えている。モータ２９ａは、偏心軸１３ａをその第１軸部１４ａを中心に回転させ、モータ２９ｂは、偏心軸１３ｂをその第１軸部１４ｂを中心に回転させるように構成されている。モータ２９ａ，２９ｂは、動作制御部４０に接続されている。
モータ２９ａ，２９ｂの動作は動作制御部４０によって制御される。より具体的には、動作制御部４０は、全てのモータ２９ａ，２９ｂを同じタイミングで始動および停止させ、かつ全てのモータ２９ａ，２９ｂを同じ方向に回転させる。さらに動作制御部４０は、モータ２９ａ，２９ｂの動作中、それぞれの回転速度および位相を同期させる。結果として、全てのローラー１１ａ，１１ｂは、同じ方向に同じ回転速度および同じ位相で回転し、かつ円運動する。
本実施形態の基板保持装置は、２つのローラー１１ａ、２つのローラー１１ｂ、２つの偏心軸１３ａ、２つの偏心軸１３ｂ、２つのモータ２９ａ、２つのモータ２９ｂを備えているが、これら構成要素の数は本実施形態に限定されない。
基板保持装置は、ベースプレート２０をさらに備えている。偏心軸１３ａ，１３ｂは、ベースプレート２０を貫通して延びている。ローラー回転機構１２と複数のローラー１１ａ，１１ｂはベースプレート２０を挟むように配置されている。
ベースプレート２０の下面には複数の直動ガイド２６が固定されており、可動台２１はこれら直動ガイド２６に支持されている。直動ガイド２６は可動台２１に連結されている。直動ガイド２６は、可動台２１の動きをベースプレート２０の下面に平行な方向への直線運動に制限する。ベースプレート２０の下面にはアクチュエータ１８がさらに固定されている。可動台２１は、アクチュエータ１８に連結されている。アクチュエータ１８は、可動台２１をベースプレート２０と平行に移動させるように配置されている。アクチュエータ１８の動作は動作制御部４０によって制御される。基板保持装置は、２つの偏心軸１３ｂを軸受２４を介して回転可能に支持する支持プレート２５をさらに備えており、２つのモータ２９ｂは、それぞれモータ支持体２７ｂを介して支持プレート２５に固定されている。
図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。基板保持装置は、支持プレート２５に固定されたピボット軸２３をさらに備えている。支持プレート２５は、可動台２１の下側に配置されており、ピボット軸２３は、可動台２１に固定された軸受２８により回転可能に支持されている。可動台２１と支持プレート２５は、ピボット軸２３を介して互いに連結されており、支持プレート２５は可動台２１に対して相対的に回転可能となっている。２つの偏心軸１３ｂ（図２参照）、支持プレート２５、および２つのモータ２９ｂ（図２参照）は、一体に、ピボット軸２３の周りを回転可能に構成されている。アクチュエータ１８は、図２の矢印で示すように、２つの偏心軸１３ｂ、支持プレート２５、ピボット軸２３、および２つのモータ２９ｂを可動台２１と一体にベースプレート２０と平行に移動させる。
図２に戻り、ベースプレート２０には、複数の軸受１９が固定されている。２つの偏心軸１３ａは、それぞれ軸受１９を介してベースプレート２０に回転可能に支持されている。これら偏心軸１３ａの位置は固定されている。２つのモータ２９ａは、ベースプレート２０に固定されている。より具体的には、２つのモータ支持体２７ａがベースプレート２０の下面に固定されており、２つモータ２９ａはそれぞれモータ支持体２７ａに固定されている。したがって、２つのモータ２９ａは、それぞれモータ支持体２７ａを介してベースプレート２０に固定されている。
上述の構成によれば、２つの偏心軸１３ｂが、２つの偏心軸１３ａに近づく方向に移動すると、ウェーハＷは２つのローラー１１ａおよび２つのローラー１１ｂによって保持される。２つのローラー１１ｂは、ピボット軸２３の周りを回転可能であるので、４つのローラー１１ａ，１１ｂがウェーハＷを保持しているときのローラー１１ｂの位置を自動で調整することができる。２つの偏心軸１３ｂが、２つの偏心軸１３ａから離れる方向に移動すると、ウェーハＷは２つのローラー１１ａおよび２つのローラー１１ｂから解放される。本実施形態では、基板保持装置の軸心ＣＰの周りに配列された２つの偏心軸１３ａおよび２つの偏心軸１３ｂが設けられているが、これら構成要素の数は本実施形態に限定されない。例えば、１つの偏心軸１３ａと２つの偏心軸１３ｂを１２０度の角度で等間隔で軸心ＣＰの周りに配列してもよい。
偏心軸１３ａの第２軸部１５ａは、第１軸部１４ａから距離ｅだけ偏心している。したがって、モータ２９ａが作動すると、ローラー１１ａは、偏心軸１３ａの第２軸部１５ａを中心に回転しながら半径ｅの円運動を行う。ローラー１１ａの軸心は、第２軸部１５ａの軸心と一致している。すなわち、ローラー１１ａは、その軸心を中心に回転しながら、第１軸部１４ａの軸心の周りで半径ｅの円運動を行う。
同様に、偏心軸１３ｂの第２軸部１５ｂは、第１軸部１４ｂから距離ｅだけ偏心している。したがって、モータ２９ｂが作動すると、ローラー１１ｂは、偏心軸１３ｂの第２軸部１５ｂを中心に回転しながら半径ｅの円運動を行う。ローラー１１ｂの軸心は、第２軸部１５ｂの軸心と一致している。すなわち、ローラー１１ｂは、その軸心を中心に回転しながら、第１軸部１４ｂの軸心の周りで半径ｅの円運動を行う。本明細書において、円運動は、対象物が円軌道上を移動する運動と定義される。
上述のように、動作制御部４０は全てのモータ２９ａ，２９ｂを同じ速度かつ同じ位相で回転させる。したがって、ウェーハＷがローラー１１ａ，１１ｂによって保持されているとき、動作制御部４０がモータ２９ａ，２９ｂを作動させることにより、ウェーハＷは、その軸心を中心に回転しながら半径ｅの円運動を行う。
一実施形態では、ローラー回転機構１２は、複数の偏心軸１３ａ，１３ｂの第１軸部１４ａ，１４ｂにそれぞれ固定された複数の従動プーリー（図示せず）と、少なくとも１つのモータ（図示せず）と、該少なくとも１つのモータの回転軸に固定された駆動プーリー（図示せず）と、複数の従動プーリーと駆動プーリーに掛け渡された少なくとも１つのベルト（図示せず）を備えていてもよい。この場合、駆動プーリーが固定されたモータを作動させることによって、全てのローラー１１ａ，１１ｂは同じ速度かつ同じ位相で回転する。上述の構成によっても、ウェーハＷが複数のローラー１１ａ，１１ｂによって保持されているとき、駆動プーリーが固定されたモータを作動させることにより、ウェーハＷは、その軸心を中心に回転しながら半径ｅの円運動を行う。
複数の偏心軸１３ａ，１３ｂにはそれぞれカウンターウェイト１７ａ，１７ｂが固定されている。より具体的には、カウンターウェイト１７ａ，１７ｂは、第１軸部１４ａ，１４ｂと第２軸部１５ａ，１５ｂとを接続する中間軸部１６ａ，１６ｂにそれぞれ固定されている。カウンターウェイト１７ａとローラー１１ａは、第１軸部１４ａに関して対称に配置されている。カウンターウェイト１７ａの重さは、偏心軸１３ａが第１軸部１４ａを中心に回転しているときに、第１軸部１４ａからローラー１１ａに向かって半径方向に発生する遠心力が、カウンターウェイト１７ａに作用する遠心力よってキャンセルされる重さである。
同様に、カウンターウェイト１７ｂとローラー１１ｂは、第１軸部１４ｂに関して対称に配置されている。カウンターウェイト１７ｂの重さは、偏心軸１３ｂが第１軸部１４ｂを中心に回転しているときに、第１軸部１４ｂからローラー１１ｂに向かって半径方向に発生する遠心力が、カウンターウェイト１７ｂに作用する遠心力よってキャンセルされる重さである。このようなカウンターウェイト１７ａ，１７ｂは、偏心軸１３ａ，１３ｂが回転しているときに、重量のアンバランスに起因する偏心軸１３ａ，１３ｂの振動を防止することができる。
図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、基板保持装置がウェーハＷを受け取る動作を説明する模式図である。図５（ａ）に示すように、ウェーハＷを受け取る前に、アクチュエータ１８（図２参照）を作動させ、ローラー１１ｂをローラー１１ａから離れる方向に移動させる。ローラー１１ａおよびローラー１１ｂは、外側に偏心している。図５（ｂ）に示すように、ウェーハＷは、図示しない搬送装置により基板保持装置に搬送される。さらに、図５（ｃ）に示すように、ウェーハＷがローラー１１ａとローラー１１ｂとの間に位置した状態で、偏心軸１３ａを１８０度回転させて、ローラー１１ａを内側に偏心させる。そして、アクチュエータ１８を作動させ、ローラー１１ｂがウェーハＷに接触するまでローラー１１ｂをローラー１１ａに近づく方向に移動させる。ウェーハＷの周縁部は、ローラー１１ａのウェーハ保持面３１ａとローラー１１ｂのウェーハ保持面３１ｂによって保持される。ウェーハＷを基板保持装置から取り出すときは、図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示す工程が逆の順序で行われる。
ウェーハＷを保持した基板保持装置の動作は次の通りである。動作制御部４０は、モータ２９ａ，２９ｂに指令を発し、モータ２９ａ，２９ｂは、偏心軸１３ａ，１３ｂを同じ方向に第１軸部１４ａ，１４ｂを中心に回転させる。このとき、動作制御部４０は、モータ２９ａ，２９ｂを同じタイミングで始動させる。動作制御部４０は、全てのモータ２９ａ，２９ｂの回転速度および位相を同期させる。これにより、ウェーハＷは、その軸心を中心に回転しながら半径ｅの円運動を行う。
本実施形態によれば、基板保持装置は、簡単な構造でウェーハＷを円運動させながら、ウェーハＷをその軸心を中心に回転させることができる。このような円運動とウェーハＷの軸心を中心とした回転との組み合わせは、ウェーハＷの表面上の各点での速度を上げることができる。したがって、後述する処理ヘッドをウェーハＷの表面に押し付けたときの、処理ヘッドとウェーハＷの表面との相対速度が増し、ウェーハＷの処理レートを向上させることができる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図６は、基板保持装置の他の実施形態を示す側面図であり、図７は図６に示す基板保持装置の平面図である。本実施形態の基板保持装置は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な２つの駆動ローラー６１と、これら２つの駆動ローラー６１がそれぞれ固定された２つの駆動軸６４と、これら２つの駆動軸６４を回転可能に支持するオービタルテーブル６６と、オービタルテーブル６６から離れて配置されたベースプレート６８と、ベースプレート６８に固定された２つの第１モータ７１と、これら２つの第１モータ７１と２つの駆動軸６４とをそれぞれ連結する第１トルク伝達機構としての２つの第１ユニバーサルジョイント７２を備えている。ただし、図６では、１つの駆動ローラー６１、１つの駆動軸６４、１つの第１モータ７１、１つの第１ユニバーサルジョイント７２のみが描かれている。
本実施形態の基板保持装置は、２つの駆動ローラー６１、２つの駆動軸６４、２つの第１モータ７１、２つの第１ユニバーサルジョイント７２を備えているが、これら構成要素の数は本実施形態に限定されない。
駆動ローラー６１は、ウェーハＷの周縁部を保持するウェーハ保持面（基板保持面）６１ａを有している。駆動ローラー６１は駆動軸６４の一方の端部に固定されており、駆動ローラー６１と駆動軸６４は駆動ローラー６１の軸心を中心に一体に回転可能となっている。駆動軸６４はオービタルテーブル６６に対して垂直に延びている。オービタルテーブル６６は、２つの駆動軸６４をそれぞれ回転可能に支持する２つの軸受７５（図６では、１つの軸受７５のみを示す）と、これら軸受７５を保持する台座８２とを備えている。本実施形態の台座８２は板状であるが、機械的剛性が確保されている限りにおいて台座８２の形状は特に限定されない。駆動軸６４はオービタルテーブル６６を貫通して延びており、駆動軸６４の他端は、第１ユニバーサルジョイント７２の一端に連結されている。
本実施形態では、ベースプレート６８はオービタルテーブル６６の下方に配置されている。２つの第１ユニバーサルジョイント７２は、オービタルテーブル６６とベースプレート６８との間に配置されている。各第１ユニバーサルジョイント７２は、複数の関節を備えた多関節ユニバーサルジョイントである。第１ユニバーサルジョイント７２の一端は駆動軸６４に連結され、第１ユニバーサルジョイント７２の他端は第１モータ７１の軸７１ａに連結されている。
第１モータ７１は、ベースプレート６８に固定されている。より具体的には、第１モータ台８５がベースプレート６８の下面に固定されており、第１モータ７１は第１モータ台８５に固定されている。したがって、第１モータ７１は、第１モータ台８５を介してベースプレート６８に固定されている。第１モータ７１の軸７１ａは、ベースプレート６８に固定された軸受８６により回転可能に支持されている。第１モータ７１の軸７１ａは、カップリングで直列に連結された複数の軸から構成されてもよい。
第１モータ７１が動作すると、第１モータ７１の軸７１ａの回転は、第１ユニバーサルジョイント７２を通じて駆動軸６４に伝達され、駆動軸６４と駆動ローラー６１は、駆動ローラー６１の軸心を中心に一体に回転する。
基板保持装置は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な２つのクランプローラー９０と、これら２つのクランプローラー９０をそれぞれ回転可能に支持する２つの偏心軸９３と、ベースプレート６８に固定された２つのロータリーアクチュエータ９６と、これら２つのロータリーアクチュエータ９６と２つの偏心軸９３をそれぞれ連結する第２トルク伝達機構としての２つの第２ユニバーサルジョイント９８をさらに備えている。ただし、図６では、１つのクランプローラー９０、１つの偏心軸９３、１つのロータリーアクチュエータ９６、１つの第２ユニバーサルジョイント９８のみが描かれている。
本実施形態の基板保持装置は、２つのクランプローラー９０、２つの偏心軸９３、２つのロータリーアクチュエータ９６、２つの第２ユニバーサルジョイント９８を備えているが、これら構成要素の数は本実施形態に限定されない。本実施形態では、基板保持装置の軸心ＣＰの周りに配列された２つの駆動軸６４および２つの偏心軸９３が設けられているが、これら構成要素の数は本実施形態に限定されない。
クランプローラー９０は、ウェーハＷの周縁部を保持するウェーハ保持面（基板保持面）９０ａを有している。偏心軸９３は、第２ユニバーサルジョイント９８に連結された第１軸部９３ａと、第１軸部９３ａから偏心した第２軸部９３ｂを有している。偏心軸９３にはカウンターウェイト１００が固定されている。カウンターウェイト１００とクランプローラー９０は、第１軸部９３ａに関して対称に配置されている。カウンターウェイト１００の重さは、後述の並進回転運動によって第２軸部９３ｂ（あるいはクランプローラー９０）に作用する遠心力が、カウンターウェイト１００に作用する遠心力によってキャンセルされる重さである。このカウンターウェイト１００は、後述の並進回転運動が行われているときに、クランプローラー９０によるウェーハＷの把持力を安定化させるため、つまり、並進回転により、クランプローラー９０のウェーハＷへの把持力が変動してしまうのを防止するために設けられている。
クランプローラー９０は第２軸部９３ｂに回転可能に連結されている。より具体的には、第２軸部９３ｂはその内部に軸受１０１を有しており、クランプローラー９０は軸受１０１によって回転可能に支持されている。このような構成により、クランプローラー９０は偏心軸９３に対して相対的に回転可能となっている。
偏心軸９３は、オービタルテーブル６６に回転可能に支持されている。より具体的には、オービタルテーブル６６は、台座８２に保持された２つの軸受１０４（図６では、１つの軸受１０４のみを示す）を備えており、２つの偏心軸９３の第１軸部９３ａはこれら軸受１０４にそれぞれ回転可能に支持されている。２つの第２ユニバーサルジョイント９８は、オービタルテーブル６６とベースプレート６８との間に配置されている。各第２ユニバーサルジョイント９８は、複数の関節を備えた多関節ユニバーサルジョイントである。第２ユニバーサルジョイント９８の一端は偏心軸９３に連結され、第２ユニバーサルジョイント９８の他端は、ベースプレート６８に固定されたロータリーアクチュエータ９６に連結されている。
ロータリーアクチュエータ９６は、エアシリンダ１１０と、エアシリンダ１１０に連結されたクランク１１１と、クランク１１１に固定された回転軸１１２を備える。エアシリンダ１１０は、ピボット軸１１５によってベースプレート６８の下面に回転可能に固定されている。ピボット軸１１５はベースプレート６８に対して垂直に延びており、エアシリンダ１１０はピボット軸１１５を中心にベースプレート６８と平行に回転可能となっている。
回転軸１１２は、ベースプレート６８に固定された軸受１１７により回転可能に支持されている。回転軸１１２の一端はクランク１１１に固定され、回転軸１１２の他端は第２ユニバーサルジョイント９８に固定されている。回転軸１１２は、カップリングで直列に連結された複数の軸から構成されてもよい。
図８は、基板保持装置の底面図である。エアシリンダ１１０のピストンロッド１１０ａは、クランク１１１の端部に回転可能に連結されている。クランク１１１は、エアシリンダ１１０のピストンロッド１１０ａの直線運動を回転運動に変換し、クランク１１１の回転運動は回転軸１１２を回転させる。
ロータリーアクチュエータ９６を駆動すると、第２ユニバーサルジョイント９８（図６参照）がある角度だけ回転する。第２ユニバーサルジョイント９８の回転は、偏心軸９３（図６参照）を回転させ、同時にクランプローラー９０（図６参照）を円運動させる。このクランプローラー９０の円運動は、クランプローラー９０が偏心軸９３の第１軸部９３ａ（図６参照）の軸心の周りを円弧状に移動する運動である。具体的には、ロータリーアクチュエータ９６が偏心軸９３を一方向に回転させると、クランプローラー９０は、ウェーハＷの周縁部に近づく方向に移動し、ロータリーアクチュエータ９６が偏心軸９３を逆方向に回転させると、クランプローラー９０は、ウェーハＷの周縁部から離れる方向に移動する。
図７は、クランプローラー９０がウェーハＷの周縁部に近づく方向に移動して、クランプローラー９０のウェーハ保持面９０ａがウェーハＷの周縁部に接触している状態を示している。図７に示すように、クランプローラー９０のウェーハ保持面９０ａがウェーハＷの周縁部に接触することによって、ウェーハＷは、２つの駆動ローラー６１および２つのクランプローラー９０によって保持される。ウェーハＷの周縁部が駆動ローラー６１およびクランプローラー９０に接触した状態で駆動ローラー６１が回転すると、駆動ローラー６１の回転はウェーハＷに伝達され、ウェーハＷはその軸心を中心に回転される。
図７に示すクランプローラー９０の位置は、クランプローラー９０がウェーハＷを保持するクランプ位置である。ロータリーアクチュエータ９６（図６および図８参照）を駆動させ、偏心軸９３を逆方向に回転させると、クランプローラー９０は、ウェーハＷの周縁部から離れる。図９は、クランプローラー９０がウェーハＷの周縁部から離れた状態を示している。図９に示すクランプローラー９０の位置は、クランプローラー９０がウェーハＷを解放するアンクランプ位置である。
図６に示すように、基板保持装置は、オービタルテーブル６６を並進回転運動させる並進回転運動機構１２０をさらに備えている。オービタルテーブル６６の並進回転運動は、オービタルテーブル６６自体はその軸心を中心に回転することなく、オービタルテーブル６６が円軌道上を円運動する運動である。この並進回転運動は、円運動の１つの具体例である。並進回転運動機構１２０は、オービタルテーブル６６に回転可能に連結された偏心主軸１２１と、偏心主軸１２１に連結された第２モータ１２４と、オービタルテーブル６６とベースプレート６８とを連結する複数の偏心継手１２８を備えている。
偏心主軸１２１は、第２モータ１２４に連結された第１主軸部１２１ａと、オービタルテーブル６６に回転可能に連結された第２主軸部１２１ｂとを備えている。第２主軸部１２１ｂは第１主軸部１２１ａから距離ｅだけ偏心している。ベースプレート６８には軸受１２５が固定されており、第１主軸部１２１ａは軸受１２５に回転可能に支持されている。オービタルテーブル６６は、台座８２に固定された軸受１２７を有しており、第２主軸部１２１ｂは軸受１２７に回転可能に支持されている。
第２モータ１２４は、ベースプレート６８に固定されている。より具体的には、第２モータ台１２９がベースプレート６８の下面に固定されており、第２モータ１２４は第２モータ台１２９に固定されている。したがって、第２モータ１２４は、第２モータ台１２９を介してベースプレート６８に固定されている。第２モータ１２４を動作させると、偏心主軸１２１が回転し、偏心主軸１２１の第２主軸部１２１ｂに連結されたオービタルテーブル６６は並進回転運動を行う。一実施形態では、第２モータ１２４と偏心主軸１２１は、ベルトおよびプーリーとの組み合わせなどから構成される回転伝達機構（図示せず）を介して連結されてもよい。
第２モータ１２４が偏心主軸１２１を回転させると、オービタルテーブル６６が並進回転運動する。駆動軸６４および偏心軸９３は、オービタルテーブル６６に支持されているので、駆動ローラー６１、クランプローラー９０、駆動軸６４、偏心軸９３、およびオービタルテーブル６６は、一体に並進回転運動する。駆動ローラー６１およびクランプローラー９０の並進回転運動に伴い、駆動ローラー６１およびクランプローラー９０に保持されたウェーハＷも同様に並進回転運動する。
基板保持装置は、動作制御部１３４をさらに備えている。第１モータ７１および第２モータ１２４は動作制御部１３４に電気的に接続されている。動作制御部１３４は、第１モータ７１および第２モータ１２４の動作を独立に制御することが可能に構成されている。より具体的には、動作制御部１３４は、第１モータ７１の始動および停止、第２モータ１２４の始動および停止、第１モータ７１の回転速度および回転方向、および第２モータ１２４の回転速度および回転方向を独立に制御することが可能である。例えば、動作制御部１３４は、第１モータ７１および第２モータ１２４を、同じ回転速度または異なる回転速度で回転させることができる。さらに、動作制御部１３４は、第１モータ７１および第２モータ１２４を、同じ回転方向または異なる回転方向に回転させることができる。上述したロータリーアクチュエータ９６の動作も動作制御部１３４によって制御される。
偏心継手１２８は、オービタルテーブル６６の並進回転運動を許容しつつ、オービタルテーブル６６をベースプレート６８と平行に保つ機能を有する。図６では、２つの偏心継手１２８のみが描かれているが、少なくとも２つの偏心継手１２８が偏心主軸１２１の周りに配置される。本実施形態では、図１０に示すように、４つの偏心継手１２８が偏心主軸１２１の周りに配置されている。図１０は図６のＢ−Ｂ線断面図である。
図１１は、４つの偏心継手１２８のうちの１つの拡大図である。他の偏心継手１２８も同じ構成を有しているので、その重複する説明を省略する。図１１に示すように、偏心継手１２８は、ベースプレート６８に回転可能に連結された第１継手軸部１２８ａと、オービタルテーブル６６に回転可能に連結された第２継手軸部１２８ｂとを備えている。ベースプレート６８には軸受１３５が固定されており、第１継手軸部１２８ａは軸受１３５に回転可能に支持されている。オービタルテーブル６６は、台座８２に固定された軸受１３６を有しており、第２継手軸部１２８ｂは軸受１３６に回転可能に支持されている。
第２継手軸部１２８ｂは第１継手軸部１２８ａから距離ｅだけ偏心している。この距離ｅは、偏心主軸１２１の第２主軸部１２１ｂが第１主軸部１２１ａから偏心している距離ｅと同じである。したがって、オービタルテーブル６６が並進回転運動しているとき、偏心継手１２８の第２継手軸部１２８ｂは、偏心主軸１２１の第２主軸部１２１ｂが描く円軌道と同じ半径の円軌道を描いて回転する。このように構成された偏心継手１２８は、オービタルテーブル６６が並進回転運動をすることを許容しながら、オービタルテーブル６６を支持することができる。
偏心継手１２８にはカウンターウェイト１４０が固定されている。このカウンターウェイト１４０は、第１継手軸部１２８ａと第２継手軸部１２８ｂとを接続する中間軸部１２８ｃに固定されている。カウンターウェイト１４０と第２継手軸部１２８ｂは、第１継手軸部１２８ａに関して対称に配置されている。カウンターウェイト１４０の重さは、基板保持装置のオービタルテーブル６６とその上方にある構造体の重さの総和を等分割した重さであり、並進回転運動によってオービタルテーブル６６を含む上記構造体に発生する遠心力をキャンセルさせる重さである。このようなカウンターウェイト１４０は、偏心継手１２８が回転しているときに、オービタルテーブル６６を含む上記構造体、およびウェーハＷの、重量のアンバランスに起因する振動を防止することができる。
上述のように構成された基板保持装置の動作は次の通りである。ロータリーアクチュエータ９６を作動させ、クランプローラー９０を図９に示すアンクランプ位置に移動させる。ウェーハＷは、図示しない搬送装置により基板保持装置に搬送される。ウェーハＷが駆動ローラー６１とクランプローラー９０との間に位置した状態で、ロータリーアクチュエータ９６を作動させ、クランプローラー９０を図７に示すクランプ位置に移動させる。ウェーハＷの周縁部は、駆動ローラー６１のウェーハ保持面６１ａとクランプローラー９０のウェーハ保持面９０ａによって保持される。
第１モータ７１は、第１ユニバーサルジョイント７２および駆動軸６４を介して駆動ローラー６１をその軸心を中心に回転させる。駆動ローラー６１の回転はウェーハＷに伝達され、ウェーハＷはその軸心を中心に回転する。クランプローラー９０は、自由に回転可能であるので、ウェーハＷの回転によってクランプローラー９０が回転する。さらに、並進回転運動機構１２０の第２モータ１２４は、偏心主軸１２１を回転させ、オービタルテーブル６６を並進回転運動させる。ウェーハＷ、駆動ローラー６１、クランプローラー９０、駆動軸６４、および偏心軸９３は、オービタルテーブル６６とともに並進回転運動する。
図６に示すように、駆動軸６４は第１モータ７１に第１ユニバーサルジョイント７２を介して連結され、偏心軸９３はロータリーアクチュエータ９６に第２ユニバーサルジョイント９８を介して連結されているので、第１モータ７１およびロータリーアクチュエータ９６の位置は固定されたままで、駆動軸６４および偏心軸９３は、オービタルテーブル６６とともに並進回転運動することが可能である。比較的重量が大きい第１モータ７１およびロータリーアクチュエータ９６は、ベースプレート６８に固定されており、並進回転運動はしない。したがって、オービタルテーブル６６の並進回転運動が安定し、かつ第２モータ１２４がオービタルテーブル６６を並進回転運動させるために必要な電力を下げることができる。さらに、第１モータ７１やロータリーアクチュエータ９６をベースプレート６８の下側に配置することによって、並進回転運動される部分に対して配線や配管接続が不要となり、長期間の駆動による断線等のリスクを回避することができる。
駆動ローラー６１の回転と、オービタルテーブル６６の並進回転運動は、同時に開始してもよく、または駆動ローラー６１の回転をオービタルテーブル６６の並進回転運動の前または後に開始してもよい。駆動ローラー６１の回転速度と、オービタルテーブル６６の並進回転運動の回転速度は、同じであってもよく、または異なってもよい。駆動ローラー６１の回転の開始および停止、オービタルテーブル６６の並進回転運動の開始および停止、駆動ローラー６１の回転速度、およびオービタルテーブル６６の並進回転運動の回転速度は、動作制御部１３４によって制御される。
本実施形態によれば、基板保持装置は、ウェーハＷを並進回転運動させながら、ウェーハＷをその軸心を中心に回転させることができる。このような並進回転運動とウェーハＷの軸心を中心とした回転との組み合わせは、ウェーハＷの表面上の各点での速度を上げることができる。したがって、後述する処理ヘッドをウェーハＷの表面に押し付けたときの、処理ヘッドとウェーハＷの表面との相対速度が増し、ウェーハＷの処理レートを向上させることができる。
図１２は、基板保持装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図６乃至図１１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
図１２に示す実施形態に係る基板保持装置は、第１トルク伝達機構として２つの第１マグネットギヤ１５１を備え、第２トルク伝達機構として２つの第２マグネットギヤ１５２を備えている。第１マグネットギヤ１５１および第２マグネットギヤ１５２は、オービタルテーブル６６とベースプレート６８との間に配置されている。第１マグネットギヤ１５１の一端は駆動軸６４に連結され、第１マグネットギヤ１５１の他端は第１モータ７１の軸７１ａに連結されている。第２マグネットギヤ１５２の一端は偏心軸９３の第１軸部９３ａに連結され、第２マグネットギヤ１５２の他端は、ロータリーアクチュエータ９６の回転軸１１２に連結されている。
第１マグネットギヤ１５１および第２マグネットギヤ１５２は同じ構成および同じ大きさを有している。したがって、以下に、図１３を参照して第１マグネットギヤ１５１の構成を説明し、第２マグネットギヤ１５２の説明は省略する。図１３は、第１マグネットギヤ１５１の拡大図である。図１３に示すように、第１マグネットギヤ１５１は、駆動側マグネットロータ１５６と、被駆動側マグネットロータ１５７と、駆動側マグネットロータ１５６の中心に固定された駆動側連結軸１６０と、被駆動側マグネットロータ１５７の中心に固定された被駆動側連結軸１６１を備えている。駆動側マグネットロータ１５６と、被駆動側マグネットロータ１５７は、微小な隙間を介して互いに対向している。駆動側マグネットロータ１５６の直径は、被駆動側マグネットロータ１５７の直径よりも大きく、被駆動側マグネットロータ１５７は、駆動側マグネットロータ１５６から距離ｅだけ偏心している。駆動側連結軸１６０は、第１モータ７１の軸７１ａに連結され、被駆動側連結軸１６１は、駆動軸６４に連結されている。
図１４（ａ）は、駆動側マグネットロータ１５６を示す図であり、図１４（ｂ）は、被駆動側マグネットロータ１５７を示す図である。駆動側マグネットロータ１５６は、円形に配列された複数の永久磁石１６４を有している。同様に、被駆動側マグネットロータ１５７は、円形に配列された複数の永久磁石１６５を有している。駆動側マグネットロータ１５６の永久磁石１６４と、被駆動側マグネットロータ１５７の永久磁石１６５との間に発生する磁力により、駆動側マグネットロータ１５６のトルクは、被駆動側マグネットロータ１５７に伝達される。
被駆動側マグネットロータ１５７が駆動軸６４とともに並進回転運動をしているとき、被駆動側マグネットロータ１５７は、駆動側マグネットロータ１５６に対向した状態を保ちつつ、駆動側マグネットロータ１５６の周方向に円運動する。したがって、駆動側マグネットロータ１５６のトルクは被駆動側マグネットロータ１５７に伝達することができる。
図１５は、図１乃至図５を参照して説明した基板保持装置を備えた基板処理装置の一実施形態を模式的に示す平面図であり、図１６は、図１５に示す基板処理装置の側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図５を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、基板処理装置は、基板保持装置１０と、処理具２０１を基板保持装置１０に保持されたウェーハＷの第１の面１に接触させてウェーハＷの第１の面１を処理する処理ヘッド２００を備えている。処理ヘッド２００は、基板保持装置１０に保持されているウェーハＷの下側に配置されており、処理ヘッド２００の位置は固定されている。
本実施形態では、ウェーハＷの第１の面１は、デバイスが形成されていない、またはデバイスが形成される予定がないウェーハＷの裏面、すなわち非デバイス面である。第１の面１とは反対側のウェーハＷの第２の面２は、デバイスが形成されている、またはデバイスが形成される予定である面、すなわちデバイス面である。本実施形態では、ウェーハＷは、その第１の面１が下向きの状態で、基板保持装置１０に水平に保持される。
本実施形態の基板処理装置の具体的な動作は次の通りである。基板保持装置１０は、複数のローラー１１ａ，１１ｂをウェーハＷの周縁部に接触させ、複数のローラー１１ａ，１１ｂをそれぞれの軸心を中心に回転させ、かつ複数のローラー１１ａ，１１ｂを円運動させることで、ウェーハＷをその軸心を中心に回転させ、かつウェーハＷを円運動させながら、処理ヘッド２００によって処理具２０１を回転および円運動するウェーハＷの第１の面１に接触させてウェーハＷの第１の面１を処理する。
本実施形態では、処理具２０１はウェーハＷの半径よりも長く、処理具２０１の一端はウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ており、他端は、基板保持装置の軸心ＣＰを越えて延びている。したがって、処理ヘッド２００は、処理具２０１を回転するウェーハＷの第１の面１の全体に接触させることができる。結果として、処理具２０１は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を処理することが可能となる。処理ヘッド２００は、ウェーハＷが円運動しているときに、ローラー１１ａ，１１ｂ、および偏心軸１３ａ，１３ｂに接触しない位置に配置されている。
本実施形態によれば、基板保持装置は、簡単な構造でウェーハＷを円運動させながら、ウェーハＷをその軸心を中心に回転させることができる。このような円運動とウェーハＷの軸心を中心とした回転との組み合わせは、ウェーハＷの表面上の各点での速度を上げることができる。したがって、処理具２０１とウェーハＷの表面との相対速度が増し、ウェーハＷの処理レートを向上させることができる。
一実施形態では、処理具２０１は、ウェーハＷを研磨するための研磨具であってもよい。研磨具の一例として、研磨テープや砥石が挙げられる。さらに一実施形態では、処理具２０１は、ウェーハＷをクリーニングするためのクリーニング具であってもよい。クリーニング具の一例として、クリーニングテープが挙げられる。クリーニングテープの一例として、不織布からなるテープが挙げられる。
さらに一実施形態では、基板処理装置は、図１乃至図５を参照して説明した基板保持装置に代えて、図６乃至図１４を参照して説明した基板保持装置を備えていてもよい。この場合の基板保持装置１０の構成および動作は、図６乃至図１４を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
１０ 基板保持装置
１１ａ，１１ｂ ローラー
１２ ローラー回転機構
１３ａ，１３ｂ 偏心軸
１４ａ，１４ｂ 第１軸部
１５ａ，１５ｂ 第２軸部
１６ａ，１６ｂ 中間軸部
１７ａ，１７ｂ カウンターウェイト
１８ アクチュエータ
１９ 軸受
２０ ベースプレート
２１ 可動台
２３ ピボット軸
２４ 軸受
２５ 支持プレート
２６ 直動ガイド
２７ａ，２７ｂ モータ支持体
２８ 軸受
２９ａ，２９ｂ モータ
３１ａ，３１ｂ ウェーハ保持面（基板保持面）
４０ 動作制御部
６１ 駆動ローラー
６１ａ ウェーハ保持面（基板保持面）
６４ 駆動軸
６６ オービタルテーブル
６８ ベースプレート
７１ 第１モータ
７１ａ 軸
７２ 第１ユニバーサルジョイント
７５ 軸受
８２ 台座
８５ 第１モータ台
８６ 軸受
９０ クランプローラー
９０ａ ウェーハ保持面（基板保持面）
９３ 偏心軸
９３ａ 第１軸部
９３ｂ 第２軸部
９６ ロータリーアクチュエータ
９８ 第２ユニバーサルジョイント
１００ カウンターウェイト
１０１ 軸受
１０４ 軸受
１１０ エアシリンダ
１１０ａ ピストンロッド
１１１ クランク
１１２ 回転軸
１１５ ピボット軸
１１７ 軸受
１２０ 並進回転運動機構
１２１ 偏心主軸
１２１ａ 第１主軸部
１２１ｂ 第２主軸部
１２４ 第２モータ
１２５ 軸受
１２７ 軸受
１２８ 偏心継手
１２８ａ 第１継手軸部
１２８ｂ 第２継手軸部
１２８ｃ 中間軸部
１２９ 第２モータ台
１３４ 動作制御部
１３５ 軸受
１３６ 軸受
１４０ カウンターウェイト
１５１ 第１マグネットギヤ
１５２ 第２マグネットギヤ
１５６ 駆動側マグネットロータ
１５７ 被駆動側マグネットロータ
１６０ 駆動側連結軸
１６１ 被駆動側連結軸
１６４ 永久磁石
１６５ 永久磁石
２００ 研磨ヘッド
２０１ 処理具

Claims (11)

  1. 基板を保持し、該基板を回転させる基板保持装置であって、
    前記基板の周縁部に接触可能な複数のローラーと、
    前記複数のローラーを回転させるローラー回転機構と、
    前記複数のローラーと前記ローラー回転機構を連結する複数の偏心軸と、
    前記複数の偏心軸にそれぞれ固定された複数のカウンターウェイトを備え、
    前記複数の偏心軸は、複数の第１軸部と、前記複数の第１軸部からそれぞれ偏心した複数の第２軸部を有しており、
    前記カウンターウェイトと前記ローラーは、前記第１軸部に関して対称に配置されており、
    前記複数の第１軸部は前記ローラー回転機構に固定され、前記複数のローラーは前記複数の第２軸部にそれぞれ固定されていることを特徴とする基板保持装置。
  2. 前記ローラー回転機構は、前記複数の第１軸部にそれぞれ連結された複数のモータと、前記複数のモータを同じ速度かつ同じ位相で回転させる動作制御部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
  3. 基板を保持し、該基板を回転させる基板保持装置であって、
    前記基板の周縁部に接触可能な駆動ローラーと、
    前記駆動ローラーが固定された駆動軸と、
    前記駆動軸を回転可能に支持するオービタルテーブルと、
    前記オービタルテーブルから離れて配置されたベースプレートと、
    前記ベースプレートに固定された第１モータと、
    前記第１モータと前記駆動軸とを連結する第１トルク伝達機構と、
    前記オービタルテーブルを並進回転運動させる並進回転運動機構とを備えたことを特徴とする基板保持装置。
  4. 前記基板の周縁部に接触可能なクランプローラーと、
    前記クランプローラーを回転可能に支持する偏心軸と、
    前記ベースプレートに固定されたロータリーアクチュエータと、
    前記ロータリーアクチュエータと前記偏心軸を連結する第２トルク伝達機構とをさらに備え、
    前記偏心軸は、前記オービタルテーブルに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。
  5. 前記偏心軸に固定されたカウンターウェイトをさらに備え、
    前記偏心軸は、前記第２トルク伝達機構に連結された第１軸部と、前記第１軸部から偏心した第２軸部を有しており、
    前記クランプローラーは前記第２軸部に回転可能に連結されており、
    前記カウンターウェイトと前記クランプローラーは、前記第１軸部に関して対称に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の基板保持装置。
  6. 前記基板保持装置は動作制御部をさらに備えており、
    前記並進回転運動機構は、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された偏心主軸と、前記偏心主軸に連結された第２モータと、前記オービタルテーブルと前記ベースプレートとを連結する複数の偏心継手を備えており、
    前記第２モータは前記ベースプレートに固定されており、
    前記動作制御部は、前記第１モータおよび前記第２モータの回転速度を独立に制御可能に構成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置。
  7. 前記並進回転運動機構は、前記偏心継手に固定されたカウンターウェイトを有しており、
    前記偏心継手は、前記ベースプレートに回転可能に連結された第１継手軸部と、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された第２継手軸部とを備え、
    前記第２継手軸部は前記第１継手軸部から偏心しており、
    前記偏心継手に固定された前記カウンターウェイトと、前記第２継手軸部は、前記第１継手軸部に関して対称に配置されており、
    前記偏心主軸は、前記第２モータに連結された第１主軸部と、前記オービタルテーブルに回転可能に連結された第２主軸部とを備え、
    前記第２主軸部は前記第１主軸部から偏心していることを特徴とする請求項６に記載の基板保持装置。
  8. 前記第１トルク伝達機構は、ユニバーサルジョイントまたはマグネットギヤであることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の基板保持装置。
  9. 前記第２トルク伝達機構は、ユニバーサルジョイントまたはマグネットギヤであることを特徴とする請求項４または５に記載の基板保持装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板保持装置と、
    処理具を基板の第１の面に接触させて該第１の面を処理する処理ヘッドとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
  11. 複数のローラーを基板の周縁部に接触させ、
    前記複数のローラーをそれぞれの軸心を中心に回転させ、かつ前記複数のローラーおよび複数のカウンターウェイトを円運動させることで、前記複数のローラーに発生する遠心力を、前記複数のカウンターウェイトに発生する遠心力でキャンセルしながら、前記基板をその軸心を中心に回転させ、かつ前記基板を円運動させ、
    処理具を、前記回転および円運動する基板に接触させて該基板を処理することを特徴とする基板処理方法。
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