JP7007141B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転させた基板に処理液を供給して基板処理を行う基板処理装置に関する。

半導体ウェーハやフォトマスク用ガラス基板の表面処理装置として、表面処理の均一性、再現性の向上の点から、基板を１枚ずつ処理する枚葉方式が広く採用されている。枚葉方式の基板処理装置では、水平に保持した基板をその中心軸周りに回転（スピン）させて、処理液を基板中央の表面に流し、遠心力で処理液を外周に向けて流れさせて基板全体の処理を進める。そして、所定の基板処理が終了すると、基板表面に残った液を洗い流すためのリンス処理が同様な方法で行われ、その後リンス液の供給停止後に基板を高速回転により乾燥させて処理が終了する。

上記した枚葉方式の基板処理装置では、回転する基板の基板上を流れた処理液を、基板の外周端又は基板を回転させる回転体の外周端から遠心力により飛散させ、その後処理槽内の所定領域に集めて廃液にするか、又は再利用のために回収している。例えば、基板を回転させる回転体の周囲を囲むように、内側に廃液槽と外側に回収槽とを配置し、飛散した処理液を廃液とするときは内側の廃液槽に、回収するときは外側に位置する回収槽にそれぞれ集め、廃液との混入を防止した処理液の回収を行っている。

また、基板を保持する回転体の周囲を取り囲むように同心円状に設け、天部を備えたフェンスを開閉式とする複数の回収槽を配置し、基板から飛散された処理液を所定の回収槽に回収させ、他の回収槽の天部を閉じた状態にして他の処理液の混入の防止を図る構造の基板処理装置が提案されている。（特許文献１参照）。

特開２００４－３１４００号公報

上記の基板処理装置では、基板の外周端や回転体の外周端から処理液を基板外の回収槽に飛散しにくい回転数の場合、つまり、基板の回転数が数十ｒｐｍ程度の低回転数で基板処理を行うとき、回収目的の処理液の回収槽まで処理液が飛散されず、回収槽に処理液を回収することが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板処理を行った所定の処理液を所定の回収槽に回収することが可能な基板処理装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、基板の表面に処理液を供給して基板処理する基板処理装置において、前記基板を保持する回転体部と、前記回転体部を回転させる回転駆動部と、前記基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給手段と、前記回転体部により保持された前記基板の回転半径より大なる回転半径を有する、前記回転体部に相対に回転可能に設けられたリング体と、前記リング体を前記基板の回転速度と異なる回転速度での回転を可能とするリング体回転機構と、を有し、前記リング体回転機構は、伸縮するシリンダロッドを有するシリンダ機構部と、前記シリンダ機構部の前記シリンダロッドの伸長により回転が停止される連動機構部とを有し、前記連動機構部は、前記回転体部に回転可能に装着され、前記リング体の内側面に形成される溝部に係合する第１の円板部材と、前記第１の円板部材と連結軸により同軸に連結される第２の円板部材と、前記第２の円板部材と係合する同期回転体とを有する構成である。

本発明に係る基板処理装置によれば、基板に供給した処理液を所定の回収槽に回収することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 図１に示す基板処理装置の可動液受け部を降下させた状態における基板処理装置の縦断面図である。 図１に示す基板処理装置の平面図である。 図１に示すリング体の斜視図である。 図４Ａに示すＡ部の拡大断面図である。 図３に示すＸ－Ｘ断面図である。 図１に示すリング体の回転数が基板の回転数より高いときの処理液の飛散状態を示す一部断面図である。 図１に示すリング体の回転数が基板の回転数より低いときの処理液の流出状態を示す一部断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の断面図である。 図７に示す同期回転体と同期回転体停止ピンの断面説明図である。 図８Ａに示す同期回転体停止ピンが同期回転体に作動する状態の断面説明図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の基本的な構造が図１～図６に示される。以下、図１～図６を参照して本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を説明する。

図１に示すように、基板処理装置１１は、主として、搬送ロボット（不図示）により搬送された半導体ウェーハなどの基板１２を回転させるための円板形状の回転体１３と、回転体１３を覆うようにその上部に位置し、回転体１３と共に回転する円板形状のカバー部１５と、カバー部１５の表面の外周付近に周方向６０度間隔で設けられた６個のクランプピン２５（図１では３個を図示）と、回転体１３の外周端部上面に回転可能に設けられたリング体２１と、回転体１３の回転の動力源である駆動モータ３５（回転駆動部）と、駆動モータ３５の回転子３４ａの回転を回転体１３及びカバー部１５に伝動して回転させる円筒形状の動力伝動体３６と、基板１２の表面（図１では上面）に処理液（エッチング液、リンス液等）を供給するノズル２３（２３ａ、２３ｂ）と、リング体２１の周囲に配置され、リング体２１から飛散した処理液を受け止める可動液受け部２２と、各部を制御する制御部１００とを有する。さらに、基板１２から処理液がリング体２１に流入するように、リング体２１の上面は、基板１２の表面より下方位置にあり、リング体２１の外周端は基板１２の外周端よりも外側に位置するように設けられている。なお、リング体２１の上面が基板１２の表面と面一に設けられていても良い。

円筒形状の回転子３４ａは、基板処理装置１１の下部に位置するベース板３０に設けられた円形の通孔１４を貫通して設けられている。ベース板３０の下部には、回転子３４ａの周囲を覆うように円筒形状の固定子３４ｂが設けられている。回転子３４ａと固定子３４ｂは、回転体１３を回転させる駆動モータ３５の主要部を構成する。円筒形状の回転子３４ａの上端は、円筒形状の動力伝動体３６の下端に接続され、そして動力伝動体３６の上端は、回転体１３及びカバー部１５に接続されている。なお、回転体１３及びカバー部１５は、回転体部として構成される。駆動モータ３５の回転子３４ａが動力伝動体３６を通じて回転体１３、カバー部１５、そしてカバー部１５上のクランプピン２５により保持された基板１２を回転させる構造となっている。駆動モータ３５は、制御部１００と電気的に接続されており、その駆動が制御部１００により制御される。

回転子３４ａ及び動力伝動体３６の中空内部には、これらと同軸（軸Ａ）となる非回転の保持筒３７が設けられており、この保持筒３７の上端部にはノズルヘッド３８が設けられている。ノズルヘッド３８には、基板１２の裏面（図１では下面）に処理液等（エッチング液、リンス液等）を噴射するノズル２４（２４ａ、２４ｂ）が設けられており、他端は処理液供給部（不図示）に接続されている。中空の管体３９は、その一端がノズルヘッド３８を貫通して、ノズルヘッド３８に形成される凹部の底部に接続され、他端を廃液タンク等（不図示）に向けて、保持筒３７内を同軸（軸Ａ）となる位置に配置されている。ノズル２４は、基板１２の裏面を薬液処理するために設けられており、ノズル２４を使用する両面処理のときは、ノズル２３とノズル２４とで処理液供給手段を構成する。処理液供給手段による処理液の供給は、制御部１００によって制御される。カバー部１５の中央には、ノズル２４（２４ａ、２４ｂ）から基板１２の裏面に向けて噴射される処理液を通過させるための開口部１５ａが形成されている。

回転体１３の外周端周囲には、下方に向けた所定長さの側壁部１３ａが垂下して設けられており、この側壁部１３ａの下部の先端部は、回転体１３の外周を囲むようにしてベース板３０上に設けた廃液槽５１内に挿入された位置にある。廃液槽５１は、上部を開口とする環状に形成された容器である。廃液槽５１の外周側となる仕切り壁５１ｂは、内周側となる内壁５１ａより高く形成され、その先端は回転体１３の外周端に近接した位置にある。廃液槽５１の底部５１ｃには、廃液槽５１に流入した廃液を外部に流すための廃液配管５３が接続されている。廃液槽５１の外側には、上記した仕切り壁５１ｂと、仕切り壁５１ｂの外周側に位置する外壁５２ａ、及び底部５２ｃから成る、上部開口で環状に形成された回収槽５２が設けられている。回収槽５２の底部５２ｂには、回収槽５２に流入した回収液を回収するための回収配管５５が接続されている。なお、本実施形態では、廃液槽５１、回収槽５２を各１個設けているが、回収槽を基板処理装置１１の径方向に複数個設置することもできる。

回収槽５２の上方には、昇降動作可能な環状の可動液受け部２２が設けられている。可動液受け部２２は、立設した周壁とその上が内側斜め上方に向けて傾斜する傾斜壁とから成る液受け部２２ａ、液受け部の下が二重壁となる二重壁部２２ｂとで形成されており、液受け部昇降駆動機構（不図示）により昇降動作が可能となっている。この液受け部昇降駆動機構は、制御部１００により制御される。なお、飛散した処理液を回収槽５２外に飛び散らないように、可動液受け部２２は、上下昇降の各位置においても上記二重壁部２２ｂの間に回収槽５２の外壁５２ａが挿入した状態となっている。可動液受け部２２は、上昇した位置では、回転する基板１２から飛散した処理液を液受け部で受けて回収槽５２に滴下させ（図１参照）、下降した位置では搬送ロボットのフォーク（不図示）との接触を避けて基板１２の交換等が可能となるように上下位置が設定されている（図２参照）。なお、可動液受け部２２が下降した位置は、可動液受け部２２が回収槽５２の開口を覆い、回収槽５２への処理液流入を防止する状態となっている。

カバー部１５には、カバー部１５内の外周側で周方向６０度の間隔で６個の第１の円板部材である上円板１８（図３参照）が回転可能に配置されている。上円板１８の外周はリング体２１の内側面の係合溝２１ａと係合し（図４Ｂ参照）、上円板１８の中心部は円柱形状の連結軸である円板軸２７（６個）を介して第２の円板部材である下円板６１（図１では２個のみ図示する。）の中心部と同軸で一体に結合されている。円板軸２７は、回転体１３内の外周側に、周方向６０度間隔で設けた円筒形状の支持筒部６０（６個）により回転可能に位置決めされている（図２では２個のみ図示する。）。下円板６１は、動力伝動体３６の外周に同期回転体軸受け６２を介して同期回転体６３の外周端と係合している。

同期回転体６３は同期回転体軸受け６２を介して、回転体１３の回転軸である動力伝動体３６に設けられている。これにより、回転体１３が回転すると、係合する下円板６１と連動した回転が可能となる。同期回転体６３には、ベース板３０上に設けた駆動モータ６５の回転板６５ａと係合する凸部６３ａが設けられている。駆動モータ６５の駆動により、同期回転体６３が所定の回転数に回転される。駆動モータ６５は、制御部１００と電気的に接続され、その駆動が制御部１００によって制御される。駆動モータ６５の駆動により同期回転体６３回転すると、同期回転体６３と係合する下円板６１を介して円板軸２７及び上円板１８が回転し、さらに後述する上円板２７と係合するリング体２１が回転する。駆動モータ６５の回転方向は、リング体２１が基板１２の回転方向と同じ方向に回転するようになっている。さらに、駆動モータ６５は変速可能でかつ正逆方向の回転も可能であり、基板１２の回転方向と異なる方向にリング体２１を所定の回転数で回転させることができる。なお、駆動モータ６５が変速可能な回転駆動部に相当し、上円板１８、円板軸２７、下円板６１及び同期回転体６３で連動機構部を構成し、これら全体でリング体回転機構を構成する。

図１、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、回転体１３の上面の外周端部に回転可能に設けられた、断面が矩形状の環状部材であるリング体２１は、基板１２の回転軸と同軸（軸Ａ）に設けられており、基板１２の回転半径よりも大きな回転半径を有する。また、リング体２１は、上面が平坦で、内側側面に沿って環状の係合溝２１ａが形成されており、この係合溝２１ａに上円板１８（図３参照）が係合する。これにより、上円板１８の回転（自転）が係合溝２１ａを介してリング体２１を回転させることができる。したがって、制御部１００によって駆動モータ６５の回転数を制御することで、リング体２１の回転数を制御することができるので、回転体１３による基板１２の回転数とは異なる回転数（基板１２の回転数より高い又は低い回転数）でリング体２１を回転させることができる。さらに、駆動モータの回転が正逆可能であることから、リング体２１を基板１２の回転と逆方向へ回転させることも可能である。また、本実施形態におけるリング体２１は、外周側面に沿って複数のＶ字溝２１ｂが形成されている。リング体２１の外周面に液垂れした液滴をＶ字溝２１ｂに集め、集まった液敵を大きな液滴としてリング体２１の回転による遠心力で飛散させるためである。なお、処理液の性質（疎水性、親水性等）に応じて、リング体２１の表面（側面、上面等）の形状を選択することで、処理液を回収槽５２へ効果的に飛散させることができる。なお、複数のＶ字溝２１を設ける以外に、リング体２１の外周面に沿って庇形状の部材を設け、リング体２１の外周面に液垂れした液滴をリング体２１から飛散させるようにしても良い。

次に、基板１２の保持機構について基板処理装置１１の断面を違う位置から見た図３、図５で説明する。カバー部１５内の外周側には、周方向６０度の間隔で配置された６個の上円板１８のそれぞれの間に、６個の回転板１７がカバー部１５に対して回転可能に配置されている（図３参照）。回転板１７には、回転板１７の回転中心から偏心した位置にクランプピン２５がそれぞれ設けられている。クランプピン２５は、基板保持部として構成される。クランプピン２５は、回転板１７と、各回転板１７の中心部の下に設けたピン回転体２９と、ピン回転体２９の下に設けた子歯車３１とで一体に結合されている。各子歯車３１は、回転体１３と同軸（軸Ａ）となるように設けられている親歯車３２に噛合する。この親歯車３２は、動力伝動体３６の外周に親歯車軸受け４１を介して設けられている。

上記親歯車３２には付勢手段としてのクランプばね（捩じりコイルばね）４２が装着されている。このクランプばね４２は一端を回転体１３に係合させ、他端を親歯車３２に係合させることで、親歯車３２を回転方向（反時計方向）に付勢している。それによって、子歯車３１は時計方向に付勢されるから、この子歯車３１の回転にピン回転体２９及び回転板１７が連動し、上記クランプピン２５が回転体１３の中心方向へ偏心回転して基板１２の外周面に当接して保持（ロック状態）するようになる。このとき、基板１２が基板回転軸Ａを中心とする位置にセンタリングされるように設定されている。

また、上記クランプピン２５による基板１２のロック状態を解除する場合には、チャック開放シリンダ４３によって親歯車３２の反時計方向への回転が阻止された状態で、駆動モータ３５により回転体１３をクランプばね４２の付勢力に抗して反時計方向に回転させる。すなわち、回転体１３を反時計方向へ角度θ（約２０度程度）回転させると、親歯車３２に噛合した各子歯車３１は反時計方向に回転する。その結果、クランプピン２５は基板１２の外周面から離れる方向へ偏心回転するから、このクランプピン２５の頭部による基板１２の端部への接触による保持状態が解除されることになり、基板１２はクランプピン２５の肩部に載置された状態に置かれ、搬送ロボットによる基板１２の取り出しが可能となる。なお、回転体１３、クランクピン２５、カバー部１５、回転板１７、ピン回転体２９、子歯車３１、親歯車３２及びクランプバネ４２は、基板保持手段を構成する。また、この基板保持手段は、回転体部内に構成される。

リング体２１は、回転体１３の回転速度によらず、制御部１００により駆動モータ６５の回転速度及び回転方向を制御することで最適な回転速度に調整できる。制御部１００は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部を備えている。この制御部１００は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて駆動モータ３５や駆動モータ６５などを制御し、回転中の基板１２に対し、処理液をノズル２３、ノズル２４から噴射して供給する基板処理の制御を行う。

次に、本実施形態に係る基板処理装置１１を用いた基板１２の処理の手順について以下に説明する。基板処理装置１１では、使用する処理液として、ノズル２３ａから供給される処理液Ａ（エッチング液：リン酸溶液）、ノズル２３ｂから供給される処理液Ｂ（リンス液：純水）が用いられる。基板処理装置１１の可動液受け部２２を基板搬送ロボット（不図示）との接触を防止するために、液受け部昇降駆動機構（不図示）により所定位置まで降下させる（図２）。そして、外部装置である基板搬送ロボットにより未処理の基板１２が基板処理装置１１に搬入され、クランプピン２５上に載置される。基板１２が搬入された後、搬送ロボットが待機位置まで後退すると、基板１２の回転による処理液の装置外への飛散防止のために、可動液受け部２２が上昇位置に戻される（図１）。

搬送ロボットにより基板１２を基板処理装置１１に供給する前は、クランプピン２５はアンロック状態になっている。つまり、基板１２の外周面よりも所定寸法径方向外方の離れた位置にある。クランプピン２５がアンロック状態にあるとき、未処理の基板１２が図示しない搬送ボットによってクランプピン２５の肩部に載置される。基板１２がクランプピン２５に供給、配置されたなら、クランプピン２５の上部先端にある頭部が基板１２の外周面に当接する方向へ偏心回転し、基板１２がクランプピン２５によって保持される。

待機位置にあった処理液Ａを供給するノズル２３ａは、基板１２の表面中心の上部に移動される。そして、基板１２は、駆動モータ３５により、エッチング液である処理液Ａによる基板１２への薬液処理に適した回転数（例えば、数十～１００ｒｐｍ）で回転される。このとき、リング体２１は、駆動モータ６５の駆動により、基板１２の回転方向と同じ方向に、基板１２の回転数より高い回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で回転される。基板１２及びリング体２１がそれぞれ回転されると、ノズル２３ａから回転される基板１２の中心部に処理液Ａが供給される。供給された処理液Ａは、回転する基板１２上を遠心力により基板１２の中央部から周囲に拡散される。基板１２の端部に到達した処理液Ａは、基板１２の端からカバー部１５に流出し、さらにカバー部１５の外周位置にあるリング体２１に流出する。リング体２１は、上記したように基板１２の回転数よりも高い回転数で回転しているので、処理液Ａには基板１２上での遠心力よりも大きな遠心力が作用することになり、廃液槽５１を越えて回収槽５２へと飛散する（図６Ａ）。また、ノズル２３ａより基板１２の表面に処理液Ａが供給させると同時に基板１２の裏面にノズル２４ａによって処理液Ａを供給される。基板１２の裏面に供給された処理液Ａは、カバー部１５に流出し、さらに、カバー部１５の外周位置にあるリング体２１に流出し、リング体に２１によって回収槽５２に飛散する。これにより、基板１２が低速回転数（例えば、数十～１００ｒｐｍ）のときには、遠心力が小さいために、側壁部１３ａと仕切り壁５１ｂとの間の廃液槽５１に落下する処理液Ａを、本実施形態では、リング体２１を基板より高速で回転させることで、処理液Ａを回収槽５２に回収することが可能となる。

次に、処理液Ａによる基板１２の処理が終了すると、ノズル２３ａ及びノズル２４ａから処理液Ａの供給が停止され、ノズル２３ａを基板１２の中央上部から待機位置へと退避させる。このとき、可動液受け部２２が、回収槽５２の開口を塞ぐ位置に降下する（図２に示す状態）。そして、ノズル２３ｂを待機位置から基板１２の中央上部へ移動させる。ノズル２３ｂ及びノズル２４ｂからは、基板１２の洗浄用のリンス液（純水）である処理液Ｂが供給される。処理液Ｂによる洗浄では、基板１２の回転数は中速回転数（例えば、５００ｒｐｍ）に設定される。このとき、駆動モータ６５を駆動させてリング体２１を基板１２の回転数よりも低速回転数（例えば、数十から１００ｒｐｍ）とする。基板１２の端部に到達した処理液Ｂは、基板１２の端から降下位置にある可動液受け部２２を超えて不図示の可動液受け部２２の外周に位置する廃液槽に飛散させることができる。また、基板１２の端部から飛散する処理液Ｂの一部は、側壁部１３ａと仕切り壁部１３の間を落下し、廃液槽５１へ流れる。このとき、可動液受け部２２が回収槽５２の開口を塞ぐ位置に降下しているので、回収槽５２へ処理液Ｂが流入することを防止できる。また、基板１２の裏面に供給された処理液Ｂは、カバー部１５からリング体２１に流出する。リング体２１の回転数は、基板１２よりも低いため、カバー部１５からリング体２１に流出した処理液Ｂに働く遠心力は、カバー１５上を流れている時よりも小さい。そのため、リング体２１から飛散する処理液Ｂは、降下位置にある可動液受け部２２を超えずに、側壁部１３ａと仕切り壁５１ｂとの間を落下して廃液槽５２に流入される（図６Ｂ）。これにより、前の処理で側壁部１３ａと仕切り壁５１ｂに付着した処理液Ａを処理液Ｂによって洗い流すことが可能となり、後述する乾燥処理における基板１２の高速回転において、エッチング液である処理液Ａのミストが飛散するのを抑えることができる。

次に、処理液Ｂによる基板１２の洗浄処理が終了すると、ノズル２３ｂ及びノズル２４ｂから処理液Ｂの供給が停止され、ノズル２３ｂを基板１２の中央上部から待機位置へと退避させる。そして、駆動モータ３５、回転体１３等により基板１２を高速回転数（例えば、１０００～１５００ｒｐｍ）で回転させ、基板１２上から処理液Ｂを飛散させて基板１２を乾燥させる。このとき、処理液Ｂは、降下位置にある可動液受け部２２を超えて不図示の可動液受け部２２の外周に位置する廃液槽に飛散する。リング体２１は、基板１２と同じ所謂高速回転数にする。また、可動液受け部２２は、回収槽５２の開口を塞ぐ降下位置にあるので、処理液Ｂが回収槽５２へ流入するのを防止できる。

所定時間経過後、乾燥処理が終了したならば、クランプピン２５による基板１２の保持（ロック）状態が解除される。基板１２の保持状態が解除された後、搬送ロボット（不図示）により処理済みの基板１２が外部へ搬送される。このとき、可動液受け部２２は回収槽５２の開口を塞ぐ下降位置にあるので、搬送ロボットとの接触を回避することができる。

本実施形態においては、処理液による基板処理を低速回転数で行う場合、基板１２の外周付近に設けたリング体２１を基板１２の回転数より高い回転数とすることで、基板１２の端からリング体２１に流入した処理液を低速回転する時よりも大きな遠心力で回収槽５２へと飛散させることができる。すなわち、基板１２の回転数と異なる回転数でリング体２１を回転させることができるので、基板１２は基板処理に最適な回転数を維持することができると共に、リング体２１の回転数を処理液の回収、廃棄等に最適な回転数に設定することができ、処理済みの処理液を有効に再利用又は廃棄することができる。なお、リング体２１の回転数、回転方向を処理液の回収、廃液に合せて任意に設定することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置１１ａについて、図７～図８Ｂを参照して説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については適宜簡略又は省略する。また、第１の実施形態と共通する構成要素については、共通の名称、符号を使用して説明する。

本実施形態では、第１の実施形態における同期回転体６３を回転させる駆動モータ６５が配置されておらず、替わりにシリンダ７５が設けられている点が特徴である（図７）。シリンダ７５は、ベース板３０上に設けられ、上部のシリンダロッド７５ａが伸長して上方に位置する同期回転体６３に圧接し、その回転を停止させる機能を有する。このシリンダ７５は、制御部１００に電気的に接続されており、その駆動を制御部１００によって制御される。図８Ａに示すように、シリンダ７５は、シリンダロッド７５ａが伸長する以前には、同期回転体６３とは接触していない状態にある。同期回転体軸受け６２は、低発塵性の滑り部材７７を介して動力伝動体３６に設けられている。この滑り部材７７により、同期回転体軸受け６２は上下方向に移動可能になっている。同期回転体６３は、下円板６１と係合しており、さらに動力伝動体３６とは滑り部材７７と同期回転体軸受け６２を介して設けられると共に、低発塵性の接続部材７６を間に介して接続されている。回転体１３が回転すると、回転体１３に位置決めされる円板軸２７と下円板６１、同期回転体６３も、回転体１３と共に回転する。

図８Ｂに示すように、シリンダ７５のシリンダロッド７５ａを伸長させてその先端を同期回転体６３に圧接させると、同期回転体６３と動力伝動体３６側の滑り板７６との接合が離れ、同期回転体軸受け６２によって回転可能となる。これにより、同期回転体６３の回転は停止する。このとき、下円板６１は、係合する同期回転体６３の周りを回転しながら回転体１３と共に回転する。このとき、下円板６１は基板１２と同じ方向に回転する。この下円板６１が回転することで、上円板１８も回転し、上円板１８に係合するリング体２１回転することなる。これにより、リング体２１は下円板６１の回転方向、つまり、基板の回転方向に回転されることになる。また、リング体２１は、回転する回転体１３の周りを回転するので、回転体１３の回転数より高い回転数で回転することになる。

本実施形態では、第１実施形態のように、駆動モータ６５を使用してリング体２１の回転数、回転方向を自由に変化させることはできないものの、本実施形態では、シリンダ機構の使用により、リング体２１を基板の回転数よりも高い回転数とすることができるので、基板１２が低回転数のときに、処理液を飛散させて回収槽５２に回収することができる。本実施形態では、シリンダ７５がシリンダ機構部に相当し、上円板１８、円板軸２７、下円板６１及び同期回転体６３で連動機構部を構成し、これら全体でリング体回転機構を構成する。

次に、本実施形態に係る基板処理装置１１ａを用いた基板１２の処理の手順について以下に説明する。使用する処理液は、第１実施形態と同様、ノズル２３ａ及びノズル２４ａから供給される処理液Ａ（エッチング液：リン酸溶液）、ノズル２３ｂ及びノズル２４ｂから供給される処理液Ｂ（リンス液：純水）が用いられる。

可動液受け部２２が液受け部昇降駆動機構（不図示）により降下する。基板搬送ロボット（不図示）により未処理の基板１２が基板処理装置１１に搬入され、クランプピン２５上に載置される。基板１２が搬入された後、搬送ロボットが待機位置まで後退すると、基板１２の回転による処理液の装置外への飛散防止のために、可動液受け部２２が上昇位置に戻される。

基板１２がクランプピン２５に配置された後、回転板１７に設けられたクランプピン２５の上部先端にある頭部が基板１２の外周面に当接する方向へ偏心回転し、基板１２がクランプピン２５によって保持されることになる。

処理液Ａを供給するノズル２３ａは、待機位置から基板１２の表面中心の上部に移動される。そして、基板１２は、駆動モータ３５により、エッチング液である処理液Ａによる基板１２への薬液処理に適した回転数（例えば、数十～１００ｒｐｍ）で回転される。このとき、シリンダ７５のシリンダロッド７５ａを伸長させ、その先端を同期回転体６３に当接させ、同期回転体６３と動力伝動体３６との接合を離すと、上述したように、リング体２１は基板１２の回転数よりも高い回転数で回転する。そして、ノズル２３ａから回転する基板１２の中心部に処理液Ａが供給される。供給された処理液Ａは、回転する基板１２上を遠心力により基板１２の中央部から均等に周囲に拡散する。基板１２の端部に到達した処理液Ａは、基板１２の端からカバー部１５に流出し、さらにその外周位置にあるリング体２１に流出する。リング体２１は、上記したように基板１２の回転数よりも高い回転数で回転しているので、処理液Ａには基板１２上での遠心力よりも大きな遠心力が作用することになり、殆どは廃液槽５１を越えて外側に位置する回収槽５２へと飛散する（図７Ａ）。また、ノズル２３ａにより基板１２の表面に処理液Ａが供給させると同時に基板１２の裏面にノズル２４ａによって処理液Ａが供給される。基板１２の裏面に供給された処理液Ａは、カバー部１５に流出し、さらに、カバー部１５の外周位置にあるリング体２１に流出し、リング体に２１によって回収槽５２に飛散する。これにより、基板１２が低速回転数（例えば、数十～１００ｒｐｍ）のときには、従来は遠心力が小さいために側壁部１３ａと仕切り壁５１ｂとの間の廃液槽５１に落下していた処理液Ａを、本実施形態では、リング体２１を基板より高速で回転させることで、処理液Ａを回収槽５２へ飛散することができるので、他の処理液と分離した回収が可能となる。

次に、処理液Ａによる基板１２の処理が終了すると、ノズル２３ａ及びノズル２４ａから処理液Ａの供給が停止され、ノズル２３ａが基板１２の中央上部から待機位置へと退避し、さらに可動液受け部２２が回収槽５２の開口を塞ぐ位置に降下する。そして、ノズル２３ｂを待機位置から基板１２の中央上部へ移動させる。処理液Ｂによる基板１２の洗浄を効果的に行うために、基板１２の回転数は中速回転数（例えば、５００ｒｐｍ）に設定される。このとき、処理液Ｂは処理液Ａを含むので、リング体２１の回転数も基板１２の回転数と同じ中速回転数に設定すべく、シリンダ７５のシリンダロッド７５ａは伸長させず、後退位置とする（図８Ａ）。そして、ノズル２３ｂ及びノズル２４ｂから基板１２の中央に処理液Ｂが供給され、遠心力により基板１２の中央部から均等に周囲に拡散して基板洗浄を均一に行う。基板１２の端部に到達した処理液Ｂは、基板１２の端からカバー部１５に流出し、さらにその外周位置にあるリング体２１に流出する。リング体２１が基板１２の回転数と同じ中速回転数であるから、処理液Ｂは遠心力により可動液受け部２２の上を越えて飛散するので、回収槽５２へ処理液Ｂが流入することを防止できる。このとき、処理液Ｂは、降下位置にある可動液受け部２２を超えて不図示の可動液受け部２２の外周に位置する廃液槽に飛散し、処理液Ｂの一部は、側壁部１３ａと仕切り壁部１３の間を落下し、廃液槽５１へ流れる。

次に、処理液Ｂによる基板１２の洗浄処理が終了すると、ノズル２３ｂ及びノズル２４ｂは、処理液Ｂの供給が停止され待機位置へと退避する。このとき、可動液受け部２２は、回収槽５２の開口を塞ぐ位置に降下した状態に維持する。そして、ノズル２３ｃを待機位置から基板１２の中央上部へ移動させる。

そして、駆動モータ３５、回転体１３等により基板１２を高速回転数（例えば、１０００～１５００ｒｐｍ）で回転させ、基板１２上から処理液Ｂを飛散させて基板１２を乾燥させる。リング体２１は、基板１２と同じ回転数とすべく、シリンダ７５のシリンダロッド７５ａは伸長させず、後退位置とする。処理液Ｂは遠心力により飛散するが、可動液受け部２２が回収槽５２の開口を塞ぐ位置に降下しているので、回収槽５２へ処理液Ｂの流入は防止される。このとき、処理液Ｂは、降下位置にある可動液受け部２２を超えて不図示の可動液受け部２２の外周に位置する廃液槽に飛散する。

所定時間経過後、乾燥処理が終了したならば、回転体１３の回転を停止し、クランプピン２５による基板１２の保持（ロック）状態が解除される。基板１２の保持状態が解除された後、搬送ロボット（不図示）により処理済みの基板１２が外部へ搬送される。

上記したように、本実施形態の基板処理装置１１ａでは、リング体２１の回転数を基板１２の回転数と同じ、又は高い回転数とすることが簡単な装置構成で行うことが可能となる。すなわち、基板１２の回転数が低速回転のときに、リング体２１を基板１２の回転数よりも高い回転数とすることができるので、処理液を回転するリング体２１の遠心力により回収槽５２へ飛散させることが可能となる。また、本実施形態ではシリンダ機構を使用するので、駆動モータを使用した第１実施形態よりも構成を簡素にすることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１１、１１ａ 基板処理装置
１２ 基板
１３ 回転体
１５ カバー部
１７ 回転板
１８ 上円板
２１ リング体
２２ 可動液受け部
２３ ノズル
２５ クランプピン
２７ 円板軸
２９ ピン回転体
３０ ベース板
３１ 子歯車
３２ 親歯車
３３（３３ａ～３３ｆ） 支持筒部
３４ａ 回転子
３４ｂ 固定子
３５ 駆動モータ
３６ 動力伝動体
４１ 親歯車軸受け
４２ クランプバネ
４３ チャック開放シリンダ
５１ 廃液槽
５２ 回収槽
５３ 廃液配管
５５ 回収配管
６０ 支持筒部
６１ 下円板
６２ 同期回転体軸受け
６３ 同期回転体
６５ 駆動モータ
７５ リング体増速シリンダ
７５ａ シリンダロッド
７６ 接続部材

Claims (4)

1. 基板の表面に処理液を供給して基板処理する基板処理装置において、
   前記基板を保持する回転体部と、
   前記回転体部を回転させる回転駆動部と、
   前記基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記回転体部により保持された前記基板の回転半径より大なる回転半径を有する、前記回転体部に相対に回転可能に設けられたリング体と、
   前記リング体を前記基板の回転速度と異なる回転速度での回転を可能とするリング体回転機構と、を有し、
   前記リング体回転機構は、伸縮するシリンダロッドを有するシリンダ機構部と、前記シリンダ機構部の前記シリンダロッドの伸長により回転が停止される連動機構部とを有し、
   前記連動機構部は、前記回転体部に回転可能に装着され、前記リング体の内側面に形成される溝部に係合する第１の円板部材と、前記第１の円板部材と連結軸により同軸に連結される第２の円板部材と、前記第２の円板部材と係合する同期回転体とを有する基板処理装置。
2. 前記リング体は、平坦な上面を有する環状部材である請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記リング体は、外側面に複数の溝が形成される請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記同期回転体は、前記回転体部の回転軸に軸受け部を介して設けられている請求項１に記載の基板処理装置。

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