KR20240029518A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240029518A
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슈헤이 네모토
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

[과제] 모터에서 발생한 회전 구동력을 동력 전달부에 의해 기판 유지부에 전달하는 회전 기구를 구비한 기판 처리 장치에 있어서, 당해 회전 기구의 메인터넌스성을 향상시킨다.
[해결 수단] 이 발명에 따른 기판 처리 장치에서는, 챔버는, 챔버의 외부와 기판 유지부의 사이에서 기판을 반송 경로를 따라 반송하기 위한 반송용 개구와, 기판 유지부를 사이에 두고 반송용 개구의 반대측에 형성된 메인터넌스용 개구를 갖고 있다. 또, 회전 기구는, 기판 유지부를 회전시키기 위한 회전 구동력을 발생시키는 모터와, 모터 및 기판 유지부를 연결함으로써 모터에서 발생한 회전 구동력을 기판 유지부에 전달하는 동력 전달부를 갖고 있다. 그리고, 모터 및 동력 전달부가, 기판 유지부에 대해 반송용 개구의 반대측이고, 게다가 메인터넌스용 개구를 바라보도록 배치됨으로써, 외부로부터 메인터넌스용 개구를 통하여 회전 기구에 액세스 가능하게 되어 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 발명은, 챔버의 내부 공간에서 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
이하에 나타내는 일본 출원의 명세서, 도면 및 특허청구범위에 있어서의 개시 내용은, 참조에 의해 그 전체 내용이 본서에 포함된다:
일본국 특허출원 2022-134814(2022년 8월 26일 출원).
이런 종류의 기판 처리 장치로서, 예를 들면 일본국 특허 제5437168호에 기재된 장치가 알려져 있다. 이 장치에서는, 유지부가 케이싱(본 발명의 「챔버」의 일례에 상당)의 내부 공간에 배치되어 있다. 이 유지부는, 반도체 웨이퍼 등의 대략 원판 형상의 기판을 수평으로 유지하면서, 회전 구동부(본 발명의 「회전 기구」에 상당)로부터 회전 구동력을 받아 연직 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전한다.
상기 일본국 특허 제5437168호에 기재된 기판 처리 장치는, 유지부로부터 하방으로 연장되는 회전축의 하단부에 장착된 풀리와, 당해 풀리에 감긴 구동 벨트와, 이 구동 벨트에 구동력을 부여함으로써 풀리를 통하여 회전축을 회전시키는 모터를 갖고 있다. 즉, 2개의 풀리와 구동 벨트로 동력 전달부가 구성되어 있고, 당해 동력 전달부가 모터에서 발생하는 구동력을 유지부에 전달한다. 따라서, 기판 처리 장치의 가동에 수반하여 동력 전달부에 문제, 예를 들면 구동 벨트의 늘어남이나 파손 등이 발생하면, 적절히, 동력 전달부의 조정이나 동력 전달부를 구성하는 부품의 교환 등의 메인터넌스 작업이 필요하다. 그러나, 일본국 특허 제5437168호에 기재된 기판 처리 장치에서는, 메인터넌스 작업을 고려한 구성으로 되어 있지 않아, 메인터넌스 작업에 다대한 노력을 기울일 필요가 있어, 개선의 여지가 있었다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 모터에서 발생한 회전 구동력을 동력 전달부에 의해 기판 유지부에 전달하는 회전 기구를 구비한 기판 처리 장치에 있어서, 당해 회전 기구의 메인터넌스성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판 처리 장치로서, 내부 공간을 갖는 챔버와, 내부 공간의 소정의 처리 위치에서, 기판을 대략 수평으로 유지하면서 연직 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전 가능하게 설치되는 기판 유지부와, 기판 유지부를 회전축 둘레로 회전시키는 회전 기구와,
회전 기구에 의해 회전되는 기판 유지부에 유지된 기판에 처리액을 공급함으로써 기판에 대해 기판 처리를 실시하는 처리 기구를 구비하고, 챔버는, 챔버의 외부와 기판 유지부의 사이에서 기판을 반송 경로를 따라 반송하기 위한 반송용 개구와, 기판 유지부를 사이에 두고 반송용 개구의 반대측에 형성된 메인터넌스용 개구를 갖고, 회전 기구는, 기판 유지부를 회전시키기 위한 회전 구동력을 발생시키는 모터와, 모터 및 기판 유지부를 연결함으로써 모터에서 발생한 회전 구동력을 기판 유지부에 전달하는 동력 전달부를 갖고, 모터 및 동력 전달부가, 기판 유지부에 대해 반송용 개구의 반대측이고, 게다가 메인터넌스용 개구를 바라보도록 배치됨으로써, 외부로부터 메인터넌스용 개구를 통하여 회전 기구에 액세스 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 메인터넌스용 개구가 챔버에 형성되어 있다. 이 메인터넌스용 개구를 바라보도록 모터 및 당해 모터에 연결된 동력 전달부가 설치되어 있다. 이 때문에, 오퍼레이터가 외부로부터 메인터넌스용 개구를 통하여 회전 기구에 액세스하여, 메인터넌스 작업을 실행하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 이와 같은 레이아웃 구조를 채용함으로써, 회전 기구의 메인터넌스성을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.
이 발명에 의하면, 모터에서 발생한 회전 구동력을 동력 전달부에 의해 기판 유지부에 전달하는 회전 기구를 구비한 기판 처리 장치에 있어서, 당해 회전 기구의 메인터넌스성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.
상술한 본 발명의 각 양태가 갖는 복수의 구성 요소는 모두가 필수인 것은 아니고, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위하여, 혹은, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위하여, 적절히, 상기 복수의 구성 요소의 일부의 구성 요소에 대해, 그 변경, 삭제, 새로운 다른 구성 요소와의 교체, 한정 내용의 일부 삭제를 행하는 것이 가능하다. 또, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위하여, 혹은, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위하여, 상술한 본 발명의 일 양태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부를 상술한 본 발명의 다른 양태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부와 조합하여, 본 발명의 독립적인 한 형태로 하는 것도 가능하다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 제1 실시 형태를 장비하는 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 제1 실시 형태의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 챔버의 구성 및 챔버에 장착되는 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 베이스 부재 상에 설치된 기판 처리부의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는, 유지 회전 기구의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 스핀 척에 유지된 기판과 회전 컵부의 치수 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은, 회전 컵부 및 고정 컵부의 일부를 나타내는 도면이다.
도 8은, 상면 보호 가열 기구의 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 9는, 도 8에 나타내는 상면 보호 가열 기구의 단면도이다.
도 10은, 노즐 이동부의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11은, 센터링 기구의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 12는, 기판 관찰 기구의 관찰 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 13은, 도 12에 나타내는 관찰 헤드의 분해 조립 사시도이다.
도 14는, 도 2에 나타내는 기판 처리 장치에 의해 기판 처리 동작의 일례로서 실행되는 베벨 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 15는, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 제2 실시 형태의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 제1 실시 형태를 장비하는 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 이것은 기판 처리 시스템(100)의 외관을 나타내는 것이 아니라, 기판 처리 시스템(100)의 외벽 패널이나 그 외의 일부 구성을 제외함으로써 그 내부 구조를 알기 쉽게 나타낸 모식도이다. 이 기판 처리 시스템(100)은, 예를 들면 클린 룸 내에 설치되고, 한쪽 주면에만 회로 패턴 등(이하 「패턴」이라고 칭한다)이 형성된 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 그리고, 기판 처리 시스템(100)에 장비되는 처리 유닛(1)에 있어서, 처리액에 의한 기판 처리가 실행된다. 본 명세서에서는, 기판의 양 주면 중 패턴이 형성되어 있는 패턴 형성면(한쪽 주면)을 「표면」이라고 칭하고, 그 반대측의 패턴이 형성되어 있지 않은 다른 쪽 주면을 「이면」이라고 칭한다. 또, 하방을 향하게 한 면을 「하면」이라고 칭하고, 상방을 향하게 한 면을 「상면」이라고 칭한다. 또, 본 명세서에 있어서 「패턴 형성면」이란, 기판에 있어서, 임의의 영역에 요철 패턴이 형성되어 있는 면을 의미한다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 「기판」으로서는, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 액정 표시용 유리 기판, 플라즈마 표시용 유리 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 등의 각종 기판을 적용 가능하다. 이하에서는 주로 반도체 웨이퍼의 처리에 이용되는 기판 처리 장치를 예로 들어 도면을 참조하여 설명하지만, 위에 예시한 각종 기판의 처리에도 동일하게 적용 가능하다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(100)은, 기판(W)에 대해 처리를 실시하는 기판 처리 에어리어(110)를 갖고 있다. 이 기판 처리 에어리어(110)에 대해, 인덱서부(120)이 인접하여 설치되어 있다. 인덱서부(120)는, 기판(W)을 수용하기 위한 용기(C)(복수의 기판(W)을 밀폐한 상태로 수용하는 FOUP(Front Opening Unified Pod), SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드, OC(Open Cassette) 등)를 복수 개 유지할 수 있는 용기 유지부(121)를 갖고 있다. 또, 인덱서부(120)는, 용기 유지부(121)에 유지된 용기(C)에 액세스하여, 미처리의 기판(W)을 용기(C)로부터 취출(取出)하거나, 처리 완료된 기판(W)을 용기(C)에 수납하거나 하기 위한 인덱서 로봇(122)을 구비하고 있다. 각 용기(C)에는, 복수 장의 기판(W)이 거의 수평인 자세로 수용되어 있다.
인덱서 로봇(122)은, 장치 하우징에 고정된 베이스부(122a)와, 베이스부(122a)에 대해 연직축 둘레로 회동(回動) 가능하게 설치된 다관절 아암(122b)과, 다관절 아암(122b)의 선단에 장착된 핸드(122c)를 구비한다. 핸드(122c)는 그 상면에 기판(W)을 재치(載置)하여 유지할 수 있는 구조로 되어 있다. 이와 같은 다관절 아암 및 기판 유지용 핸드를 갖는 인덱서 로봇은 공지이므로 상세한 설명을 생략한다.
기판 처리 에어리어(110)에서는, 재치대(112)가 인덱서 로봇(122)으로부터의 기판(W)을 재치 가능하게 설치되어 있다. 또, 평면에서 봤을 때, 기판 처리 에어리어(110)의 거의 중앙에 기판 반송 로봇(111)이 배치된다. 또한, 이 기판 반송 로봇(111)을 둘러싸도록, 복수의 처리 유닛(1)이 배치된다. 구체적으로는, 기판 반송 로봇(111)이 배치된 공간에 면하여 복수의 처리 유닛(1)이 배치된다. 이들 처리 유닛(1)에 대해 기판 반송 로봇(111)은 재치대(112)에 랜덤으로 액세스하여, 재치대(112)와의 사이에서 기판(W)을 수도(受渡)한다. 한편, 각 처리 유닛(1)은 기판(W)에 대해 소정의 처리를 실행하는 것이고, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 상당하는 것이다. 본 실시 형태에서는, 이들 처리 유닛(기판 처리 장치)(1)은 동일한 기능을 갖고 있다. 이 때문에, 복수 기판(W)의 병렬 처리가 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 반송 로봇(111)은 인덱서 로봇(122)으로부터 기판(W)을 직접 수도하는 것이 가능하면, 반드시 재치대(112)가 필요하지는 않다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 제1 실시 형태의 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 3은 챔버의 구성 및 챔버에 장착되는 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 2, 도 3 및 이하에 참조하는 각 도면에서는, 이해 용이를 위해, 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화되어 도시되는 경우가 있다. 기판 처리 장치(처리 유닛)(1)에서 이용되는 챔버(11)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때 직사각형 형상의 바닥벽(11a)과, 바닥벽(11a)의 주위로부터 세워 설치되는 4장의 측벽(11b~11e)과, 측벽(11b~11e)의 상단부를 덮는 천장벽(11f)을 갖고 있다. 이들 바닥벽(11a), 측벽(11b~11e) 및 천장벽(11f)을 조합함으로써, 대략 직방체 형상의 내부 공간(12)이 형성된다.
바닥벽(11a)의 상면에, 베이스 지지 부재(16, 16)가 서로 이격하면서 볼트 등의 체결 부품에 의해 고정된다. 즉, 바닥벽(11a)으로부터 베이스 지지 부재(16)가 세워 설치된다. 이들 베이스 지지 부재(16, 16)의 상단부에, 베이스 부재(17)가 볼트 등의 체결 부품에 의해 고정된다. 이 베이스 부재(17)는, 바닥벽(11a)보다 작은 평면 사이즈를 가짐과 더불어, 바닥벽(11a)보다 두껍고 높은 강성을 갖는 금속 플레이트로 구성된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재(17)는, 베이스 지지 부재(16, 16)에 의해 바닥벽(11a)으로부터 연직 상방으로 들어올려져 있다. 즉, 챔버(11)의 내부 공간(12)의 바닥부에 있어서, 이른바 고상(高床) 구조가 형성되어 있다. 이 베이스 부재(17)의 상면은, 뒤에서 상세하게 기술하는 바와 같이, 기판(W)에 대해 기판 처리를 실시하는 기판 처리부(SP)를 설치 가능하게 마무리되고, 당해 상면에 기판 처리부(SP)가 설치된다. 이 기판 처리부(SP)를 구성하는 각 부는 장치 전체를 제어하는 제어 유닛(10)과 전기적으로 접속되고, 제어 유닛(10)으로부터의 지시에 따라 동작한다. 또한, 베이스 부재(17)의 형상, 기판 처리부(SP)의 구성이나 동작에 대해서는, 뒤에서 상세하게 기술한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 천장벽(11f)에는, 팬 필터 유닛(FFU)(13)이 장착되어 있다. 이 팬 필터 유닛(13)은, 기판 처리 장치(1)가 설치되어 있는 클린 룸 내의 공기를 더욱 청정화하여 챔버(11) 내의 내부 공간(12)에 공급한다. 팬 필터 유닛(13)은, 클린 룸 내의 공기를 받아들여 챔버(11) 내에 송출하기 위한 팬 및 필터(예를 들면 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터)를 구비하고 있고, 천장벽(11f)에 설치된 개구(11f1)를 통하여 청정 공기를 들여보낸다. 이에 의해, 챔버(11) 내의 내부 공간(12)에 청정 공기의 다운 플로가 형성된다. 또, 팬 필터 유닛(13)으로부터 공급된 청정 공기를 균일하게 분산시키기 위하여, 다수의 취출(吹出) 구멍을 형성한 펀칭 플레이트(14)가 천장벽(11f)의 바로 아래에 설치되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)에서는, 4장의 측벽(11b~11e) 중 기판 반송 로봇(111)과 대향하는 측벽(11b)에는, 반송용 개구(11b1)가 형성되어 있고, 내부 공간(12)과 챔버(11)의 외부가 연통된다. 이 때문에, 기판 반송 로봇(111)의 핸드(도시 생략)가 반송용 개구(11b1)를 통하여 기판 처리부(SP)에 액세스 가능하게 되어 있다. 즉, 반송용 개구(11b1)를 형성함으로써, 내부 공간(12)에 대한 기판(W)의 반입출이 가능하게 되어 있다. 또, 이 반송용 개구(11b1)를 개폐하기 위한 셔터(15)가 측벽(11b)에 장착되어 있다.
셔터(15)에는 셔터 개폐 기구(도시 생략)가 접속되어 있고, 제어 유닛(10)으로부터의 개폐 지령에 따라 셔터(15)를 개폐시킨다. 보다 구체적으로는, 기판 처리 장치(1)에서는, 미처리의 기판(W)을 챔버(11)에 반입할 때에 셔터 개폐 기구는 셔터(15)를 열고, 기판 반송 로봇(111)의 핸드에 의해 미처리의 기판(W)이 페이스 업 자세로 기판 처리부(SP)에 반입된다. 즉, 기판(W)은 상면(Wf)을 상방을 향한 상태로 기판 처리부(SP)의 스핀 척(도 5 중의 부호 21) 상에 재치된다. 그리고, 당해 기판 반입 후에 기판 반송 로봇(111)의 핸드가 챔버(11)로부터 퇴피하면, 셔터 개폐 기구는 셔터(15)를 닫는다. 그리고, 챔버(11)의 처리 공간(뒤에서 상세하게 기술하는 밀폐 공간(12a)에 상당) 내에서 기판(W)의 주연부(Ws)에 대한 베벨 처리가 기판 처리부(SP)에 의해 본 발명의 「기판 처리」의 일례로서 실행된다. 또, 베벨 처리의 종료 후에 있어서는, 셔터 개폐 기구가 셔터(15)를 다시 열어, 기판 반송 로봇(111)의 핸드가 처리 완료된 기판(W)을 기판 처리부(SP)로부터 반출한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 챔버(11)의 내부 공간(12)이 상온 환경으로 유지된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「상온」이란, 5℃~35℃의 온도 범위에 있는 것을 의미한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 측벽(11d)은, 베이스 부재(17)에 설치된 기판 처리부(SP)(도 2)를 사이에 두고 측벽(11b)의 반대측에 위치하고 있다. 이 측벽(11d)에는, 메인터넌스용 개구(11d1)가 형성되어 있다. 메인터넌스 시에는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 메인터넌스용 개구(11d1)는 개방된다. 이 때문에, 오퍼레이터는 장치의 외부로부터 메인터넌스용 개구(11d1)를 통하여 기판 처리부(SP)에 액세스 가능하게 되어 있다. 한편, 기판 처리 시에는, 덮개 부재(19)가 메인터넌스용 개구(11d1)를 막도록 장착된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 덮개 부재(19)는 측벽(11d)에 대해 착탈 가능하게 되어 있다.
또, 측벽(11e)의 외측면에는, 기판 처리부(SP)에 대해 가열한 불활성 가스(본 실시 형태에서는, 질소 가스)를 공급하기 위한 가열 가스 공급부(47)가 장착되어 있다. 이 가열 가스 공급부(47)는, 히터(471)를 내장하고 있다.
이와 같이, 챔버(11)의 외벽측에는, 셔터(15), 덮개 부재(19) 및 가열 가스 공급부(47)가 배치된다. 이에 대해, 챔버(11)의 내측, 즉 내부 공간(12)에는, 고상 구조의 베이스 부재(17)의 상면에 기판 처리부(SP)가 설치된다. 이하, 도 2, 도 4 내지 도 12를 참조하면서, 기판 처리부(SP)의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 베이스 부재 상에 설치된 기판 처리부의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이하, 장치 각 부의 배치 관계나 동작 등을 명확하게 하기 위하여, Z방향을 연직 방향으로 하고, XY 평면을 수평면으로 하는 좌표계를 적절히 부여하고 있다. 도 4에 있어서의 좌표계에 있어서, 기판(W)의 반송 경로(TP)와 평행한 수평 방향을 「X방향」이라고 하고, 그것과 직교하는 수평 방향을 「Y방향」이라고 하고 있다. 더욱 상세하게는, 챔버(11)의 내부 공간(12)으로부터 반송용 개구(11b1) 및 메인터넌스용 개구(11d1)를 향하는 방향을 각각 「+X방향」 및 「-X방향」이라고 칭하고, 챔버(11)의 내부 공간(12)으로부터 측벽(11c, 11e)을 향하는 방향을 각각 「-Y방향」 및 「+Y방향」이라고 칭하고, 연직 상방 및 연직 하방을 향하는 방향을 각각 「+Z방향」 및 「-Z방향」이라고 칭한다.
기판 처리부(SP)는, 유지 회전 기구(2), 비산 방지 기구(3), 상면 보호 가열 기구(4), 처리 기구(5), 분위기 분리 기구(6), 승강 기구(7), 센터링 기구(8) 및 기판 관찰 기구(9)를 구비하고 있다. 이들 기구는, 베이스 부재(17) 상에 설치되어 있다. 즉, 챔버(11)보다 높은 강성을 갖는 베이스 부재(17)를 기준으로 하여, 유지 회전 기구(2), 비산 방지 기구(3), 상면 보호 가열 기구(4), 처리 기구(5), 분위기 분리 기구(6), 승강 기구(7), 센터링 기구(8) 및 기판 관찰 기구(9)가 서로 미리 결정된 위치 관계로 배치된다.
도 5는 유지 회전 기구의 구성을 나타내는 사시도이다. 유지 회전 기구(2)는, 기판(W)의 표면을 상방을 향한 상태로 기판(W)을 대략 수평 자세로 유지하는 기판 유지부(2A)와, 기판(W)을 유지한 기판 유지부(2A) 및 비산 방지 기구(3)의 일부를 동기하여 회전시키는 회전 기구(2B)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제어 유닛(10)으로부터의 회전 지령에 따라 회전 기구(2B)가 작동하면, 기판(W) 및 비산 방지 기구(3)의 회전 컵부(31)는, 연직 방향(Z)과 평행으로 연장되는 회전축(AX) 둘레로 회전된다.
기판 유지부(2A)는, 기판(W)보다 작은 원판 형상의 부재인 스핀 척(21)을 구비하고 있다. 스핀 척(21)은, 그 상면이 대략 수평이 되고, 그 중심축이 회전축(AX)에 일치하도록 설치되어 있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부(2A)의 중심(스핀 척(21)의 중심축에 상당)이 챔버(11)의 중심(11g)보다 (+X) 방향으로 오프셋된다. 즉, 챔버(11)의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 스핀 척(21)의 중심축(회전축(AX))이 내부 공간(12)의 중심(11g)으로부터 반송용 개구(11b1)측에 거리(Lof)만큼 어긋난 처리 위치에 위치하도록, 기판 유지부(2A)는 배치된다. 또한, 후술하는 장치 각 부의 배치 관계를 명확하게 하기 위해, 본 명세서에서는, 오프셋된 기판 유지부(2A)의 중심(회전축(AX))을 통과함과 더불어, 반송 경로(TP)와 직교하는 가상선 및 반송 경로(TP)와 평행한 가상선을 각각 「제1 가상 수평선(VL1)」 및 「제2 가상 수평선(VL2)」이라고 칭한다.
스핀 척(21)의 하면에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 회전축부(22)가 연결된다. 회전축부(22)는, 그 축선을 회전축(AX)과 일치시킨 상태로, 연직 방향(Z)으로 연장된다. 또, 회전축부(22)에는, 회전 기구(2B)가 접속된다.
회전 기구(2B)는, 기판 유지부(2A) 및 비산 방지 기구(3)의 회전 컵부(31)를 회전시키기 위한 회전 구동력을 발생시키는 모터(23)와, 당해 회전 구동력을 전달하기 위한 동력 전달부(24)를 갖고 있다. 모터(23)는, 회전 구동력의 발생에 수반하여 회전하는 회전 샤프트(231)를 갖고 있다. 회전 샤프트(231)를 연직 하방으로 연장시킨 자세로 베이스 부재(17)의 모터 장착 부위(171)에 설치되어 있다. 보다 상세하게는, 모터 장착 부위(171)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 메인터넌스용 개구(11d1)와 대향하면서 (+X) 방향으로 절결된 부위이다. 이 모터 장착 부위(171)의 절결 폭(Y방향 사이즈)은 모터(23)의 Y방향 폭과 거의 동일하다. 이 때문에, 모터(23)는, 그 측면을 모터 장착 부위(171)와 결합시키면서 X방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
모터 장착 부위(171)에서, 모터(23)를 X방향으로 위치 결정하면서 베이스 부재(17)에 고정하기 위하여, 모터 고정 금구(232)가 볼트나 나사 등의 체결 부재(233)에 의해 베이스 부재(17)에 연결된다. 모터 고정 금구(232)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수평 부위(2321)와 연직 부위(2322)를 갖고, (+Y) 방향으로부터의 측면에서 봤을 때 대략 L자 형상을 갖고 있다. 도 5에 대한 도시를 생략하고 있지만, 모터 고정 금구(232)의 수평 부위(2321)의 중앙부에는, 회전 샤프트(231)를 삽입 통과시키기 위한 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 관통 구멍에 회전 샤프트(231)를 연직 하방으로 삽입 통과시킨 상태로, 수평 부위(2321)가 모터(23)를 지지한다. 또, 연직 부위(2322)는 수평 부위(2321)에 의해 하방으로부터 지지된 모터(23)와 결합하도록 구성된다. 이 연직 부위(2322)에는, 2개의 볼트나 나사 등 체결 부재(234)가 Y방향에 있어서 서로 이격하여 장착되어 있다. 각 체결 부재(234)의 선단부는 연직 부위(2322)를 관통하여 (+X) 방향으로 연장되고, 각 선단부가 모터 장착 부위(171)에 나사식 결합하고 있다. 따라서, 오퍼레이터가 체결 부재(234)를 정회전 또는 역회전시킴으로써, 모터(23)를 지지한 채로 모터 고정 금구(232)가 X방향으로 이동한다. 이에 의해, 모터(23)를 X방향에 있어서 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 위치 결정 후에, 오퍼레이터가 체결 부재(233)를 정회전시킴으로써 모터(23)가 모터 장착 부위(171)와 일체적으로 베이스 부재(17)에 단단히 고정된다.
베이스 부재(17)로부터 하방으로 돌출된 회전 샤프트(231)의 선단부에는, 제1 풀리(241)가 장착되어 있다. 또, 기판 유지부(2A)의 하방 단부에는, 제2 풀리(242)가 장착되어 있다. 보다 상세하게는, 기판 유지부(2A)의 하방 단부는, 베이스 부재(17)의 스핀 척 장착 부위(172)에 형성된 관통 구멍에 삽입 통과되어, 베이스 부재(17)의 하방으로 돌출되어 있다. 이 돌출 부분에 제2 풀리(242)가 설치되어 있다. 그리고, 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(242)의 사이에 무단(無端) 벨트(243)가 건너질러진다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 풀리(241), 제2 풀리(242) 및 무단 벨트(243)에 의해, 동력 전달부(24)가 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 동력 전달부(24)를 이용한 경우, 장척의 타이밍 벨트를 무단 벨트(243)로서 선정할 수 있어, 무단 벨트(243)의 장수명화(長壽命化)를 도모할 수 있다. 그렇다고 해도, X방향에 있어서의 모터(23)의 이동에 의해 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(242)의 간격 조정이나 무단 벨트(243)의 교환 등의 메인터넌스 작업은 필요하다. 이에, 본 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 반송용 개구(11b1), 기판 유지부(2A), 동력 전달부(24), 모터(23) 및 메인터넌스용 개구(11d1)가 이 순서로, 제2 가상 수평선(VL2)을 따라, 또한 직선 형상으로 배치된다. 즉, 동력 전달부(24) 및 모터(23)는, 메인터넌스용 개구(11d1)를 바라보도록, 배치된다. 따라서, 덮개 부재(19)를 챔버(11)로부터 떼어내어 메인터넌스용 개구(11d1)를 개방하면, 메인터넌스용 개구(11d1)를 통하여 동력 전달부(24) 및 모터(23)가 외부에 노출된다. 그 결과, 오퍼레이터에 의한 메인터넌스 작업이 용이해져, 메인터넌스 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
게다가, 이하에 설명하는 다른 기구는 베이스 부재(17)의 상방에 배치되는 것에 반해, 동력 전달부(24)는 베이스 부재(17)의 하방에 배치된다. 이와 같은 배치를 채용함으로써, 다른 기구와의 간섭을 고려하는 일 없이, 오퍼레이터에 의한 메인터넌스 작업을 더욱 효율적으로 행할 수 있다.
스핀 척(21)의 중앙부에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(211)이 형성되어 있어, 회전축부(22)의 내부 공간과 연통하고 있다. 내부 공간에는, 밸브(도시 생략)가 개재 설치된 배관(25)을 통하여 펌프(26)가 접속된다. 당해 펌프(26) 및 밸브는, 제어 유닛(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어 유닛(10)으로부터의 지령에 따라 동작한다. 이에 의해, 부압과 정압이 선택적으로 스핀 척(21)에 부여된다. 예를 들면 기판(W)이 스핀 척(21)의 상면에 대략 수평 자세로 놓인 상태로 펌프(26)가 부압을 스핀 척(21)에 부여하면, 스핀 척(21)은 기판(W)을 하방으로부터 흡착 유지한다. 한편, 펌프(26)가 정압을 스핀 척(21)에 부여하면, 기판(W)은 스핀 척(21)의 상면으로부터 떼어냄 가능해진다. 또, 펌프(26)의 흡인을 정지하면, 스핀 척(21)의 상면 상에서 기판(W)은 수평 이동 가능해진다.
스핀 척(21)에는, 회전축부(22)의 중앙부에 설치된 배관(28)을 통하여 질소 가스 공급부(29)가 접속된다. 질소 가스 공급부(29)는, 기판 처리 시스템(100)이 설치되는 공장의 유틸리티 등으로부터 공급되는 상온의 질소 가스를 제어 유닛(10)으로부터의 가스 공급 지령에 따른 유량 및 타이밍으로 스핀 척(21)으로 송급하고, 기판(W)의 하면(Wb)측에서 질소 가스를 중앙부로부터 경방향 외측으로 유통시킨다. 또한, 본 실시 형태에서는, 질소 가스를 이용하고 있지만, 그 외의 불활성 가스를 이용해도 된다. 이 점에 대해서는, 뒤에서 설명하는 중앙 노즐로부터 토출되는 가열 가스에 대해서도 동일하다. 또, 「유량」이란, 질소 가스 등의 유체가 단위 시간당 이동하는 양을 의미하고 있다.
회전 기구(2B)는, 기판(W)과 일체적으로 스핀 척(21)을 회전시킬 뿐만 아니라, 당해 회전에 동기하여 회전 컵부(31)를 회전시키기 위하여, 동력 전달부(27)(도 2)를 갖고 있다. 동력 전달부(27)는, 비자성 재료 또는 수지로 구성되는 원환 부재(27a)(도 5)와, 원환 부재에 내장되는 스핀 척측 자석(도시 생략)과, 회전 컵부(31)의 일 구성인 하측 컵(32)에 내장되는 컵측 자석(도시 생략)을 갖고 있다. 원환 부재(27a)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 회전축부(22)에 장착되고, 회전축부(22)와 함께 회전축(AX) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 보다 상세하게는, 회전축부(22)는, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 스핀 척(21)의 바로 아래 위치에 있어서, 경방향 외측으로 튀어나온 플랜지 부위를 갖고 있다. 그리고, 플랜지 부위에 대해 원환 부재(27a)가 동심 형상으로 배치됨과 더불어, 도시 생략하는 볼트 등에 의해 연결 고정된다.
원환 부재(27a)의 외주연부에서는, 복수의 스핀 척측 자석이 회전축(AX)을 중심으로 하여 방사 형상이고, 게다가 등각도 간격으로 배치된다. 본 실시 형태에서는, 서로 이웃하는 2개의 스핀 척측 자석의 한쪽에서는, 외측 및 내측이 각각 N극 및 S극이 되도록 배치되고, 다른 쪽에서는, 외측 및 내측이 각각 S극 및 N극이 되도록 배치된다.
이들 스핀 척측 자석과 동일하게, 복수의 컵측 자석이 회전축(AX)을 중심으로 하여 방사 형상이고, 게다가 등각도 간격으로 배치된다. 이들 컵측 자석은 하측 컵(32)에 내장된다. 하측 컵(32)은 다음에 설명하는 비산 방지 기구(3)의 구성 부품이며, 원환 형상을 갖고 있다. 즉, 하측 컵(32)은, 원환 부재(27a)의 외주면과 대향 가능한 내주면을 갖고 있다. 이 내주면의 내경은 원환 부재(27a)의 외경보다 크다. 그리고, 당해 내주면을 원환 부재(27a)의 외주면으로부터 소정 간격(=(상기 내경-상기 외경)/2)만큼 이격 대향시키면서 하측 컵(32)이 회전축부(22) 및 원환 부재(27a)와 동심 형상으로 배치된다. 이 하측 컵(32)의 외주연 상면에는, 결합 핀 및 연결용 마그넷이 설치되어 있고, 이들에 의해 상측 컵(33)이 하측 컵(32)과 연결되고, 이 연결체가 회전 컵부(31)로서 기능한다.
하측 컵(32)은, 베이스 부재(17)의 상면 상에 있어서, 도면에 대한 도시를 생략한 베어링에 의해, 상기 배치 상태 그대로, 회전축(AX) 둘레로 회전 가능하게 지지된다. 이 하측 컵(32)의 내주연부에 있어서, 상기한 바와 같이 컵측 자석이 회전축(AX)을 중심으로 하여 방사 형상이고, 게다가 등각도 간격으로 배치된다. 또, 서로 이웃하는 2개의 컵측 자석의 배치에 대해서도 스핀 척측 자석과 동일하다. 즉, 한쪽에서는, 외측 및 내측이 각각 N극 및 S극이 되도록 배치되고, 다른 쪽에서는, 외측 및 내측이 각각 S극 및 N극이 되도록 배치된다.
이와 같이 구성된 동력 전달부(27)에서는, 모터(23)에 의해 회전축부(22)와 함께 원환 부재(27a)가 회전하면, 스핀 척측 자석과 컵측 자석 사이에서의 자력 작용에 의해, 하측 컵(32)이 에어 갭(원환 부재(27a)와 하측 컵(32)의 간극)을 유지하면서 원환 부재(27a)와 같은 방향으로 회전한다. 이에 의해, 회전 컵부(31)가 회전축(AX) 둘레로 회전한다. 즉, 회전 컵부(31)는 기판(W)과 동일 방향이고 게다가 동기하여 회전한다.
비산 방지 기구(3)는, 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)의 외주를 둘러싸면서 회전축(AX) 둘레로 회전 가능한 회전 컵부(31)와, 회전 컵부(31)를 둘러싸도록 고정적으로 설치되는 고정 컵부(34)를 갖고 있다. 회전 컵부(31)는, 하측 컵(32)에 상측 컵(33)이 연결됨으로써, 회전하는 기판(W)의 외주를 둘러싸면서 회전축(AX) 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있다.
도 6은 스핀 척에 유지된 기판과 회전 컵부의 치수 관계를 나타내는 도면이다. 도 7은 회전 컵부 및 고정 컵부의 일부를 나타내는 도면이다. 하측 컵(32)은 원환 형상을 갖고 있다. 그 외경은 기판(W)의 외경보다 크고, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때 스핀 척(21)으로 유지된 기판(W)으로부터 경방향으로 비어져 나온 상태로 하측 컵(32)은 회전축(AX) 둘레로 회전 가능하게 배치된다. 당해 비어져 나온 영역, 즉 하측 컵(32)의 상면 주연부에서는, 둘레 방향을 따라 연직 상방으로 세워 설치하는 결합 핀(도시 생략)과 평판 형상의 하측 마그넷(도시 생략)이 교대로 장착되어 있다.
한편, 상측 컵(33)은, 도 2, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 하측 원환 부위(331)와, 상측 원환 부위(332)와, 이들을 연결하는 경사 부위(333)를 갖고 있다. 하측 원환 부위(331)의 외경(D331)은 하측 컵(32)의 외경(D32)과 동일하고, 하측 원환 부위(331)는 하측 컵(32)의 주연부(321)의 연직 상방에 위치하고 있다. 하측 원환 부위(331)의 하면에서는, 결합 핀의 연직 상방에 상당하는 영역에 있어서, 하방으로 개구한 오목부가 결합 핀의 선단부와 끼워 맞춤 가능하게 설치되어 있다. 또, 하측 마그넷의 연직 상방에 상당하는 영역에 있어서, 상측 마그넷이 장착되어 있다. 이 때문에, 오목부 및 상측 마그넷이 각각 결합 핀 및 하측 마그넷과 대향한 상태로, 상측 컵(33)은 하측 컵(32)에 대해 결합 이탈 가능하게 되어 있다.
상측 컵(33)은, 승강 기구(7)에 의해 연직 방향에 있어서 승강 가능하게 되어 있다. 상측 컵(33)이 승강 기구(7)에 의해 상방으로 이동되면, 연직 방향에 있어서 상측 컵(33)과 하측 컵(32)의 사이에 기판(W)의 반입출용 반송 공간이 형성된다. 한편, 승강 기구(7)에 의해 상측 컵(33)이 하방으로 이동되면, 오목부가 결합 핀의 선단부를 덮도록 끼워 맞춰지고, 하측 컵(32)에 대해 상측 컵(33)이 수평 방향으로 위치 결정된다. 또, 상측 마그넷이 하측 마그넷에 근접하여, 양자 사이에서 발생하는 인력에 의해, 상기 위치 결정된 상측 컵(33) 및 하측 컵(32)이 서로 결합된다. 이에 의해, 도 4의 부분 확대도 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 수평 방향으로 연장되는 간극(GPc)을 형성한 상태로, 상측 컵(33) 및 하측 컵(32)이 연직 방향으로 일체화된다. 그리고, 회전 컵부(31)는 간극(GPc)을 형성한 채로 회전축(AX) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다.
회전 컵부(31)에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상측 원환 부위(332)의 외경(D332)은 하측 원환 부위(331)의 외경(D331)보다 약간 작다. 또, 하측 원환 부위(331) 및 상측 원환 부위(332)의 내주면의 직경(d331, d332)을 비교하면, 하측 원환 부위(331) 쪽이 상측 원환 부위(332)보다 크고, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 상측 원환 부위(332)의 내주면이 하측 원환 부위(331)의 내주면의 내측에 위치한다. 그리고, 상측 원환 부위(332)의 내주면과 하측 원환 부위(331)의 내주면이 상측 컵(33)의 전체 둘레에 걸쳐 경사 부위(333)에 의해 연결된다. 이 때문에, 경사 부위(333)의 내주면, 즉 기판(W)을 둘러싸는 면은, 경사면(334)으로 되어 있다. 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 경사 부위(333)는 회전하는 기판(W)의 외주를 둘러싸고 기판(W)으로부터 비산하는 액적을 포집 가능하게 되어 있고, 상측 컵(33) 및 하측 컵(32)으로 둘러싸인 공간이 포집 공간(SPc)으로서 기능한다.
게다가, 포집 공간(SPc)을 바라보는 경사 부위(333)는, 하측 원환 부위(331)로부터 기판(W)의 주연부의 상방을 향하여 경사져 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 경사 부위(333)에 포집된 액적은 경사면(334)을 따라 상측 컵(33)의 하단부, 즉 하측 원환 부위(331)로 유동하고, 또한 간극(GPc)을 통하여 회전 컵부(31)의 외측으로 배출 가능하게 되어 있다.
고정 컵부(34)는 회전 컵부(31)를 둘러싸도록 설치되어, 배출 공간(SPe)을 형성한다. 고정 컵부(34)는, 액 받이 부위(341)와, 액 받이 부위(341)의 내측에 설치된 배기 부위(342)를 갖고 있다. 액 받이 부위(341)는, 간극(GPc)의 반(反) 기판측 개구(도 7의 왼손측 개구)를 바라보도록 개구한 컵 구조를 갖고 있다. 즉, 액 받이 부위(341)의 내부 공간이 배출 공간(SPe)으로서 기능하고 있고, 간극(GPc)을 통하여 포집 공간(SPc)과 연통된다. 따라서, 회전 컵부(31)에 의해 포집된 액적은 기체 성분과 함께 간극(GPc)을 통하여 배출 공간(SPe)으로 안내된다. 그리고, 액적은 액 받이 부위(341)의 바닥부에 모이고, 고정 컵부(34)로부터 배액된다.
한편, 기체 성분은 배기 부위(342)에 모아진다. 이 배기 부위(342)는 구획벽(343)을 통하여 액 받이 부위(341)와 구획된다. 또, 구획벽(343)의 상방에 기체 안내부(344)가 배치된다. 기체 안내부(344)는, 구획벽(343)의 바로 위 위치로부터 배출 공간(SPe)과 배기 부위(342)의 내부로 각각 연장됨으로써, 구획벽(343)을 상방으로부터 덮어 래버린스 구조를 갖는 기체 성분의 유통 경로를 형성하고 있다. 따라서, 액 받이 부위(341)에 유입한 유체 중 기체 성분이 상기 유통 경로를 경유하여 배기 부위(342)에 모아진다. 이 배기 부위(342)는 배기부(38)와 접속된다. 이 때문에, 제어 유닛(10)으로부터의 지령에 따라 배기부(38)가 작동함으로써 고정 컵부(34)의 압력이 조정되고, 배기 부위(342) 내의 기체 성분이 효율적으로 배기된다. 또, 배기부(38)의 정밀 제어에 의해, 배출 공간(SPe)의 압력이나 유량이 조정된다. 예를 들면 배출 공간(SPe)의 압력이 포집 공간(SPc)의 압력보다 낮아진다. 그 결과, 포집 공간(SPc) 내의 액적을 효율적으로 배출 공간(SPe)으로 끌어들여, 포집 공간(SPc)으로부터의 액적의 이동을 촉진시킬 수 있다.
도 8은 상면 보호 가열 기구의 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 도 9는 도 8에 나타내는 상면 보호 가열 기구의 단면도이다. 상면 보호 가열 기구(4)는, 스핀 척(21)에 유지되는 기판(W)의 상면(Wf)의 상방에 배치된 차단판(41)을 갖고 있다. 이 차단판(41)은 수평인 자세로 유지된 원판부(42)를 갖고 있다. 원판부(42)는 히터 구동부(422)에 의해 구동 제어되는 히터(421)를 내장하고 있다. 이 원판부(42)는 기판(W)보다 약간 짧은 직경을 갖고 있다. 그리고, 원판부(42)의 하면이 기판(W)의 상면(Wf) 중 주연부(Ws)를 제외한 표면 영역을 상방으로부터 덮도록, 원판부(42)는 지지 부재(43)에 의해 지지된다. 또한, 도 8 중의 부호 44는 원판부(42)의 주연부에 형성된 절결부이며, 이것은 처리 기구(5)에 포함되는 처리액 토출 노즐과의 간섭을 방지하기 위해 형성되어 있다. 절결부(44)는, 경방향 외측을 향하여 개구하고 있다.
지지 부재(43)의 하단부는 원판부(42)의 중앙부에 장착되어 있다. 지지 부재(43)와 원판부(42)를 상하로 관통하도록, 원통 형상의 관통 구멍이 형성된다. 또, 당해 관통 구멍에 대해, 중앙 노즐(45)이 상하로 삽입 통과하고 있다. 이 중앙 노즐(45)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 배관(46)을 통하여 가열 가스 공급부(47)와 접속된다. 가열 가스 공급부(47)는, 기판 처리 시스템(100)이 설치되는 공장의 용력 등으로부터 공급되는 상온의 질소 가스를 히터(471)에 의해 가열하여 제어 유닛(10)으로부터의 가열 가스 공급 지령에 따른 유량 및 타이밍으로 기판 처리부(SP)에 공급한다.
여기서, 히터(471)를 챔버(11)의 내부 공간(12)에 배치하면, 히터(471)로부터 방사되는 열이 기판 처리부(SP), 특히 후술하는 바와 같이 처리 기구(5)나 기판 관찰 기구(9)에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 이에, 본 실시 형태에서는, 히터(471)를 갖는 가열 가스 공급부(47)가, 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 외측에 배치된다. 또, 본 실시 형태에서는, 배관(46)의 일부에 리본 히터(48)가 장착되어 있다. 리본 히터(48)는 제어 유닛(10)으로부터의 가열 지령에 따라 발열하여 배관(46) 내를 흐르는 질소 가스를 가열한다.
이렇게 하여 가열된 질소 가스(이하 「가열 가스」라고 한다)가 중앙 노즐(45)을 향하여 압송되고, 중앙 노즐(45)로부터 토출된다. 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 원판부(42)가 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)에 근접한 처리 위치에 위치 결정된 상태로 가열 가스가 공급됨으로써, 가열 가스는 기판(W)의 상면(Wf)과 히터 내장의 원판부(42) 사이에 끼인 공간(SPa)의 중앙부로부터 주연부를 향하여 흐른다. 이에 의해, 기판(W)의 주위의 분위기가 기판(W)의 상면(Wf)에 들어가는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 상기 분위기에 포함되는 액적이 기판(W)과 원판부(42) 사이에 끼인 공간(SPa)으로 말려드는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 히터(421)에 의한 가열과 가열 가스에 의해 상면(Wf)이 전체적으로 가열되어, 기판(W)의 면내 온도를 균일화할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)이 휘는 것을 억제하여, 처리액의 착액 위치를 안정화시킬 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(43)의 상단부는, 제1 가상 수평선(VL1)을 따라 연장되는 빔 부재(49)에 고정된다. 이 빔 부재(49)는, 베이스 부재(17)의 상면에 장착된 승강 기구(7)와 접속되어 있고, 제어 유닛(10)으로부터의 지령에 따라 승강 기구(7)에 의해 승강된다. 예를 들면 도 2에서는 빔 부재(49)가 하방에 위치 결정됨으로써, 지지 부재(43)를 통하여 빔 부재(49)에 연결된 원판부(42)가 처리 위치에 위치하고 있다. 한편, 제어 유닛(10)으로부터의 상승 지령을 받아 승강 기구(7)가 빔 부재(49)를 상승시키면, 빔 부재(49), 지지 부재(43) 및 원판부(42)가 일체적으로 상승함과 더불어, 상측 컵(33)도 연동하여 하측 컵(32)으로부터 분리되어 상승한다. 이에 의해, 스핀 척(21)과, 상측 컵(33) 및 원판부(42)의 사이가 넓어져, 스핀 척(21)에 대한 기판(W)의 반출입을 행하는 것이 가능해진다.
처리 기구(5)는, 기판(W)의 상면측에 배치되는 처리액 토출 노즐(51F)(도 4)과, 기판(W)의 하면측에 배치되는 처리액 토출 노즐(51B)(도 2)과, 처리액 토출 노즐(51F, 51B)에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(52)를 갖고 있다. 이하에 있어서는, 상면측의 처리액 토출 노즐(51F)과 하면측의 처리액 토출 노즐(51B)을 구별하기 위하여, 각각 「상면 노즐(51F)」 및 「하면 노즐(51B)」이라고 칭한다. 또, 도 2에 있어서, 처리액 공급부(52)가 2개 도시되지만, 이들은 동일하다.
본 실시 형태에서는, 3개의 상면 노즐(51F)이 설치됨과 더불어, 그들에 대해 처리액 공급부(52)가 접속된다. 또, 처리액 공급부(52)는 SC1, DHF 등의 약액이나 기능수(CO2수 등)를 처리액으로서 공급 가능하게 구성되어 있고, 3개의 상면 노즐(51F)로부터 SC1, DHF 및 기능수가 각각 독립적으로 토출 가능하게 되어 있다.
각 상면 노즐(51F)에서는, 선단 하면에 처리액을 토출하는 토출구(도시 생략)가 형성되어 있다. 그리고, 도 4 중의 확대도에 나타내는 바와 같이, 각 토출구를 기판(W)의 상면(Wf)의 주연부를 향한 자세로 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 상면 노즐(51F)의 하방부가 원판부(42)의 절결부(44)(도 6 참조)에 배치됨과 더불어, 상면 노즐(51F)의 상방부가 노즐 홀더(53)에 대해 경방향(D1)(제1 가상 수평선(VL1)에 대해 노즐 토출 앙각도가 45°, 선회 각도가 65° 정도 경사진 방향)으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 이 노즐 홀더(53)는 노즐 이동부(54)에 접속된다.
도 10은 노즐 이동부의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 노즐 이동부(54)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 노즐 헤드(56)(=상면 노즐(51F)+노즐 홀더(53))을 유지한 채로, 뒤에서 설명하는 승강부(713)의 리프터(713a)의 상단부에 장착되어 있다. 이 때문에, 제어 유닛(10)으로부터의 승강 지령에 따라 리프터(713a)가 연직 방향으로 신축하면, 그에 따라 노즐 이동부(54) 및 노즐 헤드(56)가 연직 방향(Z)으로 이동한다.
또, 노즐 이동부(54)에서는, 베이스 부재(541)가 리프터(713a)의 상단부에 고착되어 있다. 이 베이스 부재(541)에는, 직동 액추에이터(542)가 장착되어 있다. 직동 액추에이터(542)는, 경방향(X)에 있어서의 노즐 이동의 구동원으로서 기능하는 모터(이하 「노즐 구동 모터」라고 한다)(543)와, 노즐 구동 모터(543)의 회전축에 연결된 볼 나사 등의 회전체의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 슬라이더(544)를 경방향(D1)으로 왕복 이동시키는 운동 변환 기구(545)를 갖고 있다. 또, 운동 변환 기구(545)에서는, 슬라이더(544)의 경방향(D1)으로의 이동을 안정화시키기 위하여, 예를 들면 LM 가이드(등록 상표) 등의 가이드가 이용되고 있다.
이렇게 하여 경방향(X)으로 왕복 구동되는 슬라이더(544)에는, 연결 부재(546)를 통하여 헤드 지지 부재(547)가 연결되어 있다. 이 헤드 지지 부재(547)는, 경방향(X)으로 연장되는 봉 형상을 갖고 있다. 헤드 지지 부재(547)의 (+D1) 방향 단부는 슬라이더(544)에 고착된다. 한편, 헤드 지지 부재(547)의 (-D1) 방향 단부는 스핀 척(21)을 향하여 수평으로 연장되고, 그 선단부에 노즐 헤드(56)가 장착되어 있다. 이 때문에, 제어 유닛(10)으로부터의 노즐 이동 지령에 따라 노즐 구동 모터(543)가 회전하면, 그 회전 방향에 대응하여 (+D1) 방향 또는 (-D1) 방향으로, 게다가 회전량에 대응한 거리만큼, 슬라이더(544), 헤드 지지 부재(547) 및 노즐 헤드(56)가 일체적으로 이동한다. 그 결과, 노즐 헤드(56)에 장착되어 있는 상면 노즐(51F)이 경방향(D1)으로 위치 결정된다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 상면 노즐(51F)이 미리 설정된 홈 위치에 위치 결정되었을 때, 운동 변환 기구(545)에 설치된 스프링 부재(548)가 슬라이더(544)에 의해 압축되어, 슬라이더(544)에 대해 (-X) 방향으로 탄성 가압력을 부여한다. 이에 의해, 운동 변환 기구(545)에 포함되는 백래시를 제어할 수 있다. 즉, 운동 변환 기구(545)는 가이드 등의 기계 부품을 갖고 있기 때문에, 경방향(D1)을 따른 백래시를 제로로 하는 것은 사실상 곤란하고, 이에 대해 충분한 고려를 하지 않으면, 경방향(D1)에 있어서의 상면 노즐(51F)의 위치 결정 정밀도가 저하해 버린다. 이에, 본 실시 형태에서는, 스프링 부재(548)를 설치함으로써, 상면 노즐(51F)을 홈 위치에 정지시켰을 때에는, 상시, 백래시를 (-D1) 방향으로 치우치게 하고 있다. 이에 의해, 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 제어 유닛(10)으로부터의 노즐 이동 지령에 따라 노즐 이동부(54)는 3개의 상면 노즐(51F)을 일괄하여 방향(D1)으로 구동시킨다. 이 노즐 이동 지령에는, 노즐 이동 거리에 관한 정보가 포함되어 있다. 이 정보에 의거하여 상면 노즐(51F)이 경방향(D1)으로 지정된 노즐 이동 거리만큼 이동되면, 상면 노즐(51F)이 베벨 처리 위치에 정확하게 위치 결정된다.
베벨 처리 위치에 위치 결정한 상면 노즐(51F)의 토출구(511)는 기판(W)의 상면(Wf)의 주연부를 향하고 있다. 그리고, 제어 유닛(10)으로부터의 공급 지령에 따라 처리액 공급부(52)가 3종류의 처리액 중 공급 지령에 대응하는 처리액을 당해 처리액용 상면 노즐(51F)에 공급하면, 상면 노즐(51F)로부터 처리액이 기판(W)의 단면(端面)으로부터 미리 설정된 위치에 공급된다.
또, 노즐 이동부(54)의 구성 부품의 일부에 대해, 분위기 분리 기구(6)의 하측 밀폐 컵 부재(61)가 착탈 가능하게 고정된다. 즉, 베벨 처리를 실행할 때에는, 상면 노즐(51F) 및 노즐 홀더(53)는, 노즐 이동부(54)를 통하여 하측 밀폐 컵 부재(61)와 일체화되어 있고, 승강 기구(7)에 의해 하측 밀폐 컵 부재(61)와 함께 연직 방향(Z)으로 승강된다. 한편, 캘리브레이션 처리를 실행할 때에는, 하측 밀폐 컵 부재(61)는 떼어내어져, 상면 노즐(51F) 및 노즐 홀더(53)는 노즐 이동부(54)에 의해 경방향(D1)으로 왕복 이동됨과 더불어 승강 기구(7)에 의해 연직 방향(Z)으로 승강된다.
본 실시 형태에서는, 기판(W)의 하면(Wb)의 주연부를 향하여 처리액을 토출하기 위하여, 하면 노즐(51B) 및 노즐 지지부(57)가 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)의 하방에 설치되어 있다. 노즐 지지부(57)는, 연직 방향으로 연장 형성된 얇은 원통 부위(571)와, 원통 부위(571)의 상단부에 있어서 경방향 외측으로 꺾여 펼쳐진 원환 형상을 갖는 플랜지 부위(572)를 갖고 있다. 원통 부위(571)는, 원환 부재(27a)와 하측 컵(32)의 사이에 형성된 에어 갭에 헐겁게 삽입 가능한 형상을 갖고 있다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원통 부위(571)가 에어 갭에 헐겁게 삽입됨과 더불어 플랜지 부위(572)가 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)과 하측 컵(32)의 사이에 위치하도록, 노즐 지지부(57)는 고정 배치된다. 플랜지 부위(572)의 상면 주연부에 대해, 3개의 하면 노즐(51B)이 장착되어 있다. 각 하면 노즐(51B)은, 기판(W)의 하면(Wb)의 주연부를 향하여 개구한 토출구(도시 생략)를 갖고 있고, 배관(58)을 통하여 처리액 공급부(52)로부터 공급되는 처리액을 토출 가능하게 되어 있다.
이들 상면 노즐(51F) 및 하면 노즐(51B)로부터 토출되는 처리액에 의해, 기판(W)의 주연부에 대한 베벨 처리가 실행된다. 또, 기판(W)의 하면측에서는, 주연부(Ws)의 근방까지 플랜지 부위(572)가 연장 설치된다. 이 때문에, 배관(28)을 통하여 하면측에 공급된 질소 가스가, 플랜지 부위(572)를 따라 포집 공간(SPc)으로 흐른다. 그 결과, 포집 공간(SPc)으로부터 액적이 기판(W)으로 역류하는 것을 효과적으로 억제한다.
분위기 분리 기구(6)는, 하측 밀폐 컵 부재(61)와, 상측 밀폐 컵 부재(62)를 갖고 있다. 하측 밀폐 컵 부재(61) 및 상측 밀폐 컵 부재(62)는 모두 상하로 개구한 통 형상을 갖고 있다. 그리고, 그들의 내경은 회전 컵부(31)의 외경보다 크고, 분위기 분리 기구(6)는, 스핀 척(21), 스핀 척(21)에 유지된 기판(W), 회전 컵부(31) 및 상면 보호 가열 기구(4)를 상방으로부터 완전히 둘러싸도록 배치되며, 보다 상세하게는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상측 밀폐 컵 부재(62)는, 그의 상방 개구가 천장벽(11f)의 개구(11f1)를 하방으로부터 덮도록, 펀칭 플레이트(14)의 바로 아래 위치에 고정 배치된다. 이 때문에, 챔버(11) 내에 도입된 청정 공기의 다운 플로는, 상측 밀폐 컵 부재(62)의 내부를 통과하는 것과, 상측 밀폐 컵 부재(62)의 외측을 통과하는 것으로 나뉜다.
또, 상측 밀폐 컵 부재(62)의 하단부는, 내측으로 꺾여 들어간 원환 형상을 갖는 플랜지부(621)를 갖고 있다. 이 플랜지부(621)의 상면에 오링(63)이 장착되어 있다. 상측 밀폐 컵 부재(62)의 내측에 있어서, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 연직 방향으로 이동 가능하게 배치된다.
하측 밀폐 컵 부재(61)의 상단부는, 외측으로 꺾여 펼쳐진 원환 형상을 갖는 플랜지부(611)를 갖고 있다. 이 플랜지부(611)는, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 플랜지부(621)와 겹쳐 있다. 이 때문에, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 하강하면, 도 4 중의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 플랜지부(611)가 오링(63)을 통하여 상측 밀폐 컵 부재(62)의 플랜지부(621)에서 걸린다. 이에 의해, 하측 밀폐 컵 부재(61)는 하한 위치에 위치 결정된다. 이 하한 위치에서는, 연직 방향에 있어서 상측 밀폐 컵 부재(62)와 하측 밀폐 컵 부재(61)가 이어지고, 상측 밀폐 컵 부재(62)의 내부에 도입된 다운 플로가 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)을 향하여 안내된다.
하측 밀폐 컵 부재(61)의 하단부는, 외측으로 꺾여 들어간 원환 형상을 갖는 플랜지부(612)를 갖고 있다. 이 플랜지부(612)는, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 고정 컵부(34)의 상단부(액 받이 부위(341)의 상단부)와 겹쳐 있다. 따라서, 상기 하한 위치에서는, 도 3 중의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 플랜지부(612)가 오링(64)을 통하여 고정 컵부(34)에서 걸린다. 이에 의해, 연직 방향에 있어서 하측 밀폐 컵 부재(61)와 고정 컵부(34)가 이어지고, 상측 밀폐 컵 부재(62), 하측 밀폐 컵 부재(61) 및 고정 컵부(34)에 의해 밀폐 공간(12a)이 형성된다. 이 밀폐 공간(12a) 내에 있어서, 기판(W)에 대한 베벨 처리가 실행 가능하게 되어 있다. 즉, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 하한 위치에 위치 결정됨으로써, 밀폐 공간(12a)이 밀폐 공간(12a)의 외측 공간(12b)으로부터 분리된다(분위기 분리). 따라서, 외측 분위기의 영향을 받는 일 없이, 베벨 처리를 안정적으로 행할 수 있다. 또, 베벨 처리를 행하기 위해 처리액을 이용하지만, 처리액이 밀폐 공간(12a)으로부터 외측 공간(12b)으로 새는 것을 확실히 방지할 수 있다. 따라서, 외측 공간(12b)에 배치하는 부품의 선정·설계의 자유도가 높아진다.
하측 밀폐 컵 부재(61)는 연직 상방으로도 이동 가능하게 구성된다. 또, 연직 방향에 있어서의 하측 밀폐 컵 부재(61)의 중간부에는, 상기한 바와 같이, 노즐 이동부(54)의 헤드 지지 부재(547)를 통하여 노즐 헤드(56)(=상면 노즐(51F)+노즐 홀더(53))가 고정된다. 또, 이것 이외에도, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 빔 부재(49)를 통하여 상면 보호 가열 기구(4)가 하측 밀폐 컵 부재(61)의 중간부에 고정된다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하측 밀폐 컵 부재(61)는, 둘레 방향에 있어서 서로 상이한 3개소에서 빔 부재(49)의 한쪽 단부, 빔 부재(49)의 다른 쪽 단부 및 헤드 지지 부재(547)와 각각 접속된다. 그리고, 승강 기구(7)가 빔 부재(49)의 한쪽 단부, 빔 부재(49)의 다른 쪽 단부 및 헤드 지지 부재(547)를 승강시킴으로써, 그것에 따라 하측 밀폐 컵 부재(61)도 승강한다.
이 하측 밀폐 컵 부재(61)의 내주면에서는, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 내측을 향하여 돌기부(613)가 상측 컵(33)과 결합 가능한 결합 부위로서 복수 개(4개) 돌출 설치된다. 각 돌기부(613)는 상측 컵(33)의 상측 원환 부위(332)의 하방 공간까지 연장된다. 또, 각 돌기부(613)는, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 하한 위치에 위치 결정된 상태로 상측 컵(33)의 상측 원환 부위(332)로부터 하방으로 떨어지도록 장착되어 있다. 그리고, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 상승에 의해 각 돌기부(613)가 하방으로부터 상측 원환 부위(332)에 결합 가능하게 되어 있다. 이 결합 후에 있어서도, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 추가로 상승함으로써 상측 컵(33)을 하측 컵(32)으로부터 이탈시키는 것이 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 승강 기구(7)에 의해 하측 밀폐 컵 부재(61)가 상면 보호 가열 기구(4) 및 노즐 헤드(56)와 함께 상승하기 시작한 후에, 상측 컵(33)도 함께 상승한다. 이에 의해, 상측 컵(33), 상면 보호 가열 기구(4) 및 노즐 헤드(56)가 스핀 척(21)으로부터 상방으로 떨어진다. 하측 밀폐 컵 부재(61)의 퇴피 위치로의 이동에 의해, 기판 반송 로봇(111)의 핸드가 스핀 척(21)에 액세스하기 위한 반송 공간이 형성된다. 그리고, 당해 반송 공간을 통하여 스핀 척(21)으로의 기판(W)의 로딩 및 스핀 척(21)으로부터의 기판(W)의 언로딩이 실행 가능하게 되어 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 승강 기구(7)에 의한 하측 밀폐 컵 부재(61)의 최소한의 상승에 의해 스핀 척(21)에 대한 기판(W)의 액세스를 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
승강 기구(7)는 2개의 승강 구동부(71, 72)를 갖고 있다. 승강 구동부(71)에서는, 제1 승강 모터(도시 생략)가 베이스 부재(17)의 제1 승강 장착 부위(173)(도 3)에 장착되어 있다. 제1 승강 모터는, 제어 유닛(10)으로부터의 구동 지령에 따라 작동하여 회전력을 발생시킨다. 이 제1 승강 모터에 대해, 2개의 승강부(712, 713)가 연결된다. 승강부(712, 713)는, 제1 승강 모터로부터 상기 회전력을 동시에 받는다. 그리고, 승강부(712)는, 제1 승강 모터의 회전량에 따라 빔 부재(49)의 한쪽 단부를 지지하는 지지 부재(도시 생략)를 연직 방향(Z)으로 승강시킨다. 또, 승강부(713)는, 제1 승강 모터의 회전량에 따라 노즐 헤드(56)를 지지하는 헤드 지지 부재(547)를 연직 방향(Z)으로 승강시킨다.
승강 구동부(72)에서는, 제2 승강 모터(도시 생략)가 베이스 부재(17)의 제2 승강 장착 부위(174)(도 3)에 장착되어 있다. 제2 승강 모터에 대해, 승강부(722)가 연결된다. 제2 승강 모터는, 제어 유닛(10)으로부터의 구동 지령에 따라 작동하여 회전력을 발생시켜, 승강부(722)에 부여한다. 승강부(722)는, 제2 승강 모터의 회전량에 따라 빔 부재(49)의 다른 쪽 단부를 지지하는 지지 부재(도시 생략)를 연직 방향으로 승강시킨다.
승강 구동부(71, 72)는, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 측면에 대해, 그 둘레 방향에 있어서 서로 상이한 3개소에 각각 고정되는 지지 부재를 동기하여 연직 방향으로 이동시킨다. 따라서, 상면 보호 가열 기구(4), 노즐 헤드(56) 및 하측 밀폐 컵 부재(61)의 승강을 안정적으로 행할 수 있다. 또, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 승강에 수반하여 상측 컵(33)도 안정적으로 승강시킬 수 있다.
도 11은 센터링 기구의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 센터링 기구(8)는, 펌프(26)에 의한 흡인을 정지하고 있는 동안(즉 스핀 척(21)의 상면 상에서 기판(W)이 수평 이동 가능하게 되어 있는 동안)에, 센터링 처리를 실행한다. 이 센터링 처리에 의해 상기 편심이 해소되어, 기판(W)의 중심이 회전축(AX)과 일치한다. 센터링 기구(8)는, 도 4 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 가상 수평선(VL1)에 대해 40° 정도 기울어진 맞닿음 이동 방향(D2)에 있어서, 회전축(AX)에 대해, 반송용 개구(11b1)측(도 11의 오른손측)에 배치된 싱글 맞닿음부(81)와, 메인터넌스용 개구(11d1)측(도 11의 왼손측)에 배치된 멀티 맞닿음부(82)와, 싱글 맞닿음부(81) 및 멀티 맞닿음부(82)를 맞닿음 이동 방향(D2)으로 이동시키는 센터링 구동부(83)를 갖고 있다.
싱글 맞닿음부(81)는, 맞닿음 이동 방향(D2)과 평행으로 연장된 형상을 갖고, 스핀 척(21)측의 선단부에서 스핀 척(21) 상의 기판(W)의 단면과 맞닿음 가능하게 마무리되어 있다. 한편, 멀티 맞닿음부(82)는, 연직 상방으로부터의 평면에서 봤을 때 대략 Y자 형상을 갖고, 스핀 척(21)측의 두 갈래 부위의 각 선단부에서 스핀 척(21) 상의 기판(W)의 단면과 맞닿음 가능하게 마무리되어 있다. 이들 싱글 맞닿음부(81) 및 멀티 맞닿음부(82)는, 맞닿음 이동 방향(D2)으로 이동 가능하게 되어 있다.
센터링 구동부(83)는, 싱글 맞닿음부(81)를 맞닿음 이동 방향(D2)으로 이동시키기 위한 싱글 이동부(831)와, 멀티 맞닿음부(82)를 맞닿음 이동 방향(D2)으로 이동시키기 위한 멀티 이동부(832)를 갖고 있다. 싱글 이동부(831)는 베이스 부재(17)의 싱글 이동 장착 부위(175)(도 3)에 장착되고, 멀티 이동부(832)는 베이스 부재(17)의 멀티 이동 장착 부위(176)(도 3)에 장착되어 있다. 기판(W)의 센터링 처리를 실행하지 않는 동안, 센터링 구동부(83)는, 도 4 및 도 11의 (a)란에 나타내는 바와 같이, 싱글 맞닿음부(81) 및 멀티 맞닿음부(82)를 스핀 척(21)으로부터 이격하여 위치 결정한다. 이 때문에, 싱글 맞닿음부(81) 및 멀티 맞닿음부(82)는 반송 경로(TP)로부터 떨어져, 챔버(11)에 대해 반입출되는 기판(W)에 대해 싱글 맞닿음부(81) 및 멀티 맞닿음부(82)가 간섭하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 기판(W)의 센터링 처리를 실행할 때에는, 제어 유닛(10)으로부터의 센터링 지령에 따라, 싱글 이동부(831)가 싱글 맞닿음부(81)를 회전축(AX)을 향하여 이동시킴과 더불어, 멀티 이동부(832)가 멀티 맞닿음부(82)를 회전축(AX)을 향하여 이동시킨다. 이에 의해, 도 11의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 중심이 회전축(AX)과 일치한다.
도 12는 기판 관찰 기구의 관찰 헤드를 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 12에 나타내는 관찰 헤드의 분해 조립 사시도이다. 기판 관찰 기구(9)는, 광원부(91)와, 촬상부(92)와, 관찰 헤드(93)와, 관찰 헤드 구동부(94)를 갖고 있다. 광원부(91) 및 촬상부(92)는, 베이스 부재(17)의 광학 부품 설치 위치(177)(도 3)에 있어서 병설된다. 광원부(91)는, 제어 유닛(10)으로부터의 조명 지령에 따라 조명광을 관찰 위치를 향하여 조사한다. 이 관찰 위치는, 기판(W)의 주연부(Ws)에 대응하는 위치이며, 도 12에 있어서 관찰 헤드(93)가 위치 결정되는 위치에 상당한다.
관찰 위치와, 관찰 위치로부터 기판(W)의 경방향 외측으로 떨어진 이격 위치의 사이를, 관찰 헤드(93)는 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 당해 관찰 헤드(93)에 대해, 관찰 헤드 구동부(94)가 접속된다. 관찰 헤드 구동부(94)는 베이스 부재(17)의 헤드 구동 위치(178)(도 3)에서 베이스 부재(17)에 장착되어 있다. 그리고, 제어 유닛(10)으로부터의 헤드 이동 지령에 따라 관찰 헤드 구동부(94)는, 제1 가상 수평선(VL1)에 대해 10° 정도 기울어진 헤드 이동 방향(D3)으로 관찰 헤드(93)를 왕복 이동시킨다. 보다 구체적으로는, 기판(W)의 관찰 처리를 실행하지 않는 동안, 관찰 헤드 구동부(94)는 관찰 헤드(93)를 퇴피 위치로 이동시켜 위치 결정하고 있다. 이 때문에, 관찰 헤드(93)는 반송 경로(TP)로부터 떨어져, 챔버(11)에 대해 반입출되는 기판(W)에 대해 관찰 헤드(93)가 간섭하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 기판(W)의 관찰 처리를 실행할 때에는, 제어 유닛(10)으로부터의 기판 관찰 지령에 따라, 관찰 헤드 구동부(94)가 관찰 헤드(93)를 관찰 위치로 이동시킨다.
이 관찰 헤드(93)는, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 5개의 확산면(931a~931e)을 갖는 확산 조명부(931)와, 3장의 미러 부재(932a~932c)로 구성되는 가이드부(932)와, 유지부(933)를 갖고 있다.
유지부(933)는, 예를 들면 PEEK(폴리에테르에테르케톤: polyetheretherketone)로 구성되어 있고, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 기판(W)측의 단부에 절결부(9331)가 형성되어 있다. 절결부(9331)의 연직 방향 사이즈는 기판(W)의 두께보다 폭 넓으며, 도 12에 나타내는 바와 같이, 관찰 헤드(93)가 관찰 위치에 위치 결정되면, 절결부(9331)가 기판(W)의 주연부(Ws) 및 주연부(Ws)로부터 더 경방향 내측으로 들어간 영역까지 들어간다. 또, 유지부(933)는 확산 조명부(931)와 서로 끼워 맞춤 가능한 형상으로 마무리되어 있다. 게다가, 유지부(933)는, 미러 부재(932a~932c)를 이면측으로부터 각각 지지하는 미러 지지부(933a~933c)를 갖고 있다. 이 때문에, 확산 조명부(931)와 유지부(933)는, 서로 끼워 맞춰짐으로써, 미러 부재(932a~932c)를 유지하면서 일체화된다.
확산 조명부(931)는, 예를 들면 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌: polytetrafluoroethylene)로 구성된다. 확산 조명부(931)는, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 갖고 있고, 유지부(933)와 동일하게, 기판(W)측의 단부에 절결부(9311)가 형성된다. 이 절결부(9311)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 둘레 방향에서 보아 역C자 형상을 갖고 있다. 또, 확산 조명부(931)에서는, 절결부(9311)를 따라 경사면이 설치되어 있다. 경사면은 절결부(9311)에 가까워짐에 따라 조명광이 나아가는 방향(방향(D3)과 직교하는 수평 방향)으로 경사지도록 마무리된 테이퍼면이다. 특히, 이 테이퍼면 중 절결부(9311)의 연직 상방 영역, 측방 영역 및 연직 하방 영역이 각각 확산면(931a~931c)으로서 기능한다. 또, 절결부(9311)에 있어서, 미러 부재(932a, 932c)의 회전축(AX)측에 위치하는 영역이 각각 확산면(931d, 931e)으로서 기능한다.
이와 같이 구성된 관찰 헤드(93)가 관찰 위치에 위치 결정되면, 확산면(931a~931e)이 광원부(91)에 의한 조명 영역(도 12의 굵은 파선 영역)에 위치한다. 이 위치 결정 상태로 제어 유닛(10)으로부터의 조명 지령에 광원부(91)가 점등하면, 조명광이 조명 영역에 조사된다. 이때, 확산면(931a~931e)이 조명광을 확산 반사시켜, 기판(W)의 주연부(Ws) 및 그 인접 영역을 다양한 방향에서 조명한다. 여기서, 조명광 중 주연부(Ws)를 포함하는 기판(W)의 상면을 향하는 상면 확산광의 일부는 주연부(Ws)의 상면 및 주연부(Ws)의 인접 영역(주연부(Ws)에 대해 경방향 내측에 인접하는 상면 영역)에서 반사된다. 이 반사광은 미러 부재(932a)의 반사면에서 반사된 후에, 촬상부(92)에 도광된다. 또, 조명광 중 주연부(Ws)를 포함하는 기판(W)의 하면을 향하는 하면 확산광의 일부는 주연부(Ws)의 하면 및 주연부(Ws)의 인접 영역(주연부(Ws)에 대해 경방향 내측에 인접하는 하면 영역)에서 반사된다. 이 반사광은 미러 부재(932c)의 반사면에서 반사된 후에, 촬상부(92)에 도광된다. 조명광 중 기판(W)의 측면(단면)(Wse)을 향하는 측면 확산광의 일부는 기판(W)의 측면(Wse)에서 반사된다. 이 반사광은 미러 부재(62b)의 반사면에서 반사된 후에, 촬상부(92)에 도광된다.
촬상부(92)는, 물체측 텔레센트릭 렌즈로 구성되는 관찰 렌즈계와, CMOS 카메라를 갖고 있다. 따라서, 관찰 헤드(93)로부터 도광되는 반사광 중 관찰 렌즈계의 광축에 평행한 광선만이 CMOS 카메라의 센서면에 입사되고, 기판(W)의 주연부(Ws) 및 인접 영역의 상이 센서면 상에 결상된다. 이렇게 하여 촬상부(92)는 기판(W)의 주연부(Ws) 및 인접 영역을 촬상하여, 기판(W)의 상면 화상, 측면 화상 및 하면 화상을 취득한다. 그리고, 그 화상을 나타내는 화상 데이터를 촬상부(92)는 제어 유닛(10)에 송신한다.
제어 유닛(10)은, 연산 처리부(10A), 기억부(10B), 판독부(10C), 화상 처리부(10D), 구동 제어부(10E), 통신부(10F) 및 배기 제어부(10G)를 갖고 있다. 기억부(10B)는, 하드 디스크 드라이브 등으로 구성되어 있고, 상기 기판 처리 장치(1)에 의해 베벨 처리를 실행하기 위한 프로그램을 기억하고 있다. 당해 프로그램은, 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(RM)(예를 들면, 광디스크, 자기 디스크, 광자기 디스크 등)에 기억되어 있고, 판독부(10C)에 의해 기록 매체(RM)로부터 읽어내어져, 기억부(10B)에 보존된다. 또, 당해 프로그램의 제공은, 기록 매체(RM)에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 당해 프로그램이 전기 통신 회선을 통하여 제공되도록 구성해도 된다. 화상 처리부(10D)는, 기판 관찰 기구(9)에 의해 촬상된 화상에 다양한 처리를 실시한다. 구동 제어부(10E)는, 기판 처리 장치(1)의 각 구동부를 제어한다. 통신부(10F)는, 기판 처리 시스템(100)의 각 부를 통합하여 제어하는 제어부 등과 통신을 행한다. 배기 제어부(10G)는 배기부(38)를 제어한다.
또, 제어 유닛(10)에는, 각종 정보를 표시하는 표시부(10H)(예를 들면 디스플레이 등)나 조작자로부터의 입력을 받아들이는 입력부(10J)(예를 들면, 키보드 및 마우스 등)가 접속된다.
연산 처리부(10A)는, CPU(=Central Processing Unit)나 RAM(=Random Access Memory) 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 기억부(10B)에 기억되는 프로그램에 따라 기판 처리 장치(1)의 각 부를 이하와 같이 제어하여, 베벨 처리를 실행한다. 이하, 도 14를 참조하면서 기판 처리 장치(1)에 의한 베벨 처리에 대해 설명한다.
도 14는 도 2에 나타내는 기판 처리 장치에 의해 기판 처리 동작의 일례로서 실행되는 베벨 처리를 나타내는 플로차트이다. 기판 처리 장치(1)에 의해 기판(W)에 베벨 처리를 실시할 때에는, 연산 처리부(10A)는, 승강 구동부(71, 72)에 의해 하측 밀폐 컵 부재(61), 노즐 헤드(56), 빔 부재(49), 지지 부재(43) 및 원판부(42)를 일체적으로 상승시킨다. 이 하측 밀폐 컵 부재(61)의 상승 도중에, 돌기부(613)가 상측 컵(33)의 상측 원환 부위(332)와 결합하고, 그 이후, 하측 밀폐 컵 부재(61), 노즐 헤드(56), 빔 부재(49), 지지 부재(43) 및 원판부(42)와 함께 상측 컵(33)이 상승하여 퇴피 위치에 위치 결정된다. 이에 의해, 스핀 척(21)의 상방에 기판 반송 로봇(111)의 핸드(도시 생략)가 진입하는 데에 충분한 반송 공간이 형성된다. 또, 연산 처리부(10A)는, 센터링 구동부(83)에 의해 싱글 이동부(831) 및 멀티 맞닿음부(82)를 스핀 척(21)으로부터 떨어진 퇴피 위치로 이동시킴과 더불어, 관찰 헤드 구동부(94)에 의해 관찰 헤드(93)를 스핀 척(21)으로부터 떨어진 대기 위치로 이동시킨다. 이에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스핀 척(21)의 주위에 배치되는 구성 요소 중 노즐 헤드(56), 광원부(91), 촬상부(92), 모터(23) 및 멀티 맞닿음부(82)는, 제1 가상 수평선(VL1)보다 메인터넌스용 개구(11d1)측(동 도면의 하측)에 위치한다. 또, 싱글 이동부(831) 및 관찰 헤드(93)는, 제1 가상 수평선(VL1)보다 반송용 개구(11b1)측에 위치하고 있지만, 반송 경로(TP)를 따른 기판(W)의 이동 영역으로부터 벗어나 있다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 레이아웃 구조를 채용하고 있기 때문에, 챔버(11)에 대한 기판(W)의 반입출 시에, 스핀 척(21)의 주위에 배치되는 구성 요소가 기판(W)과 간섭하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같이 반송 공간의 형성 완료와 기판(W)과의 간섭 방지를 확인하면, 연산 처리부(10A)는, 통신부(10F)를 통하여 기판 반송 로봇(111)에 기판(W)의 로딩 리퀘스트를 행하고, 도 4에 나타내는 반송 경로(TP)를 따라 미처리의 기판(W)이 기판 처리 장치(1)에 반입되어 스핀 척(21)의 상면에 재치되는 것을 기다린다. 그리고, 스핀 척(21) 상에 기판(W)이 재치된다(단계 S1). 또한, 이 시점에서는, 펌프(26)는 정지하고 있어, 스핀 척(21)의 상면 상에서 기판(W)은 수평 이동 가능하게 되어 있다.
기판(W)의 로딩이 완료되면, 기판 반송 로봇(111)이 반송 경로(TP)를 따라 기판 처리 장치(1)로부터 퇴피한다. 그에 이어서, 연산 처리부(10A)는, 싱글 이동부(831) 및 멀티 맞닿음부(82)를 스핀 척(21) 상의 기판(W)에 근접하도록, 센터링 구동부(83)를 제어한다. 이에 의해 스핀 척(21)에 대한 기판(W)의 편심이 해소되어, 기판(W)의 중심이 스핀 척(21)의 중심과 일치한다(단계 S2). 이렇게 하여 센터링 처리가 완료되면, 연산 처리부(10A)는, 싱글 이동부(831) 및 멀티 맞닿음부(82)가 기판(W)으로부터 이격하도록 센터링 구동부(83)를 제어함과 더불어, 펌프(26)를 작동시켜 부압을 스핀 척(21)에 부여한다. 이에 의해, 스핀 척(21)은 기판(W)을 하방으로부터 흡착 유지한다.
다음으로, 연산 처리부(10A)는, 승강 구동부(71, 72)에 하강 지령을 부여한다. 이에 따라, 승강 구동부(71, 72)가 하측 밀폐 컵 부재(61), 노즐 헤드(56), 빔 부재(49), 지지 부재(43) 및 원판부(42)를 일체적으로 하강시킨다. 이 하강 도중에, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 돌기부(613)에 의해 하방으로부터 지지되는 상측 컵(33)이 하측 컵(32)에 연결된다. 이에 의해, 회전 컵부(31)(=상측 컵(33)과 하측 컵(32)의 연결체)가 형성된다.
회전 컵부(31)의 형성 후에, 하측 밀폐 컵 부재(61), 노즐 헤드(56), 빔 부재(49), 지지 부재(43) 및 원판부(42)가 일체적으로 더 하강하여, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 플랜지부(611, 612)가 각각 상측 밀폐 컵 부재(62)의 플랜지부(621) 및 고정 컵부(34)에서 걸린다. 이에 의해, 하측 밀폐 컵 부재(61)가 하한 위치(도 2의 위치)에 위치 결정된다(단계 S3). 상기 걸림 후에 있어서는, 도 4의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이, 상측 밀폐 컵 부재(62)의 플랜지부(621) 및 하측 밀폐 컵 부재(61)의 플랜지부(611)가 오링(63)을 통하여 밀착됨과 더불어, 하측 밀폐 컵 부재(61)의 플랜지부(612) 및 고정 컵부(34)가 오링(63)을 통하여 밀착된다. 그 결과, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연직 방향에 있어서 하측 밀폐 컵 부재(61)와 고정 컵부(34)가 이어지고, 상측 밀폐 컵 부재(62), 하측 밀폐 컵 부재(61) 및 고정 컵부(34)에 의해 밀폐 공간(12a)이 형성되어, 밀폐 공간(12a)이 외측 분위기(외측 공간(12b))로부터 분리된다(분위기 분리).
이 분위기 분리 상태로, 원판부(42)의 하면이 기판(W)의 상면(Wf) 중 주연부(Ws)를 제외한 표면 영역을 상방으로부터 덮고 있다. 또, 상면 노즐(51F)이, 원판부(42)의 절결부(44) 내에서 토출구(511)를 기판(W)의 상면(Wf)의 주연부를 향한 자세로 위치 결정된다. 이렇게 하여 기판(W)에 대한 처리액의 공급 준비가 완료되면, 연산 처리부(10A)는, 모터(23)에 회전 지령을 부여하여, 기판(W)을 유지하는 스핀 척(21) 및 회전 컵부(31)의 회전을 개시한다(단계 S4). 기판(W) 및 회전 컵부(31)의 회전 속도는, 예를 들면 1800회전/분으로 설정된다. 또, 연산 처리부(10A)는 히터 구동부(422)를 구동 제어하여 히터(421)를 소망 온도, 예를 들면 185℃까지 승온시킨다.
다음으로, 연산 처리부(10A)는, 가열 가스 공급부(47)에 가열 가스 공급 지령을 부여한다. 이에 의해, 히터(471)에 의해 가열된 질소 가스, 즉 가열 가스가 가열 가스 공급부(47)로부터 중앙 노즐(45)을 향하여 압송된다(단계 S5). 이 가열 가스는, 배관(46)을 통과하는 동안, 리본 히터(48)에 의해 가열된다. 이에 의해, 가열 가스는, 배관(46)을 통한 가스 공급 중에 있어서의 온도 저하를 방지하면서, 중앙 노즐(45)로부터 기판(W)과 원판부(42) 사이에 끼인 공간(SPa)(도 9)을 향하여 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 상면(Wf)이 전면적으로 가열된다. 또, 기판(W)의 가열은 히터(421)에 의해서도 행해진다. 이 때문에, 시간의 경과에 의해 기판(W)의 주연부(Ws)의 온도가 상승하고, 베벨 처리에 적합한 온도, 예를 들면 90℃에 도달한다. 또, 주연부(Ws) 이외의 온도도, 거의 같은 온도로까지 상승한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 기판(W)의 상면(Wf)의 면내 온도는, 거의 균일하다. 따라서, 기판(W)이 휘는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
이에 이어서, 연산 처리부(10A)는, 처리액 공급부(52)를 제어하여 상면 노즐(51F) 및 하면 노즐(51B)에 처리액을 공급한다. 즉, 상면 노즐(51F)로부터 기판(W)의 상면 주연부에 맞도록 처리액의 액류가 토출됨과 더불어, 하면 노즐(51B)로부터 기판(W)의 하면 주연부에 맞도록 처리액의 액류가 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부(Ws)에 대한 베벨 처리가 실행된다(단계 S6). 그리고, 연산 처리부(10A)는, 기판(W)의 베벨 처리에 필요로 하는 처리 시간의 경과 등을 검출하면, 처리액 공급부(52)에 공급 정지 지령을 부여하여, 처리액의 토출을 정지한다.
그에 이어서, 연산 처리부(10A)는, 가열 가스 공급부(47)에 공급 정지 지령을 부여하여, 가열 가스 공급부(47)로부터 중앙 노즐(45)을 향하여 질소 가스의 공급을 정지한다(단계 S7). 또, 연산 처리부(10A)는, 모터(23)에 회전 정지 지령을 부여하여, 스핀 척(21) 및 회전 컵부(31)의 회전을 정지시킨다(단계 S8).
다음 단계 S9에서, 연산 처리부(10A)는 기판(W)의 주연부(Ws)를 관찰하여 베벨 처리의 결과를 검사한다. 보다 구체적으로는, 연산 처리부(10A)는, 기판(W)의 로딩 시와 동일하게 하여, 상측 컵(33)을 퇴피 위치에 위치 결정하여, 반송 공간을 형성한다. 그리고, 연산 처리부(10A)는, 관찰 헤드 구동부(94)를 제어하여 관찰 헤드(93)를 기판(W)에 근접시킨다. 그리고, 연산 처리부(10A)는, 광원부(91)를 점등시킴으로써 관찰 헤드(93)를 통하여 기판(W)의 주연부(Ws)를 조명한다. 또, 주연부(Ws) 및 인접 영역에서 반사된 반사광을 촬상부(92)가 수광하여 주연부(Ws) 및 인접 영역을 촬상한다. 즉, 기판(W)이 회전축(AX) 둘레로 회전하고 있는 동안에 촬상부(92)가 취득한 복수의 주연부(Ws)의 상으로부터 기판(W)의 회전 방향을 따른 주연부(Ws)의 주연부 화상을 취득한다. 그러면, 연산 처리부(10A)는, 관찰 헤드 구동부(94)를 제어하여 관찰 헤드(93)를 기판(W)으로부터 퇴피시킨다. 이와 병행하여, 연산 처리부(10A)는, 촬상된 주연부(Ws) 및 인접 영역의 화상, 즉 주연부 화상에 의거하여, 연산 처리부(10A)는, 베벨 처리가 양호하게 행해졌는지 여부를 검사한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 그 검사의 일례로서, 주연부 화상으로부터 기판(W)의 단면으로부터 기판(W)의 중앙부를 향하여 처리액에 의해 처리된 처리폭을 검사하고 있다(처리 후 검사).
검사 후, 연산 처리부(10A)는, 통신부(10F)를 통하여 기판 반송 로봇(111)에 기판(W)의 언로딩 리퀘스트를 행하고, 처리 완료된 기판(W)이 기판 처리 장치(1)로부터 반출된다(단계 S10). 또한, 이들 일련의 공정은 반복하여 실행된다.
상기한 실시 형태에서는, 모터 장착 부위(171) 및 스핀 척 장착 부위(172)가 각각 본 발명의 「제1 유지 부위」 및 「제2 유지 부위」의 일례에 상당하고 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 장치 각 부가 상기와 같이 배치되어 있는 점에서 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다.
(A) 종래의 기판 처리 장치에서는, 기판 유지부로서 기능하는 스핀 척(21)에 유지된 기판(W)에 액세스하여 기판 처리를 실행하기 때문에, 스핀 척(21)이 챔버(11)의 중심(11g) 또는 그 근방에 배치하는 것이 일반적이었다. 이에 대해, 본 실시 형태에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 내부 공간(12)에 있어서, 기판 유지부(2A)가 내부 공간(12)의 중심(11g)보다 반송용 개구측으로 오프셋된 처리 위치에 배치된다. 이 오프셋(거리(Lof))분만큼, 반송 경로(TP)를 따른 기판(W)의 반송 거리 및 반송 시간이 단축되어, 전력 절약화된다.
(B) 챔버(11)의 내부 공간(12)를 넓히지 않아도, 상기 오프셋분만큼 스핀 척(21)의 반(反) 반송용 개구측의 영역, 즉 제1 가상 수평선(VL1)을 사이에 두고 반송용 개구(11b1)의 반대측의 영역이 넓어져, 처리 기구(5)의 배치에 대해 설계 자유도가 높아진다. 단, 도 10에 나타내는 바와 같이, 노즐 이동부(54)에 의해 처리액 토출 노즐(51B)을 기판(W)의 경방향(D1)으로 이동시키도록 구성한 기판 처리 장치에 있어서는, 처리액 토출 노즐(51B)의 이동 방향으로 노즐 이동부(54)는 어느 정도의 스트로크를 필요로 한다. 따라서, 예를 들면 처리액 토출 노즐(51B)의 이동 방향을 반송 경로(TP)와 같은 방향으로 설정하면, 반 반송용 개구측의 넓어져 있음에도 불구하고, 처리 기구, 특히 노즐 이동부(54)가 내부 공간(12)에 들어가지 않는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 상기와 같이, 노즐 이동부(54)가 기판(W)의 경방향 중 제1 가상 수평선(VL1)에 대해 경사진 경방향(D1)으로 처리액 토출 노즐(51F)을 이동시키도록 구성하고 있다. 이에 의해, 챔버(11) 내에서의 스핀 척(21), 노즐 헤드 및 노즐 이동부(54)의 배치 관계가 최적화되어, 쓸데없이 내부 공간(12)이 큰 챔버(11)를 이용하는 일 없이, 베벨 처리를 양호하게 실행할 수 있다. 그 결과, 배기부(38)에 의한 내부 공간(12)의 배기량을 억제할 수 있고, 환경 부하 및 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
(C) 상기 실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 가열하기 위한 가열 가스를 얻기 위한 히터(471)가 챔버(11)의 외벽(측벽(11e))에 장착되어 있다. 즉, 히터(471)가 챔버(11)의 외부에 설치되어 있다. 따라서, 히터(471)에서 발생한 열이 챔버(11)의 내부 공간(12)에 배치되는 각종 기구에 이르는 것을 방지할 수 있다. 특히, 광원부(91) 및 촬상부(92)는, 열의 영향을 받기 쉽기 때문에, 본 실시 형태에서는, 히터(471)의 장착 부위로부터 떨어진 이격 위치에 광원부(91) 및 촬상부(92)가 배치되어 있다. 따라서, 상기 레이아웃 구조를 채용함으로써, 광원부(91) 및 촬상부(92)는 히터(471)에서 발생한 열의 영향을 받기 어려워진다. 그 결과, 온도 변화의 영향에 따른 관찰 정밀도의 저하를 방지하여, 기판의 주연부를 고정밀도로 관찰할 수 있다. 또, 히터(471)로부터의 열영향에 관해서는, 처리액 토출 노즐(51F, 51B)도 동일한 점에서 히터(471)의 장착 부위로부터 떨어진 이격 위치에 처리액 토출 노즐(51F, 51B)이 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 광원부(91), 촬상부(92), 처리액 토출 노즐(51F, 51B)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 제2 가상 수평선(VL2)을 사이에 두고 히터(471)의 반대측에 배치되어 있다. 이와 같은 배치 구조를 채용함으로써, 히터(471)로부터 광원부(91), 촬상부(92), 처리액 토출 노즐(51F, 51B)까지의 거리가 길어져, 히터(471)로부터의 열영향을 확실히 억제할 수 있다.
(D) 또, 히터(471)보다 적지만, 가열 가스(히터(471)에 의해 가열된 불활성 가스)를 중앙 노즐(45)에 들여보내기 위한 배관(46) 및 배관(46)의 주위에 배치되는 리본 히터(48)로부터도 열이 방출된다. 이에, 본 실시 형태에서는, 배관(46) 및 리본 히터(48)는, 챔버(11)의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 제2 가상 수평선(VL2)을 사이에 두고 히터(471)로부터의 열영향을 받기 쉬운 구성(광원부(91), 촬상부(92), 처리액 토출 노즐(51F, 51B)의 반대측이고, 또한 제1 가상 수평선(VL1)을 사이에 두고 반송용 개구(11b1)의 반대측에 배치되어 있다. 이 때문에, 배관(46) 등으로부터 방출되는 열의 영향이 상기 구성에 이르는 것을 억제하고 있다.
(E) 상기 실시 형태에서는, 2개의 풀리(241, 242)와 무단 벨트(243)로 동력 전달부(24)가 구성되어 있고, 당해 동력 전달부(24)에 의해 기판 유지부(2A)와 모터(23)가 연결되어 있다. 이 때문에, 동력 전달부(24)가 모터에서 발생하는 구동력을 기판 유지부(2A)에 전달한다. 따라서, 기판 처리 장치(1)의 가동에 수반하여 모터(23)나 동력 전달부(24)에 문제, 예를 들면 무단 벨트(243)의 늘어남이나 파손 등이 발생하면, 적절히, 동력 전달부(24)의 조정이나 동력 전달부(24)를 구성하는 부품의 교환 등의 메인터넌스 작업이 필요해진다. 이와 같은 경우, 오퍼레이터는, 덮개 부재(19)를 챔버(11)로부터 떼어내어 메인터넌스용 개구(11d1)를 개방함으로써, 메인터넌스용 개구(11d1)를 통하여 동력 전달부(24) 및 모터(23)를 외부에 노출시킬 수 있다. 또한, 오퍼레이터는 메인터넌스용 개구(11d1)를 통하여 메인터넌스 작업을 행할 수 있다. 그 결과, 메인터넌스 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
(F) 상기한 바와 같이 기판 유지부(2A)가 내부 공간(12)의 중심(11g)보다 반송용 개구측으로 오프셋된 처리 위치에 배치됨으로써, 제1 가상 수평선(VL1)을 사이에 두고 반송용 개구(11b1)의 반대측의 영역, 즉 메인터넌스용 개구(11d1)에 면하는 영역이 넓어져 있다. 이 때문에, 메인터넌스용 개구(11d1)를 통한 메인터넌스 작업이 오프셋을 수반하지 않는 경우에 비해 용이해진다. 이 점에 대해서는, 다음의 광원부(91) 및 촬상부(92)에 대한 메인터넌스 작업에 대해 동일하다.
(G) 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 관찰 기구(9)의 광원부(91) 및 촬상부(92)도, 메인터넌스용 개구(11d1)를 바라보도록 배치되어 있다. 이 때문에, 오퍼레이터는 메인터넌스용 개구(11d1)를 통하여 광원부(91) 및 촬상부(92)에도 액세스 가능하게 되어 있다. 따라서, 광원부(91) 및 촬상부(92)에 대한 메인터넌스 작업에 대해서도, 용이하게 실행 가능하게 되어 있다.
(H) 모터(23)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 그 회전 샤프트(231)를 챔버(11)의 바닥벽(11a)으로부터 상방으로 이격시키면서 바닥벽(11a)(도 3)을 향하여 베이스 부재(17)의 모터 장착 부위(171)(도 3)의 하면으로부터 수하(垂下)시킨 자세로 베이스 부재(17)에 유지된다. 또, 기판 유지부(2A)의 하방 단부는, 바닥벽(11a)(도 3)으로부터 상방으로 이격시키면서 바닥벽(11a)을 향하여 베이스 부재(17)의 스핀 척 장착 부위(172)(도 3)의 하면으로부터 수하시킨 자세로 베이스 부재(17)에 유지된다. 게다가, 동력 전달부(24)(=제1 풀리(241)+제2 풀리(242)+무단 벨트(243))는 베이스 부재(17)의 하방에 배치된다. 이와 같은 배치를 채용함으로써, 다른 기구와의 간섭을 고려하는 일 없이, 메인터넌스 작업을 효율적으로 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 기판 유지부(2A)의 하방 단부 및 모터(23)의 회전 샤프트(231)와, 바닥벽(11a)의 사이에 형성되는 간극을 이용하여 무단 벨트(243)의 교환이 가능해진다. 즉, 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(242)를 떼어내는 일 없이, 무단 벨트(243)를 교환할 수 있다.
(I) 또, 기판 유지부(2A)의 중앙부에 배관(25, 28) 등을 접속하기 위한 포트(도시 생략)를 설치하는 등의 이유에서 기판 유지부(2A)의 하방 단부가 연직 하방으로 연장되는 경우가 있다. 이 경우, 기판 유지부(2A)의 하방 단부와, 바닥벽(11a)의 사이에 형성되는 간극(SPx)이 좁아져 버린다. 이에, 예를 들면 도 15에 나타내는 바와 같이, 챔버(11)의 바닥벽(11a) 중 기판 유지부(2A)의 하방 단부에 대향하는 영역에 자리파기부(11a1)를 형성하여, 상기 간극(SPx)을 넓히도록 구성해도 된다.
(J) 베이스 부재(17)가 챔버(11)의 바닥벽(11a)으로부터 상방으로 이격한 이격 위치에서 배치되어 있고, 챔버(11)의 내부 공간(12) 내에 있어서, 이른바 고상 구조가 형성되어 있다. 그리고, 당해 베이스 부재(17)의 상면이 기판 처리부(SP)를 설치하기 위한 재치면으로서 마무리되어 있다. 이와 같은 고상 구조의 레이아웃을 채용함으로써, 만일 처리액의 누액이 발생하여 챔버(11)의 바닥벽(11a)에 모였다고 해도, 그 처리액이 기판 처리부(SP)에 접액하는 것을 확실히 방지할 수 있다. 따라서, 베이스 부재(17)를 수지 재료로 구성할 필연성은 없고, 바닥벽(11a)보다 높은 강성을 갖는 재료로 구성함으로써, 베이스 부재(17)의 재치면을 기준 베이스로 하고, 당해 재치면 상에 기판 처리부(SP)를 설치할 수 있다. 따라서, 처리부의 내약품성을 고려하여 바닥벽을 수지 재료로 구성한 종래 장치보다 우수한 메인터넌스성으로 기판 처리부(SP)를 설치할 수 있다. 또, 연직 방향(Z)에 있어서 바닥벽(11a)보다 높은 위치에 기판 처리부(SP)가 설치됨으로써, 처리액에 의한 악영향을 미연에 방지하기 위한 커버 등의 추가 구성을 기판 처리부(SP)에 장착하는 것은 불필요해진다. 그 결과, 약액을 처리액으로서 이용하여 기판(W)을 처리하는 기판 처리부(SP)가 챔버(11)의 내부 공간(12)에 배치되어 있음에도 불구하고, 처리액의 누액에 의한 악영향을 회피하면서, 저비용 및 양호한 메인터넌스성으로 기판에 대한 기판 처리를 행할 수 있다.
상기한 실시 형태에 있어서, 모터 장착 부위(171) 및 스핀 척 장착 부위(172)가 각각 본 발명의 「제1 유지 부위」 및 「제2 유지 부위」의 일례에 상당하고 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것에 대해 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(1)에서는, 베이스 부재(17)의 상면에 기판 처리부(SP)가 설치된다고 하는 고상 구조를 갖는 기판 처리 장치에 대해 본 발명을 적용하고 있다. 또, 상기 실시 형태에서는, 회전 컵부(31)를 갖는 기판 처리 장치에 대해 본 발명을 적용하고 있다. 또, 상기 실시 형태에서는, 상면 보호 가열 기구(4), 분위기 분리 기구(6), 센터링 기구(8) 및 기판 관찰 기구(9)를 갖는 기판 처리 장치에 대해 본 발명을 적용하고 있다. 그러나, 예를 들면 일본국 특허 제5437168호에 기재되어 있는 바와 같이, 이들 구성을 갖지 않는 기판 처리 장치, 즉 챔버(11)의 내부 공간(12)에서 기판(W)의 주연부에 처리액을 공급하여 상기 주연부를 처리하는 기판 처리 장치에 대해 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 「기판 처리」의 일례로서 베벨 처리를 실행하는 기판 처리 장치에 대해 본 발명을 적용하고 있지만, 회전하는 기판에 처리액을 공급함으로써 기판에 대해 기판 처리를 실시하는 기판 처리 장치 전반에 본 발명을 적용할 수 있다.
이상, 특정 실시예를 따라 발명을 설명했지만, 이 설명은 한정적인 의미로 해석되는 것을 의도한 것은 아니다. 발명의 설명을 참조하면, 본 발명의 그 외의 실시 형태와 동일하게, 개시된 실시 형태의 다양한 변형예가, 이 기술에 정통한 자에게 분명해질 것이다. 고로, 첨부한 특허청구범위는, 발명의 진정한 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 당해 변형예 또는 실시 형태를 포함하는 것으로 생각된다.
이 발명은, 챔버의 내부 공간에서 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판 처리를 실시하는 기판 처리 장치 전반에 적용할 수 있다.
1 기판 처리 장치
2 유지 회전 기구
2A 기판 유지부
2B 회전 기구
5 처리 기구
11 챔버
11a 바닥벽
11a1 자리파기부
11b1 반송용 개구
11d1 메인터넌스용 개구
11g (챔버의) 중심
12 내부 공간
16 베이스 지지 부재
17 베이스 부재
21 스핀 척
22 회전축부
23 모터
24 동력 전달부
231 (모터의) 회전 샤프트
241 제1 풀리
242 제2 풀리
243 무단 벨트
AX 회전축
TP 반송 경로
VL1 제1 가상 수평선
VL2 제2 가상 수평선
W 기판

Claims (7)

  1. 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 내부 공간의 소정의 처리 위치에서, 기판을 수평으로 유지하면서 연직 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전 가능하게 설치되는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부를 상기 회전축 둘레로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전되는 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 처리액을 공급함으로써 상기 기판에 대해 기판 처리를 실시하는 처리 기구를 구비하고,
    상기 챔버는, 상기 챔버의 외부와 상기 기판 유지부의 사이에서 상기 기판을 반송 경로를 따라 반송하기 위한 반송용 개구와, 상기 기판 유지부를 사이에 두고 상기 반송용 개구의 반대측에 형성된 메인터넌스용 개구를 갖고,
    상기 회전 기구는, 상기 기판 유지부를 회전시키기 위한 회전 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터 및 상기 기판 유지부를 연결함으로써 상기 모터에서 발생한 상기 회전 구동력을 상기 기판 유지부에 전달하는 동력 전달부를 갖고,
    상기 모터 및 상기 동력 전달부가, 상기 기판 유지부에 대해 상기 반송용 개구의 반대측이고, 게다가 상기 메인터넌스용 개구를 바라보도록 배치됨으로써, 외부로부터 상기 메인터넌스용 개구를 통하여 상기 회전 기구에 액세스 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 기판 유지부는, 상기 반송 경로 상에 있어서 상기 내부 공간의 중심보다 상기 반송용 개구측으로 오프셋된 처리 위치에 배치되는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버의 상방으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 반송용 개구, 상기 기판 유지부, 상기 동력 전달부, 상기 모터 및 상기 메인터넌스용 개구가 이 순서로, 상기 반송 경로와 평행으로 배치되는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 모터는, 상기 회전 구동력의 발생에 수반하여 회전하는 회전 샤프트를 갖고, 상기 회전 샤프트를 연직 하방으로 연장시킨 자세로 배치되고,
    상기 동력 전달부는, 상기 회전 샤프트에 장착된 제1 풀리와, 상기 기판 유지부의 하단부에 장착된 제2 풀리와, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리의 사이에 건너질러진 무단(無端) 벨트를 갖고,
    상기 메인터넌스용 개구를 통하여 상기 무단 벨트에 액세스 가능하게 되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모터는, 상기 반송 경로와 평행한 수평 방향에 있어서, 상기 기판 유지부와의 거리가 상기 메인터넌스용 개구를 통하여 조정 가능해지도록, 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 챔버의 바닥벽으로부터 연직 상방으로 세워 설치된 복수의 베이스 지지 부재와,
    상기 바닥벽으로부터 상방으로 이격한 이격 위치에서, 상기 복수의 베이스 지지 부재의 상단부에 의해 지지되는 베이스 부재를 추가로 구비하고,
    상기 베이스 부재는, 상기 모터의 회전 샤프트를 상기 바닥벽으로부터 상방으로 이격시키면서 상기 바닥벽을 향하여 상기 베이스 부재의 하면으로부터 수하(垂下)시킨 자세로 상기 모터를 유지하는 제1 유지 부위와, 상기 기판 유지부의 하방 단부를 상기 바닥벽으로부터 상방으로 이격시키면서 상기 바닥벽을 향하여 상기 베이스 부재의 하면으로부터 수하시킨 자세로 상기 기판 유지부를 유지하는 제2 유지 부위를 갖고,
    상기 제1 풀리는 상기 회전 샤프트의 하단부에 장착되고,
    상기 제2 풀리는 상기 기판 유지부의 하방 단부에 장착되고,
    상기 무단 벨트는 상기 베이스 부재의 하방에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 바닥벽에서는, 상기 기판 유지부의 하방 단부에 대향하는 영역에 자리파기부가 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
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