WO2019058774A1 - 基板保持装置および基板処理装置 - Google Patents

基板保持装置および基板処理装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a substrate holding apparatus and a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus for supplying a processing liquid to a substrate, and a substrate holding apparatus used therefor.
  • a substrate processing apparatus which supplies a processing solution such as a chemical solution for etching or a rinse solution for cleaning to the substrate while rotating the substrate such as a semiconductor substrate in a horizontal plane (for example, Patent Document 1) .
  • the substrate processing apparatus includes a wafer holding unit, a nozzle, and a rotating cup.
  • the wafer holding unit includes a disk-shaped rotating plate provided horizontally, and a member which protrudes from the upper surface of the rotating plate and holds the peripheral edge of the substrate.
  • the rotating plate is rotated by a motor.
  • the substrate held by the wafer holding unit is also rotated.
  • the nozzles discharge the processing liquid to the surface of the substrate.
  • the rotating cup is disposed on the rotating plate. More specifically, the rotating cup is disposed on the outer peripheral area of the rotating plate.
  • the rotary cup includes a collar covering the outer peripheral region of the rotary plate, a cylindrical outer wall extending vertically from the outer peripheral end of the collar and surrounding the rotary plate from the outer side, the collar and the wafer holder And a guide member provided therebetween. Spacers are provided between the guide member and the ridge portion and between the guide member and the wafer holding portion to form a plurality of openings through which the processing liquid passes.
  • the processing liquid from the nozzle is supplied to the substrate while the wafer holding unit is rotated.
  • the processing liquid spreads with the rotation of the substrate, passes through the opening, and splashes from the outer peripheral edge of the rotating plate to the outer wall of the rotating cup.
  • the processing solution flows on the entire surface of the substrate and thus acts on the entire surface of the substrate. For example, when the processing liquid is a chemical for etching, the surface of the substrate is appropriately etched.
  • the rotational speed of the wafer holder is set to a value suitable for causing the processing liquid to act on the substrate.
  • the rotational speed is high, the speed (flow velocity) of the processing liquid scattering from the outer peripheral edge of the rotary plate to the outer wall of the rotary cup is high. Therefore, in this case, the processing liquid that has bounced off from the outer wall of the rotary cup may reattach to the substrate side. The reattachment of the processing liquid to the substrate causes the generation of particles on the substrate.
  • an object of the present invention is to provide a substrate holding apparatus and a substrate processing apparatus capable of adjusting the flow velocity of the processing liquid scattering to the outside.
  • the 1st mode of the substrate holding device concerning the present invention is a substrate holding device used for a substrate processing device which supplies processing liquid to a substrate, and holds a substrate in a horizontal posture. And a ring member surrounding the periphery of the substrate held by the holding member, the ring member having an upper surface at the same height as the surface of the substrate or lower than the surface of the substrate. And a rotation mechanism for rotating the holding member and the ring member at different rotation speeds and / or in different rotation directions, with an axis passing through the substrate held by the holding member and extending along the vertical direction as a rotation axis And
  • a second aspect of the substrate holding apparatus is the substrate holding apparatus according to the first aspect, wherein the rotation mechanism includes a motor, a shaft connecting the motor and the holding member, and the shaft And a transmission mechanism rotatably coupled to the ring member and rotating the ring member at a speed ratio with respect to the rotational speed of the shaft.
  • the rotation mechanism includes a motor, a shaft connecting the motor and the holding member, and the shaft And a transmission mechanism rotatably coupled to the ring member and rotating the ring member at a speed ratio with respect to the rotational speed of the shaft.
  • a third aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to the second aspect, wherein the transmission mechanism is connected to the shaft and rotates with the shaft, and the ring member Gear, and at least one first gear provided between the external gear and the internal gear, the first gear rotating the internal gear according to the rotation of the external gear And a unit.
  • a fourth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to the third aspect, wherein the at least one first gear includes an even number of first gears, and the even number The first gears mesh with each other in series, and rotate as the external gear rotates to rotate the internal gear.
  • a fifth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to the third aspect, wherein the first gear portion has an odd number of first gears, and the outer gear is rotated. Rotates along with the rotation of the internal gear.
  • a sixth aspect of the substrate holding device is the substrate holding device according to the fourth aspect, wherein an odd number of second members provided between the external gear and the internal gear and meshing in series with each other are provided.
  • a second gear portion which has a gear, and which rotates the internal gear in accordance with the rotation of the external gear; a first gear portion; and a first meshing position between the external gear and the internal gear;
  • a moving mechanism configured to move between a second retraction position retracted from between the external gear and the internal gear.
  • a seventh aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to the first aspect, wherein the rotation mechanism is configured to rotate the first motor for rotating the holding member, and to rotate the ring member. 2 equipped with a motor.
  • An eighth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the rotation mechanism has a speed variable with respect to the rotation speed of the holding member.
  • the ring member is rotated in ratio.
  • a ninth aspect of the substrate holding apparatus is the substrate holding apparatus according to the eighth aspect, wherein the rotating mechanism rotates the ring member when the holding member is rotated at a first holding speed.
  • the rotating mechanism rotates the ring member when the holding member is rotated at a first holding speed.
  • a tenth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein an upper peripheral edge of the upper surface of the ring member is the upper surface of the upper surface. It is inclined with respect to the horizontal plane so as to be located below the inner peripheral edge of.
  • An eleventh aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the upper surface of the ring member is hydrophilic.
  • a twelfth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, wherein at least at least opposite facing surfaces of the holding member and the ring member are provided. Either one is hydrophobic.
  • a thirteenth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to the twelfth aspect, wherein the inner circumferential surface which is the opposite surface of the ring member has hydrophobicity.
  • a fourteenth aspect of the substrate holding apparatus according to the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein raising and lowering the ring member relative to the holding member is performed. It further comprises a mechanism.
  • a substrate holding apparatus for supplying a processing liquid to the surface of the substrate held by the holding member, and The second processing liquid supply means for supplying the processing liquid to the back surface of the substrate held by the holding member, and (i) stopping the ring member at a first position below the surface of the substrate by controlling the elevating mechanism And, while rotating the holding member and the ring member in the rotation mechanism, supply the treatment liquid to the first treatment liquid supply means, and (ii) controlling the elevating mechanism to rotate the ring member.
  • the second processing liquid supply unit is stopped at a second position stopped by a thickness of the substrate below the first position and in a state where the holding member and the ring member are rotated by the rotation mechanism.
  • control means for supplying the processing solution Ru.
  • the substrate holding apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects, and a processing liquid for supplying a processing liquid to the surface of the substrate held by the holding member.
  • the substrate processing apparatus comprises: supply means; and control means for performing substrate processing by supplying the processing liquid to the processing liquid supply means in a state where the holding member and the ring member are rotated by the rotation mechanism, the holding member being the substrate.
  • the upper surface of the holding member extends outward beyond the peripheral edge of the substrate in plan view, and the height position of the upper surface of the ring member is the same as the upper surface of the holding member or
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate flows in the order of the upper surface of the holding member and the upper surface of the ring member.
  • the treatment liquid when the treatment liquid is supplied to the surface of the substrate while the holding member holding the substrate is rotating, the treatment liquid spreads over the surface of the substrate and Splash. Since the upper surface of the ring member is located outside the substrate, the processing solution of the substrate flows on the upper surface of the ring member and splashes from the ring member to the outside.
  • the ring member rotates at a rotational speed and / or rotational direction different from that of the holding member, it is possible to adjust the flow rate of the processing liquid scattering from the ring member.
  • a single motor can be used to rotate both the holding member and the ring member. This contributes to the simplification of control.
  • the transmission mechanism can be realized with a simple configuration.
  • the ring member can be rotated in the same direction as the holding member. Therefore, the flow of the treatment liquid in the ring member is unlikely to be disturbed.
  • the ring member can be rotated in the direction opposite to the holding member. Therefore, it is easy to reduce the flow velocity of the treatment liquid in the ring member.
  • the rotational direction of the ring member can be variably controlled.
  • the holding member and the ring member can be rotated independently.
  • the flow velocity of the processing liquid can be finely controlled as compared with the case where the ring member is rotated at a fixed speed ratio to the rotational speed of the holding member.
  • the flow velocity of the processing liquid scattering from the ring member can be controlled within a predetermined range. That is, the flow velocity of the ring member can be reduced below a predetermined upper limit value and can be made larger than a predetermined lower limit value. If the flow rate of the processing liquid is too high, the processing liquid is likely to rebound on the cup provided on the outside of the substrate holding device and reattach to the substrate, but such reattachment can be suppressed. On the other hand, when the flow rate of the treatment liquid becomes too low, for example, when the supply of the treatment liquid is stopped, the treatment liquid tends to be accumulated on the ring member, but such liquid accumulation can also be suppressed.
  • the processing liquid easily flows to the outside of the ring member.
  • the substrate holding device in accordance with the present invention, it is possible to suppress that the treatment liquid enters the gap between the holding member and the ring member.
  • the vertical position of the ring member with respect to the holding member can be adjusted.
  • the processing liquid easily flows on the upper surface of the ring member.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a substrate holding device. It is a sectional view showing roughly an example of composition of a substrate holding device. It is a figure showing roughly an example of composition of a speed change mechanism. It is a flowchart which shows an example of operation
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a substrate processing apparatus 100.
  • the substrate processing apparatus 100 is an apparatus for processing the substrate W.
  • the substrate W is, for example, a semiconductor substrate, and is a plate-like substrate having a circular shape in plan view.
  • the substrate W is not limited to this, and may be, for example, a substrate for a display panel such as liquid crystal, and may be a plate-like substrate having a rectangular shape in plan view.
  • the substrate processing apparatus 100 includes the substrate holding apparatus 1, the control unit 50, the cup 60, the housing 70, and the processing liquid supply unit 80.
  • the housing 70 forms a processing chamber for processing the substrate W.
  • the housing 70 may also be referred to as a chamber.
  • the housing 70 is formed with a loading / unloading port (not shown) for loading / unloading the substrate W.
  • the housing 70 is provided with a shutter (not shown) for switching the opening and closing of the loading / unloading port.
  • a substrate transfer robot (not shown) is provided outside the substrate processing apparatus 100, and the substrate transfer robot transfers the substrate W with the substrate processing apparatus 100. Specifically, the substrate transfer robot carries in the substrate W from the outside of the housing 70 to the inside through the loading / unloading opening with the shutter open, or carries out the substrate W from the inside of the housing 70 to the outside.
  • the substrate holding device 1 is provided inside the housing 70, and holds the substrate W in a horizontal posture. Further, the substrate holding apparatus 1 rotates the substrate W with an axis extending along the vertical direction through the center of the substrate W as the rotation axis Q1.
  • the substrate holding device 1 is also called a spin chuck. The specific configuration of the substrate holding device 1 will be described in detail later.
  • the processing liquid supply unit 80 supplies the processing liquid to the surface of the substrate W.
  • the treatment liquid supply unit 80 includes a nozzle 81, a pipe 82, an on-off valve 83, and a flow rate adjustment valve 84.
  • the nozzle 81 is disposed inside the housing 70 in a posture in which the discharge port 81 a is directed downward.
  • the nozzle 81 is located above the substrate W held by the substrate holding device 1, and discharges the processing liquid from the discharge port 81 a to supply the processing liquid to the surface of the substrate W.
  • the treatment liquid is not particularly limited, and includes any chemical liquid and any rinse liquid (cleaning liquid).
  • the pipe 82 One end of the pipe 82 is connected to the nozzle 81, and the other end is connected to the processing liquid supply source 85.
  • the on-off valve 83 is provided in the middle of the pipe 82. By opening the on-off valve 83, the processing liquid from the processing liquid supply source 85 flows through the inside of the pipe 82 and is discharged from the discharge port 81 a of the nozzle 81. Further, when the on-off valve 83 is closed, the discharge of the processing liquid from the discharge port 81 a of the nozzle 81 is stopped.
  • the flow control valve 84 is provided in the middle of the pipe 82. The flow rate adjustment valve 84 adjusts the flow rate of the treatment liquid flowing inside the pipe 82.
  • the cup 60 has a substantially cylindrical (for example, cylindrical) shape, and is provided inside the housing 70 so as to surround the substrate holding device 1.
  • the cup 60 has a side portion 61 extending along the vertical direction, and a collar portion 62 which inclines inward as it goes upward from the upper end of the side portion 61.
  • the upper end of the collar portion 62 has a circular shape in plan view, and is located outside the peripheral edge of the substrate W. That is, the upper edge portion of the collar portion 62 surrounds the peripheral edge of the substrate W in a plan view. Further, the cup 60 is disposed such that the upper end of the flange portion 62 is above the surface of the substrate W.
  • a recovery port (not shown) for recovering the treatment liquid is formed on the lower surface of the housing 70, and the treatment liquid flows to the outside through the recovery port.
  • the control unit 50 controls the entire substrate processing apparatus 100. Specifically, the control unit 50 controls the opening and closing of the on-off valve 83, the opening degree of the flow rate adjusting valve 84, and the rotation of the substrate holding device 1. Further, the control unit 50 can control the shutter provided in the housing 70.
  • the control unit 50 is an electronic circuit device, and may have, for example, a data processing device and a storage medium.
  • the data processing device may be, for example, an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processor Unit).
  • the storage unit may have a non-transitory storage medium (for example, a ROM (Read Only Memory) or a hard disk) and a temporary storage medium (for example, a RAM (Random Access Memory)).
  • the non-temporary storage medium may store, for example, a program that defines a process performed by the control unit 50.
  • the processing unit executes this program, whereby the control unit 50 can execute the processing defined in the program.
  • part or all of the process performed by the control unit 50 may be performed by hardware.
  • the control unit 50 opens the on-off valve 83 in a state in which the substrate W held by the substrate holding device 1 is rotated.
  • the processing liquid discharged from the discharge port 81a of the nozzle 81 is deposited on the surface of the substrate W, receives centrifugal force, spreads on the surface of the substrate W, and scatters from the peripheral edge of the substrate W to the cup 60 side. .
  • the processing liquid is supplied to the entire surface of the surface of the substrate W, whereby the processing based on the processing liquid is performed on the substrate W.
  • the treatment liquid is a chemical solution for etching
  • the surface of the substrate W on which the resist pattern is formed can be appropriately etched.
  • the treatment liquid is a chemical solution for removing the resist
  • the resist pattern can be removed from the surface of the substrate W on which the resist pattern is formed.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the substrate holding device 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the substrate holding device 1.
  • the substrate holding device 1 includes a holding member 10, a ring member 20 and a rotation mechanism 30.
  • the holding member 10 holds the substrate W in a horizontal posture. In other words, the substrate W is held in a posture in which the thickness direction thereof follows the vertical direction.
  • the holding member 10 comprises a base member 12 and a plurality of pins 14.
  • the base member 12 has a disk-like shape, and the upper surface 12a of the base member 12 opposes the back surface of the substrate W with a gap in the vertical direction.
  • the upper surface 12a of the base member 12 is substantially horizontal.
  • the base member 12 is disposed such that its central axis is along the rotation axis Q1.
  • the plurality of pins 14 project from the top surface 12 a of the base member 12 toward the substrate W side.
  • the plurality of pins 14 are arranged at intervals along the periphery of the substrate W in plan view, and hold the periphery of the substrate W.
  • the plurality of pins 14 may also be referred to as chuck pins.
  • the configuration of the holding member 10 is not limited to this, as long as the substrate W can be held in a horizontal posture, and any other configuration (for example, a configuration having a suction mechanism for suctioning the substrate) can be adopted.
  • the ring member 20 has a ring shape.
  • the inner diameter of the ring member 20 is larger than the outer diameter of the holding member 10 (here, the outer diameter of the base member 12), and the ring member 20 is provided to surround the holding member 10 in plan view.
  • the ring member 20 is arrange
  • the upper surface 20 a of the ring member 20 is located outside the substrate W in plan view, and surrounds the periphery of the substrate W.
  • the upper surface 20a of the ring member 20 is substantially horizontal, and the shape of the cross section of the ring member 20 (the cross section including the rotation axis Q1) is substantially rectangular.
  • the ring member 20 is disposed such that its upper surface 20 a is positioned at the same height as the surface of the substrate W or below the surface of the substrate W. More specifically, the position of the ring member 20 in the vertical direction is set such that the processing liquid scattering from the surface of the substrate W flows on the upper surface 20 a of the ring member 20. In the example of FIG. 3, the upper surface 20 a of the ring member 20 is provided slightly below the surface of the substrate W.
  • the outer peripheral edge of the upper surface 20a of the ring member 20 is located outside the upper end (upper end of the collar 62) of the cup 60 in plan view. That is, at least a portion of the ring member 20 is vertically opposed to a portion of the collar portion 62 of the cup 60. The ring member 20 is opposed to the cup 60 at a distance in the radial direction of the rotation axis Q1.
  • the rotation mechanism 30 rotates the holding member 10 around the rotation axis Q1. Thereby, the substrate W held by the holding member 10 rotates around the rotation axis Q1. Further, the rotation mechanism 30 rotates the ring member 20 around the rotation axis Q1 at a rotation speed different from that of the holding member 10 and / or in a rotation direction different from that of the holding member 10.
  • the rotation mechanism 30 includes a motor 31, a shaft 32 and a transmission mechanism 40.
  • the shaft 32 has a cylindrical shape extending in the vertical direction, and the central axis of the shaft 32 is disposed along the rotation axis Q1.
  • One end of the shaft 32 is connected to the holding member 10, and the other end is connected to the motor 31.
  • the shaft 32 and the motor 31 are provided below the holding member 10.
  • the motor 31 is controlled by the controller 50 to rotate the shaft 32 around the rotation axis Q1.
  • the holding member 10 connected to the shaft 32 rotates around the rotation axis Q1, and the substrate W held by the holding member 10 also rotates around the rotation axis Q1.
  • the transmission mechanism 40 rotatably connects the shaft 32 and the ring member 20 relative to each other, and rotates the ring member 20 at a predetermined speed ratio with respect to the rotational speed of the shaft 32.
  • the transmission mechanism 40 is configured by a plurality of gears.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the transmission mechanism 40. As shown in FIG. In the examples of FIGS. 3 and 4, the transmission mechanism 40 includes an external gear 41, a gear portion 42 and an internal gear 43.
  • the external gear 41 is disposed in a posture in which the thickness direction thereof follows the vertical direction. At the center of the external gear 41, a shaft through hole is formed which penetrates in the vertical direction.
  • the external gear 41 is connected to the shaft 32 by disposing the shaft 32 through the shaft through hole.
  • the external gear 41 is located between the holding member 10 and the motor 31 in a state where the shaft 32 penetrates the shaft through hole. That is, the external gear 41 is coupled to the middle of the shaft 32.
  • the external gear 41 connected to the shaft 32 also rotates around the rotation axis Q1.
  • a plurality of teeth are formed along the circumferential direction of the rotation axis Q1. These teeth project radially outward about the rotation axis Q1.
  • the internal gear 43 has a ring shape, and the central axis of the internal gear 43 is disposed along the rotation axis Q1.
  • a plurality of teeth are formed in line along the circumferential direction about the rotation axis Q1. These teeth project radially inward about the rotation axis Q1.
  • the internal gear 43 is connected to the lower surface of the ring member 20. Thus, as the internal gear 43 rotates, the ring member 20 also rotates.
  • the ring member 20 and the internal gear 43 may be integrally formed of the same material. That is, the ring member 20 may extend below the lower surface of the holding member 10, and a plurality of teeth may be formed on the inner peripheral surface of the portion below the holding member 10. In this case, the portion of the ring member 20 functions as the internal gear 43.
  • the internal gear 43 is fixed to the housing 70 so as to be rotatable around the rotation axis Q1.
  • a thrust bearing (not shown) centering on the rotation axis Q1 may be fixed to the floor surface of the housing 70, and the internal gear 43 may be coupled to the thrust bearing.
  • the internal gear 43 may be rotatable relative to the housing 70, and may be rotatably fixed to another member (for example, the shaft 32) fixed to the housing 70. In this case, the internal gear 43 is fixed to the housing 70 via the other members.
  • the external gear 41 opposes the internal gear 43 at a distance in the radial direction about the rotation axis Q1. That is, the tip diameter of the outer gear 41 is shorter than the tip diameter of the inner gear 43.
  • the gear portion 42 is provided between the external gear 41 and the internal gear 43 and is in mesh with the external gear 41 and the internal gear 43. The gear portion 42 rotates the internal gear 43 at a predetermined speed ratio with respect to the rotation of the external gear 41.
  • the gear portion 42 includes one external gear 421.
  • the external gear 421 is disposed between the external gear 41 and the internal gear 43 in a posture in which the thickness direction is along the vertical direction.
  • the position of the external gear 421 is fixed, and is fixed to the housing 70 so as to be rotatable around a vertically extending rotation axis Q2.
  • a shaft centering on the rotation axis Q2 may be provided on the floor surface of the housing 70, and the external gear 421 may be rotatably coupled to the shaft.
  • a radial bearing may be provided on the shaft, and the external gear 421 may be connected to the radial bearing.
  • a plurality of teeth are formed in line along the circumferential direction of the rotation axis Q2. These teeth project radially outward about the rotation axis Q2.
  • the external gear 421 meshes with the external gear 41 and the internal gear 43.
  • a plurality of external gears 421 may be provided.
  • the plurality of external gears 421 are provided between the external gear 41 and the internal gear 43 at mutually different positions in the circumferential direction about the rotation axis Q1.
  • the internal gear 43 rotates around the rotation axis Q1 as the teeth of the external gear 421 push the teeth of the internal gear 43 along the circumferential direction about the rotation axis Q1.
  • the internal gear 43 rotates in the same rotational direction as the external gear 421.
  • the internal gear 43 rotates in the opposite direction to the external gear 41.
  • the holding member 10 rotates in the same rotational direction as the external gear 41, and its rotational speed is ideally the same as the rotational speed V1. Further, since the internal gear 43 is connected to the ring member 20, the ring member 20 rotates in the same rotational direction as the internal gear 43, and its rotational speed is ideally the same as the rotational speed V2.
  • the holding member 10 and the ring member 20 rotate in opposite directions with each other as the motor 31 rotates, and the rotational speed V2 of the ring member 20 becomes the external gear 41 and the internal gear 43.
  • the ring member 20 rotates at a rotational speed V2 lower than the rotational speed V1 of the holding member 10.
  • the rotational speed of the holding member 10 and the rotational speed of the ring member 20 may be referred to as a holding speed and a ring speed, respectively.
  • Such a transmission mechanism 40 is a so-called star type planetary gear mechanism, and the external gears 41 and 421 function as a sun gear and a planetary gear, respectively.
  • the external gear 421 also functions as an idle gear for transmitting a rotational force.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the substrate processing apparatus 100.
  • the substrate W is disposed on the holding member 10 in step S1.
  • the control unit 50 opens the shutter of the housing 70 and then causes the substrate transport robot to load the substrate W into the substrate processing apparatus 100. That is, the substrate transfer robot moves the hand on which the substrate W is placed into the inside of the housing 70 via the loading / unloading port, and places the substrate W on the holding member 10. Thereby, the holding member 10 holds the substrate W. Thereafter, the control unit 50 moves the hand of the substrate transfer robot to the outside of the housing 70 and closes the shutter.
  • step S2 the control unit 50 controls the rotation mechanism 30 to rotate the holding member 10 and the ring member 20. Specifically, the control unit 50 controls the motor 31 to rotate the holding member 10 at the holding speed V1. Thereby, the substrate W held by the holding member 10 is also rotated at the holding speed V1.
  • the transmission mechanism 40 rotates the ring member 20 at a predetermined speed ratio with respect to the holding speed V1 of the holding member 10. Specifically, as described above, the external gears 41 and 421 and the internal gear 43 rotate, and the ring member 20 connected to the internal gear 43 rotates at the ring speed V2. Here, the ring speed V2 is lower than the holding speed V1.
  • step S3 the control unit 50 opens the on-off valve 83 to supply the processing liquid to the surface of the substrate W.
  • the processing liquid deposited on the surface of the substrate W receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and spreads on the surface of the substrate W. Thus, processing based on the processing liquid is performed on the substrate W.
  • the processing liquid is scattered from the peripheral edge of the substrate W and flows on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the treatment liquid receives a force corresponding to the rotation of the ring member 20 on the upper surface 20 a of the ring member 20, flows radially outward, and scatters from the outer peripheral edge of the ring member 20 to the cup 60 side.
  • step S4 the control unit 50 determines whether the termination condition for the substrate processing is satisfied. For example, the control unit 50 may determine whether the elapsed time from step S3 is longer than the first predetermined time, and may determine that the termination condition is satisfied when an affirmative determination is made. If it is determined that the termination condition is not satisfied, the control unit 50 executes step S4 again.
  • step S5 the control unit 50 closes the on-off valve 83 and terminates the supply of the processing liquid. Thereby, the processing on the substrate W based on the processing liquid is substantially completed.
  • step S6 the control unit 50 controls the rotation mechanism 30 to stop the rotation of the holding member 10 and the ring member 20. More specifically, the control unit 50 stops the rotation of the motor 31.
  • the ring member 20 is rotating at a ring speed V2 lower than the holding speed V1 of the holding member 10. Therefore, the centrifugal force that the processing liquid receives on the upper surface 20 a of the ring member 20 can be reduced more than the centrifugal force that the processing liquid receives on the surface of the substrate W. Therefore, compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally, the speed (flow velocity) of the processing liquid scattering from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced.
  • FIG. 6 is a view schematically showing an example of the flow of the treatment liquid.
  • an example of the flow of the treatment liquid is schematically shown by thick arrows.
  • a part of the processing liquid splashed to the outside from the outer peripheral edge of the ring member 20 is repelled by the inner peripheral surface of the cup 60.
  • the treatment liquid bounces obliquely upward due to the surface roughness of the inner circumferential surface of the cup 60, in fact, the treatment liquid obliquely downward from the inner circumferential surface of the cup 60. Bounce back.
  • the processing liquid that has rebounded obliquely upward may reattach to the substrate W.
  • the droplets of the treatment liquid attached to the inner peripheral surface of the collar portion 62 of the cup 60 fall, the treatment liquid splashed from the outer peripheral edge of the ring member 20 collides with the droplets in the fall and bounces back. There is also a possibility of reattachment to the substrate W.
  • the flow velocity of the processing liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced, so that re-adhesion of the processing liquid to the substrate W can be suppressed.
  • the rotation mechanism 30 has the transmission mechanism 40.
  • both the holding member 10 and the ring member 20 can be rotated using a single motor 31. This can simplify control.
  • the transmission mechanism 40 is formed by the external gear 41, the gear portion 42 and the internal gear 43. According to this, the transmission mechanism 40 can be realized with a simple configuration.
  • the ring member 20 can be rotated in the opposite direction to the holding member 10. Therefore, the flow velocity of the treatment liquid can be further reduced in the ring member 20. This point will be described in detail below.
  • the processing liquid flowing on the surface of the substrate W will be described.
  • the processing liquid spreads under the force accompanying the rotation of the substrate W on the surface of the substrate W.
  • the force includes the radially outward centrifugal force about the rotation axis Q1, and the frictional force generated between the processing liquid and the surface of the substrate W.
  • a circumferential component is included in this frictional force. Therefore, the treatment liquid does not flow outward in the radial direction, but flows outward in the direction inclined to the rotational direction with respect to the radial direction. That is, the flow velocity of the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W has a velocity component directed radially outward and a velocity component directed in the rotational direction.
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W receives the frictional force in the opposite circumferential direction on the top surface 20a of the ring member 20. . Therefore, the velocity component in the circumferential direction of the treatment liquid can be canceled, and the flow velocity of the treatment liquid can be further reduced. Therefore, the reattachment of the processing liquid to the substrate W can be further suppressed.
  • the transmission mechanism 40 described above rotates the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10. However, this is not necessarily the case.
  • the transmission mechanism 40 may rotate the ring member 20 in the same direction as the holding member 10.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the transmission mechanism 40A.
  • the transmission mechanism 40A differs from the transmission mechanism 40 in terms of a specific internal configuration of the gear portion 42.
  • the gear portion 42 of the transmission mechanism 40A includes an even number of external gears 422 instead of the external gear 421.
  • two external gears 422 a and 422 b are provided as the even-numbered external gears 422.
  • the external gears 422a and 422b are provided between the external gear 41 and the internal gear 43 in a posture in which the thickness direction is along the vertical direction.
  • the external gears 422a and 422b are provided side by side along the radial direction of the rotation axis Q1, and are fixed to the housing 70 so as to be rotatable around the rotation axes Q2a and Q2b, respectively.
  • a plurality of teeth are formed in line along the circumferential direction.
  • the external gears 422a and 422b mesh with each other.
  • the external gear 422 a is also in mesh with the external gear 41
  • the external gear 422 b is in mesh with the internal gear 43.
  • the external gears 422 a and 422 b mesh in series with each other between the external gear 41 and the internal gear 43.
  • the external gears 41, 422a, 422b and the internal gear 43 rotate.
  • the external gear 41 rotates the external gear 422a
  • the external gear 422a rotates the external gear 422b
  • the external gear 422b rotates the internal gear 43.
  • the external gears 41 and 422a rotate in opposite directions
  • the external gears 422a and 422b rotate in opposite directions
  • the external gear 422b and the internal gear 43 rotate in the same direction.
  • the external gear 41 and the internal gear 43 rotate in the same direction. Consequently, the holding member 10 and the ring member 20 rotate in the same direction.
  • the ring speed V2 of the ring member 20 at this time is also the product of the speed ratio (Z1 / Z3) according to the number of teeth Z1, Z3 of the external gear 41 and the internal gear 43 and the holding speed V1 of the holding member 10. Since the number of teeth Z1 of the external gear 41 is smaller than the number of teeth Z3 of the internal gear 43, the ring speed V2 of the ring member 20 is lower than the holding speed V1 of the holding member 10.
  • the speed change mechanism 40A the flow velocity of the processing liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced as compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally. Therefore, the reattachment of the processing liquid to the substrate W can be suppressed.
  • the rotational directions of the holding member 10 and the ring member 20 are the same. Therefore, circumferential components of the force received by the processing liquid on the surface of the substrate W and the upper surface 20 a of the ring member 20 face in the same direction.
  • the processing liquid can smoothly flow from the surface of the substrate W to the top surface 20 a of the ring member 20. In other words, the flow of the processing liquid is less likely to be disturbed on the upper surface 20 a of the ring member 20. That is, when the holding member 10 and the ring member 20 rotate in opposite directions, the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W receives the force on the opposite side to the flow in the circumferential direction from the ring member 20.
  • the flow of the treatment liquid may be disturbed, when the holding member 10 and the ring member 20 rotate in the same direction, the disturbance of the flow of the treatment liquid can be suppressed.
  • the disturbance of the treatment liquid increases, the treatment liquid may splash and adhere to an unintended member, and the occurrence of such a situation can be suppressed or avoided.
  • the gear portion 42 of the transmission mechanism 40 is provided with one external gear 421 in order to rotate the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10.
  • the transmission mechanism 40 may be provided with an odd number of external gears 421 meshing in series with each other between the external gear 41 and the internal gear 43. Also in this case, the ring member 20 can be rotated in the opposite direction to the holding member 10.
  • the substrate processing apparatus 100 supplies one type of processing liquid to the substrate W in the above-described example, the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the substrate processing apparatus 100 may sequentially perform a plurality of types of processing on the substrate W by sequentially supplying a plurality of types of processing solutions to the substrate W.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the substrate processing apparatus 100A.
  • the substrate processing apparatus 100A differs from the substrate processing apparatus 100 in terms of the internal configuration of the processing liquid supply unit 80 and the internal configuration of the transmission mechanism 40.
  • the processing liquid supply unit 80 of the substrate processing apparatus 100A includes a nozzle 81, pipes 82 and 86, on-off valves 83 and 87, and flow control valves 84 and 88.
  • One end of the pipe 86 is connected to the pipe 82, and the other end is connected to the processing liquid supply source 89. More specifically, one end of the pipe 86 is connected to the pipe 82 at the downstream side of the on-off valve 83 and the flow control valve 84.
  • the processing liquid supply source 89 supplies the processing liquid different from the processing liquid supply source 85 to the other end of the pipe 86.
  • the on-off valve 87 is provided in the middle of the pipe 86. When the on-off valve 87 is opened, the processing liquid from the processing liquid supply source 89 flows through the inside of the pipes 86 and 82 and is discharged from the discharge port 81a of the nozzle 81. Be done.
  • the on-off valve 87 when the on-off valve 87 is closed, the discharge of the processing liquid from the discharge port 81a of the nozzle 81 is stopped.
  • the controller 50 controls the opening and closing of the on-off valve 87.
  • the flow rate adjustment valve 88 is provided in the middle of the pipe 86.
  • the flow rate adjustment valve 88 controls the flow rate of the processing liquid flowing inside the pipe 86.
  • the opening degree of the flow rate adjustment valve 88 is controlled by the control unit 50.
  • the control unit 50 can discharge the treatment liquid from the treatment liquid supply source 85 (hereinafter referred to as a first treatment liquid) from the discharge port 81 a of the nozzle 81 by opening the on-off valve 83 and closing the on-off valve 87.
  • a first treatment liquid the treatment liquid from the treatment liquid supply source 85
  • the processing liquid from the processing liquid supply source 89 (hereinafter referred to as a second processing liquid) can be discharged from the discharge port 81a of the nozzle 81.
  • one nozzle 81 is commonly used for the first treatment liquid and the second treatment liquid
  • two nozzles are separately provided for the first treatment liquid and the second treatment liquid. May be used. That is, the first nozzle 81 that discharges the first treatment liquid and the second nozzle 81 that discharges the second treatment liquid may be provided. In this case, the other end of the pipe 86 is connected to the second nozzle 81.
  • the control unit 50 controls the rotation mechanism 30 to rotate the holding member 10 at the holding speed V11 and supply the second processing liquid to the substrate W. Controls the rotation mechanism 30 to rotate the holding member 10 at the holding speed V12.
  • the holding speeds V11 and V12 values suitable for processing using the first treatment liquid and the second treatment liquid, respectively, are employed.
  • the holding speed V11 is higher than the holding speed V12.
  • the holding speed V11 is about 1000 [rpm]
  • the holding speed V12 is about 500 [rpm].
  • the holding speed V11 is higher than the holding speed V12
  • the flow velocity of the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W is higher in the processing with the first processing liquid than in the processing with the second processing liquid. Therefore, in order to sufficiently reduce the flow velocity of the treatment liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20, the ring member 20 is more likely to be used in the treatment using the first treatment than in the treatment using the second treatment. It is desirable to significantly reduce the flow rate of the processing solution. That is, when the holding speed of the holding member 10 is high, it is desirable to increase the reduction amount of the flow velocity of the processing liquid by the ring member 20 as compared to the case where the holding speed of the holding member 10 is low.
  • the transmission mechanism 40 may change the rotation direction of the ring member 20 in accordance with the level of the holding speed of the holding member 10.
  • a transmission mechanism 40B is shown as the transmission mechanism 40 of the substrate processing apparatus 100A.
  • 9 and 10 are cross sectional views schematically showing an example of the configuration of the transmission mechanism 40B.
  • the transmission mechanism 40B rotates the ring member 20 in a variable rotation direction with respect to the rotation direction of the holding member 10. More specifically, in the example of FIGS. 9 and 10, the transmission mechanism 40B includes the external gear 41, the gear portions 42A and 42B, the internal gear 43, and the moving mechanisms 45A and 45B for moving the gear portions 42A and 42B, respectively. Have.
  • Each of the gear portions 42A and 42B is provided between the external gear 41 and the internal gear 43 in a plan view. That is, the gear portions 42A and 42B are provided at mutually different positions in the circumferential direction about the rotation axis Q1. In the example of FIG. 9 and FIG. 10, gear part 42A, 42B is provided in the mutually opposite side with respect to the rotating shaft Q1.
  • the moving mechanisms 45A and 45B include, for example, an air cylinder or a uniaxial stage, and are controlled by the control unit 50.
  • the moving mechanism 45A moves the gear portion 42A to a position between the external gear 41 and the internal gear 43 (hereinafter referred to as a first meshing position) and a position where the gear portion 42A retreats downward from between the external gear 41 and the internal gear 43. It moves between (it calls a 1st retreating position hereafter).
  • the gear portion 42A meshes with the external gear 41 and the internal gear 43 at the first meshing position.
  • the gear portion 42A rotates the internal gear 43 based on the rotation of the external gear 41 in the meshed state.
  • the moving mechanism 45B moves the gear portion 42B from the position between the external gear 41 and the internal gear 43 (hereinafter referred to as a second meshing position) and between the external gear 41 and the internal gear 43. It is moved between the positions where it has retreated downward (hereinafter referred to as the second retracted position).
  • the gear portion 42B meshes with the external gear 41 and the internal gear 43 at the second meshing position.
  • the gear portion 42B rotates the internal gear 43 based on the rotation of the external gear 41 in the meshed state.
  • the control unit 50 controls the moving mechanisms 45A and 45B to position one of the gear portions 42A and 42B between the external gear 41 and the internal gear 43, and the other from the position between the external gear 41 and the internal gear 43 downward. Evacuate. Thus, one of the gear portions 42A and 42B can contribute to the rotation of the internal gear 43 (that is, the rotation of the ring member 20).
  • the gear portion 42A includes the external gear 421 and the shaft 44 described above.
  • the shaft 44 is disposed such that its central axis is along the rotation axis Q2.
  • the external gear 421 is rotatably coupled to the shaft 44.
  • the moving mechanism 45 ⁇ / b> A raises and lowers the external gear 421 rotatably fixed to the shaft 44 by raising and lowering the shaft 44.
  • the moving mechanism 45A is connected to the lower end of the shaft 44.
  • the gear portion 42B includes the external gears 422a and 422b, the shafts 44a and 44b, and the connecting member 441 described above.
  • the shafts 44a and 44b are arranged such that their central axes are in line with the rotation axes Q2a and Q2b.
  • the external gears 422a and 422b are rotatably coupled to the shafts 44a and 44b, respectively.
  • the external gears 422a and 422b mesh with each other.
  • the moving mechanism 45B raises and lowers the external gears 422a and 422b by raising and lowering the shafts 44a and 44b.
  • the shafts 44a and 44b are connected to each other by the connecting member 441, and the connecting member 441 is connected to the moving mechanism 45B.
  • the moving mechanism 45A moves the gear portion 42A to the first retraction position, and the moving mechanism 45B moves the gear portion 42B to the second meshing position, whereby the external gears 422a and 422b are rotated. It can function as an idler gear for transmission.
  • the transmission mechanism 40 B rotates the ring member 20 in the same direction as the holding member 10 as the motor 31 rotates.
  • the movement mechanism 45A moves the gear portion 42A to the first meshing position, and the movement mechanism 45B moves the gear portion 42B to the second retraction position, thereby rotating the external gear 421. It can function as an idle gear for force transmission.
  • the transmission mechanism 40 B rotates the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10 as the motor 31 rotates.
  • the switching between the gear portions 42A and 42B may be performed in a state where the motor 31 stops the external gear 41 at a predetermined rotational position.
  • the predetermined rotational position is a position at which the gear portions 42A and 42B can be moved to meshing positions.
  • FIG. 11 shows an example of the operation of the substrate processing apparatus 100A at the time of processing using the first processing liquid.
  • the substrate W is held by the holding member 10.
  • the control unit 50 rotates the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10 while rotating the holding member 10 at the holding speed V11. More specifically, the control unit 50 controls the moving mechanisms 45A and 45B prior to the rotation of the holding member 10 to move the gear portion 42A to the first meshing position, and move the gear portion 42B to the second retraction position. Move it.
  • the control unit 50 rotates the motor 31 at the holding speed V11.
  • step S12 the control unit 50 supplies the first processing liquid to the substrate W by opening the on-off valve 83 and closing the on-off valve 87.
  • the first processing liquid flows on the surface of the substrate W, then flows on the upper surface 20 a of the ring member 20 and scatters toward the cup 60 side.
  • step S13 the control unit 50 determines whether the termination condition is satisfied. For example, the control unit 50 may determine whether the elapsed time from step S13 is longer than the second predetermined time, and may determine that the termination condition is satisfied when an affirmative determination is made. If it is determined that the termination condition is not satisfied, the control unit 50 executes step S13 again.
  • step S14 the control unit 50 closes the on-off valve 83 to terminate the supply of the first treatment liquid.
  • step S15 the control unit 50 stops the rotation of the holding member 10 and the ring member 20. Specifically, the control unit 50 stops the rotation of the motor 31.
  • FIG. 12 shows an example of the operation of the substrate processing apparatus 100A at the time of processing using the second processing liquid.
  • the substrate W is held by the holding member 10.
  • the control unit 50 rotates the ring member 20 in the same direction as the holding member 10 while rotating the holding member 10 at the holding speed V12.
  • the control unit 50 controls the moving mechanisms 45A and 45B prior to the rotation of the holding member 10 to move the gear portion 42B to the second meshing position and move the gear portion 42A to the first retraction position.
  • the control unit 50 rotates the motor 31 at the holding speed V12.
  • the holding speed V12 is lower than the holding speed V11.
  • step S22 the control unit 50 supplies the second processing liquid to the substrate W by closing the on-off valve 83 and opening the on-off valve 87.
  • the second processing liquid flows on the surface of the substrate W, then flows on the upper surface 20 a of the ring member 20 and scatters to the cup 60 side.
  • step S23 the control unit 50 determines whether the termination condition is satisfied. For example, the control unit 50 may determine whether the elapsed time from step S23 is longer than the third predetermined time, and may determine that the termination condition is satisfied when an affirmative determination is made. If it is determined that the termination condition is not satisfied, the control unit 50 executes step S23 again.
  • step S24 the control unit 50 closes the on-off valve 87 and terminates the supply of the second processing liquid.
  • step S25 the control unit 50 stops the rotation of the holding member 10 and the ring member 20. Specifically, the control unit 50 stops the rotation of the motor 31.
  • the ring member 20 is rotated in the opposite direction to the holding member 10 (FIG. 11). Therefore, compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally, the flow velocity of the first treatment liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be significantly reduced. Thereby, the flow velocity of the first treatment liquid scattering from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced to an appropriate value or less. As a result, the reattachment of the processing liquid to the substrate W can be appropriately suppressed.
  • the ring member 20 is rotated in the same direction as the holding member 10 (FIG. 12). Therefore, compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally, the flow velocity of the second treatment liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced with a smaller width.
  • the processing liquid flowing on the upper surface 20 a of the ring member 20 becomes too low, the processing liquid may be accumulated on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the holding member 10 rotates at a relatively low holding speed V12, the flow velocity of the second treatment liquid flowing into the ring member 20 is relatively low.
  • the second processing liquid may be accumulated on the upper surface 20 a of the ring member 20. This possibility increases as the holding speed V12 decreases.
  • the ring member 20 rotates in the same direction as the holding member 10, so the ring member 20 Reduce the flow rate of the processing solution to a smaller extent. Therefore, it can suppress that the flow velocity of the process liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 becomes low too much. That is, the treatment liquid can be appropriately scattered from the upper surface 20 a to the cup 60 side, and the accumulation of the treatment liquid on the upper surface 20 a of the ring member 20 can be suppressed.
  • the transmission mechanism 40B rotates the ring member 20 in a variable rotational direction with respect to the holding member 10.
  • the transmission mechanism 40 may rotate the ring member 20 at a variable speed ratio with respect to the holding member 10.
  • FIG. 13 is a cross sectional view schematically showing an example of the configuration of the transmission mechanism 40C.
  • the transmission mechanism 40C rotates the ring member 20 at a variable speed ratio with respect to the rotational speed of the holding member 10.
  • the transmission mechanism 40B includes a plurality of planet gear units 4, a planet carrier 46, and a selection unit 5 that causes one of the plurality of planet gear units 4 to selectively function.
  • the planet carrier 46 has a plate-like shape, and the thickness direction of the planet carrier 46 is disposed along the vertical direction.
  • the planet carrier 46 is rotatably connected to the shaft 32 and connected to the lower surface of the ring member 20.
  • Each planetary gear unit 4 includes external gears 41 and 421 and an internal gear 43.
  • two planetary gear portions 4A and 4B are provided as the planetary gear portion 4.
  • “A” and “B” will be added to the end of the reference numerals of the external gears 41 and 421 and the internal gear 43.
  • the external gears 41A and 421A and the internal gear 43A are the external gears 41 and 421 and the internal gear 43 belonging to the planetary gear portion 4A.
  • the external gears 41A and 41B are connected to the shaft 32 at mutually different positions in the vertical direction.
  • the external gears 41A and 41B are connected to the shaft 32 below the planet carrier 46.
  • the external gears 41A and 41B rotate as the shaft 32 rotates.
  • the internal gears 43A and 43B are arranged to face the external gears 41A and 41B at intervals in the radial direction of the rotation axis Q1, as with the internal gear 43 described above. However, the internal gears 43A and 43B are not connected to the ring member 20. The internal gears 43A, 43B are fixed to the housing 70 so as to be rotatable around the rotation axis Q1.
  • the external gear 421A is disposed between the external gear 41A and the internal gear 43A, and the external gear 421B is disposed between the external gear 41B and the internal gear 43B.
  • the external gears 421A and 421B are rotatably fixed to the planet carrier 46.
  • the shaft 44 is attached to the planet carrier 46.
  • the shaft 44 extends vertically downward from the lower surface of the planet carrier 46.
  • the external gears 421A and 421B are rotatably connected to the shaft 44.
  • the selection unit 5 holds any one of the internal gears 43 of the plurality of planetary gear units 4 in a non-rotatable manner, and freely rotates the other internal gears 43.
  • the selection unit 5 includes a grip 51 that holds a part of each internal gear 43 in the vertical direction, and a switching mechanism 52 that switches the grip / release of the internal gear 43 by the grip 51.
  • the gripping portion 51 grips the internal gear 43 in the vertical direction, whereby the internal gear 43 is held non-rotatably.
  • the grip portion 51 releases the internal gear 43, the internal gear 43 freely rotates around the rotation axis Q1.
  • release means that the gripping portion 51 does not grip the internal gear 43 and is separated from the internal gear 43.
  • the gripping portion 51 has a pair of plate portions sandwiching the internal gear 43 in the vertical direction.
  • the switching mechanism 52 adjusts the distance between the pair of plates.
  • the switching mechanism 52 has a ball screw mechanism or the like.
  • the switching mechanism 52 is controlled by the control unit 50.
  • two planetary gear parts 4A and 4B are provided, two holding parts 51A and 51B are provided as the holding part 51, and two switching mechanisms 52A and 52B are provided as the switching mechanism 52. ing.
  • the switching mechanism 52A causes the grip 51A to grip the internal gear 43A, and the switching mechanism 52B causes the grip 51B to release the internal gear 43B, whereby the planetary gear 4A rotates the ring member 20.
  • the details will be described below.
  • the external gear 41A rotates with the rotation of the motor 31, and the external gear 421A revolves while rotating according to the rotation of the external gear 41A.
  • the planet carrier 46 rotates around the rotation axis Q1 at the same speed as the revolution speed of the external gear 421A, and rotates the ring member 20 at the speed (ring speed).
  • the ring speed of the ring member 20 is determined by the speed ratio according to the number of teeth Z1A and Z3A of the external gear 41A and the internal gear 43A, and the holding speed of the holding member 10.
  • the ring speed V2 of the ring member 20 is the product of the speed ratio represented by Z1A / (Z1A + Z3A) and the holding speed V1 of the holding member 10. Since the speed ratio is smaller than 1, the ring speed V2 of the ring member 20 is lower than the holding speed V1 of the holding member 10.
  • the external gear 421B and the internal gear 43B freely rotate.
  • the external gear 421B revolves with the rotation of the planet carrier 46, and rotates with the rotation of the external gear 41B and the planet carrier 46, and the internal gear 43B rotates with the rotation and revolution of the external gear 421B. Therefore, at this time, the planetary gear portion 4B does not contribute to the rotation of the ring member 20.
  • the planetary gear 4B rotates the ring member 20 as the grip 51A releases the internal gear 43A and the grip 51B grips the internal gear 43B. At this time, the planetary gear portion 4A does not contribute to the rotation of the ring member 20.
  • the second speed ratio in the planetary gear unit 4A is lower than the speed ratio in the planetary gear unit 4B.
  • control unit 50 controls the rotation mechanism 30 to rotate the ring member 20 at the first speed ratio when rotating the holding member 10 at the holding speed V11, so as to be higher than the holding speed V11.
  • the ring member 20 is rotated at a second speed ratio higher than the first speed ratio.
  • FIG. 14 shows an example of the operation of the substrate processing apparatus 100A at the time of processing using the first processing liquid.
  • the substrate W is held by the holding member 10.
  • the control unit 50 rotates the ring member 20 at the ring speed V21 while rotating the holding member 10 at the holding speed V11.
  • the control unit 50 causes the selection unit 5 to select the planetary gear unit 4A. That is, the control unit 50 controls the switching mechanisms 52A and 52B to cause the gripping portion 51A to grip the internal gear 43A of the planetary gear portion 4A, and causes the gripping portion 51B to release the internal gear 43B of the planetary gear portion 4B.
  • the control unit 50 rotates the motor 31 at the holding speed V11.
  • the ring member 20 can be rotated at a relatively low first speed ratio. For example, when the holding speed V11 is about 1000 "rpm" and the first speed ratio is 0.2, the ring speed V21 is about 200 [rpm].
  • Steps S32 to S35 are the same as steps S12 to S15, respectively.
  • FIG. 15 shows an example of the operation of the substrate processing apparatus 100A at the time of processing using the second processing liquid.
  • the substrate W is held by the holding member 10.
  • the control unit 50 rotates the ring member 20 at the ring speed V22 while rotating the holding member 10 at the holding speed V12.
  • the control unit 50 causes the selection unit 5 to select the planetary gear unit 4B. That is, the control unit 50 controls the switching mechanisms 52A and 52B to cause the gripping portion 51A to release the internal gear 43A and cause the gripping portion 51B to hold the internal gear 43B.
  • the control unit 50 rotates the motor 31 at the holding speed V12.
  • the ring member 20 can be rotated at a relatively high second speed ratio. For example, when the holding speed V12 is about 200 "rpm" and the second speed ratio is 0.4, the ring speed V22 is about 50 [rpm].
  • Steps S42 to S45 are the same as steps S22 to S25, respectively.
  • the first processing liquid is supplied to the substrate W while rotating the substrate W at a relatively high holding speed V11
  • the first speed relatively lower than the holding speed V11 of the ring member 20 Rotate in ratio ( Figure 14). Therefore, compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally, the flow velocity of the processing liquid can be significantly reduced. As a result, the flow velocity of the processing liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be reduced to an appropriate value or less, and the reattachment of the processing liquid to the substrate W can be appropriately suppressed.
  • the ring member 20 is at a second speed ratio relatively higher than the holding speed V12. Rotate ( Figure 15). Therefore, compared with the case where the holding member 10 and the ring member 20 rotate integrally, the flow velocity of the processing liquid can be reduced by a smaller width. Therefore, it can suppress that the flow velocity of the process liquid which scatters from the outer periphery of the ring member 20 becomes low too much. That is, the treatment liquid can be appropriately scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 toward the cup 60, and the accumulation of the treatment liquid on the upper surface 20a of the ring member 20 can be suppressed.
  • the rotation mechanism 30 includes the transmission mechanism 40. Since the transmission mechanism 40 rotates the ring member 20 based on the rotation of the holding member 10, the ring speed of the ring member 20 depends on the holding speed of the holding member 10. However, this is not necessarily the case.
  • the rotation mechanism 30 may be capable of independently controlling the rotation of the holding member 10 and the ring member 20.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the substrate holding apparatus 1A.
  • the substrate holding apparatus 1A is different from the substrate holding apparatus 1 of FIG. 3 in the point of the internal configuration of the rotation mechanism 30.
  • a rotation mechanism 30A is shown as the rotation mechanism 30 of the substrate holding apparatus 1A.
  • the rotation mechanism 30A includes a motor 31 for rotating the holding member 10 and a motor 33 for rotating the ring member 20. More specifically, in the example of FIG. 16, the rotation mechanism 30A further includes shafts 32, 34, an external gear 35, and an internal gear 36.
  • the shaft 32 is connected to the motor 31 and the holding member 10.
  • the motor 31 is controlled by the control unit 50 and rotates the shaft 32 to rotate the holding member 10.
  • the internal gear 36 has a ring shape, and the central axis of the internal gear 36 is disposed along the rotation axis Q1.
  • the internal gear 36 is connected to the lower surface of the ring member 20, and a plurality of teeth are formed in line along the circumferential direction of the rotation axis Q1 on the inner peripheral surface thereof. These teeth project radially inward about the rotational axis Q1.
  • the internal gear 36 may be integrally formed of the same material as the ring member 20.
  • the external gear 35 is disposed in a posture in which the thickness direction is along the vertical direction.
  • the external gear 35 is rotatably disposed around the rotation axis Q2.
  • On the outer peripheral surface of the external gear 35 a plurality of teeth are formed side by side along the circumferential direction about the rotation axis Q2. These teeth project radially outward about the rotation axis Q2.
  • the external gear 35 is disposed at a position where it meshes with the internal gear 36.
  • the shaft 34 has a cylindrical shape extending along the vertical direction, and the central axis of the shaft 34 is disposed along the rotation axis Q2.
  • the shaft 34 is connected to the external gear 35 and the motor 33.
  • the motor 33 is controlled by the control unit 50.
  • the motor 33 rotates the shaft 34 around the rotation axis Q2, whereby the external gear 35 rotates around the rotation axis Q2. Since the internal gear 36 rotates about the rotation axis Q1 as the external gear 35 rotates, the ring member 20 connected to the internal gear 36 also rotates about the rotation axis Q2.
  • rotation mechanism 30A is provided with motor 31 which rotates holding member 10, and motor 33 which rotates ring member 20, rotation of holding member 10 and ring member 20 is controlled mutually independently. can do.
  • control unit 50 can control the motors 31 and 33 to rotate the ring member 20 at a ring speed lower than the holding speed of the holding member 10. According to this, it is possible to reduce the flow velocity of the processing liquid scattering from the outer peripheral edge of the ring member 20. Thus, re-adhesion of the processing liquid to the substrate W can be suppressed.
  • the control unit 50 may control the motors 31 and 33 to rotate the ring member 20 in the same direction as the holding member 10. According to this, similarly to the transmission mechanism 40A, the flow of the processing liquid is less likely to be disturbed on the upper surface 20a of the ring member 20.
  • the control unit 50 may control the motors 31 and 33 to rotate the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10. According to this, like the transmission mechanism 40, the flow velocity of the processing liquid scattering from the ring member 20 to the outside can be further reduced. Therefore, the reattachment of the processing liquid to the substrate W can be further suppressed.
  • control unit 50 can control the rotations of the holding member 10 and the ring member 20 independently of each other by controlling the motors 31 and 33, the holding speed of the holding member 10 and the ring speed of the ring member 20 can be controlled.
  • the speed ratio can be controlled arbitrarily.
  • the control unit 50 controls the motors 31 and 33 to rotate the ring member 20 at the first degree ratio when rotating the holding member 10 at the holding speed V11, and the holding member 10 is lower than the holding speed V11.
  • the ring member 20 may be rotated at a second speed ratio higher than the first speed ratio. According to this, as in the case of the transmission mechanism 40C, the flow velocity of the processing liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be appropriately controlled, so that the processing liquid reattaches to the substrate W and the processing on the ring member 20 It is possible to suppress the accumulation of liquid.
  • control unit 50 can control the rotation directions of the holding member 10 and the ring member 20 arbitrarily by controlling the motors 31 and 33. Therefore, when rotating the holding member 10 at the holding speed V11, the control unit 50 rotates the ring member 20 in the direction opposite to the holding member 10 and rotates the holding member 10 at the holding speed V12 lower than the holding speed V11. In this case, the ring member 20 may be rotated in the same direction as the holding member 10. According to this, like the transmission mechanism 40B, the flow velocity of the processing liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be appropriately controlled. Therefore, the reattachment of the processing liquid to the substrate W and the accumulation of the processing liquid on the ring member 20 can be suppressed.
  • the rotation mechanism 30 rotates the ring member 20 at a ring speed lower than the holding speed of the holding member 10.
  • this is not necessarily the case.
  • the ring speed of the ring member 20 may be controlled to be higher than the holding speed of the holding member 10.
  • the processing liquid can be scattered to the outside of the ring member 20 by causing the processing liquid to exert a large centrifugal force on the upper surface 20 a of the ring member 20. Therefore, the treatment liquid can be prevented from collecting on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the rotation mechanism 30 may rotate the ring member 20 at a rotational speed different from that of the holding member 10 and / or in a different rotational direction. Thereby, the flow velocity of the processing liquid can be adjusted by the rotation of the ring member 20 which is different from the rotation of the holding member 10.
  • ⁇ Change of speed ratio according to rotation speed of holding member> For example, when the holding speed V1 of the holding member 10 is higher than the first reference value, the control unit 50 rotates the ring member 20 at a first speed ratio lower than 1 with respect to the holding speed V1 to hold the holding member 10
  • the ring member 20 is rotated at a second speed ratio higher than the first speed ratio with respect to the holding speed V1
  • the holding speed of the holding member 10 is
  • V1 is lower than the second reference value
  • the ring member 20 may be rotated at a third speed ratio higher than 1 with respect to the holding speed V1.
  • Flow rate> When the flow rate of the treatment liquid is small, re-adhesion of the treatment liquid to the substrate W by liquid splash and liquid accumulation on the upper surface 20 a of the ring member 20 also occur as compared with the case where the flow rate of the treatment liquid is large. Hateful.
  • the flow rate is set to a value suitable for causing the processing solution to act on the substrate W.
  • the flow rate is controlled by the flow rate adjustment valve 84 or the like.
  • control unit 50 controls the rotation speed of the holding member 10 and the rotation speed of the ring member 20 equally to each other and is larger than the flow rate reference value
  • control unit 50 may control the speed ratio as described above according to the rotational speed of the holding member 10.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the holding member 10 and the ring member 20.
  • the upper surface 20a of the ring member 20 is inclined with respect to the horizontal plane. More specifically, the upper surface 20a of the ring member 20 is inclined with respect to the horizontal surface such that the outer peripheral edge thereof is located below the inner peripheral edge. In other words, the upper surface 20a of the ring member 20 is inclined to approach the floor surface of the housing 70 as it goes radially outward with respect to the rotation axis Q1.
  • the ring member 20 is arranged such that the inner peripheral edge of the top surface 20a of the ring member 20 located on the top is located below the surface of the substrate W. More specifically, the position of the ring member 20 in the vertical direction is such that the inner peripheral edge of the upper surface 20a is lower than the surface of the substrate W, and the processing liquid scattering from the surface of the substrate W is the upper surface 20a of the ring member 20 Set to flow over the In the example of FIG. 17, the ring member 20 is provided such that the position of the inner peripheral edge in the vertical direction is the same as the position of the upper surface 12 a of the base member 12 in the vertical direction.
  • the treatment liquid is scattered outward from the outer peripheral edge at a position lower than the inner peripheral edge of the ring member 20. That is, the treatment liquid is scattered from the lower position to the cup 60 side. Moreover, the scattering direction is inclined vertically downward from the horizontal direction. Therefore, the treatment liquid collides with the inner peripheral surface of the cup 60 at a position which is lower. Therefore, even if the processing liquid bounces off the inner peripheral surface of the cup 60, it does not easily adhere to the substrate W again. Further, even if the treatment liquid adhering to the inner surface of the collar portion 62 of the cup 60 drops as a droplet, and the treatment liquid splashed from the ring member 20 collides with the droplet during the drop, the treatment liquid becomes lower. Impact the droplet at the location. Therefore, even if the processing liquid is rebounded by the droplets, the processing liquid is less likely to adhere again to the substrate W.
  • the upper surface 20a of the ring member 20 may have hydrophilicity.
  • the hydrophilicity means that a contact angle is 30 degrees or less, for example.
  • the ring member 20 may be formed of a hydrophilic material (for example, quartz or the like). In this case, the upper surface 20a of the ring member 20 also has hydrophilicity.
  • the upper surface 20 a of the ring member 20 may be subjected to a hydrophilization treatment. That is, the upper surface 20a of the ring member 20 may have a hydrophilic coating. Also in this case, the upper surface 20a of the ring member 20 has hydrophilicity.
  • the hydrophilic group may be provided on the upper surface 20 a of the ring member 20 by irradiating the upper surface 20 a of the ring member 20 with plasma or ultraviolet light. Also in this case, the upper surface 20a of the ring member 20 has hydrophilicity.
  • the treatment liquid When the upper surface 20 a of the ring member 20 is hydrophilic, even if the treatment liquid is deposited on the upper surface 20 a of the ring member 20, the treatment liquid is unlikely to bounce off the ring member 20. That is, the treatment liquid can easily flow along the upper surface 20 a of the ring member 20. If the processing solution bounces upward from the upper surface 20 a of the ring member 20, the splashed processing solution is likely to further bounce on the inner circumferential surface of the cup 60 or the falling droplets and return to the substrate W. If the upper surface 20a of the ring member 20 has hydrophilicity, the treatment liquid can be easily flowed along the upper surface 20a of the ring member 20, so that such reattachment to the substrate W can be suppressed.
  • ⁇ Opposing surface of holding member and ring member The side surface 10a of the holding member 10 and the inner circumferential surface 20b of the ring member 20 are opposed to each other with a gap in the radial direction of the rotation axis Q1 (see also FIG. 1). Therefore, it can be said that the side surface 10a and the inner circumferential surface 20b are opposing surfaces. At least one of the side surface 10 a of the holding member 10 and the inner circumferential surface 20 b of the ring member 20 may have hydrophobicity.
  • the hydrophobicity referred to herein means, for example, that the contact angle is 30 degrees or more.
  • At least one of the holding member 10 and the ring member 20 may be formed of a hydrophobic material, or at least one of the side surface 10 a of the holding member 10 and the inner circumferential surface 20 b of the ring member 20 is treated to be hydrophobic (For example, fluorine processing etc.) may be given.
  • at least one of the side surface 10 a of the holding member 10 and the inner circumferential surface 20 b of the ring member 20 may have a hydrophobic coating.
  • the treatment liquid is repelled on at least one of the side surface 10 a of the holding member 10 and the inner circumferential surface 20 b of the ring member 20, and hardly enters the gap between the holding member 10 and the ring member 20.
  • the amount of processing liquid flowing out to the rotation mechanism 30 can be reduced.
  • the gap between the holding member 10 and the ring member 20 may be sealed. According to this, it is possible to further suppress or prevent the treatment liquid from entering the gap.
  • FIG. 18 is a cross sectional view schematically showing an example of the configuration of the substrate holding apparatus 1B.
  • the substrate holding apparatus 1B is different from the substrate holding apparatus 1 of FIG. 1 in terms of the presence or absence of the protective member 22.
  • the protective member 22 has a tubular shape, and the central axis of the protective member 22 is provided along the vertical direction.
  • the protective member 22 is provided to surround the ring member 20 in a plan view. Thus, the ring member 20 and the rotation mechanism 30 are disposed inside the protective member 22.
  • the protection member 22 includes a cylindrical member 221 and a protrusion 222.
  • the cylindrical member 221 is a member surrounding the ring member 20 in a plan view, and is fixed to, for example, the floor surface of the housing 70.
  • the rotation mechanism 30 is disposed inside the protective member 22.
  • a plurality of protrusions 222 are formed at mutually different positions in the vertical direction.
  • the protrusions 222 project radially inward about the rotation axis Q1, and extend along the circumferential direction about the rotation axis Q1.
  • the protrusion 222 extends over the entire circumference of the inner peripheral surface of the cylindrical member 221.
  • a plurality of protrusions 431 are formed on the side surface of the rotation mechanism 30 (more specifically, the outer peripheral surface of the internal gear 43 of the transmission mechanism 40) at mutually different positions in the vertical direction.
  • the protrusion 431 protrudes radially outward with respect to the rotation axis Q1, and extends along the circumferential direction with respect to the rotation axis Q1.
  • the protrusion 431 extends along the entire circumference of the outer peripheral surface of the internal gear 43.
  • the protrusions 222 of the protective member 22 are provided at positions offset from the protrusions 431 of the internal gear 43 in the vertical direction.
  • the protective member 22 is disposed such that one of the protrusions 222 enters between the protrusions 431 and conversely, one of the protrusions 431 enters between the protrusions 222.
  • two protrusions 222 are provided in the protection member 22, and two protrusions 431 are provided in the internal gear 43.
  • the lower protrusion 222 of the two protrusions 222 enters between the two protrusions 431, and the upper protrusion 431 of the two protrusions 431 is two protrusions. It's in between 222.
  • the protrusions 222 and 431 face each other in the vertical direction.
  • the protection member 22 is separated from the internal gear 43, the rotation of the internal gear 43 is not inhibited.
  • the ring member 20 and the holding member 22 have a so-called labyrinth seal structure.
  • the treatment liquid scattered from the outer peripheral edge of the ring member 20 does not easily pass through the gap between the rotation mechanism 30 (more specifically, the internal gear 43) and the protective member 22. Therefore, it is possible to suppress or prevent the treatment liquid from flowing out to the rotation mechanism 30.
  • the projection part 431 is provided in the outer peripheral surface of the internal gear 43, it does not necessarily restrict to this.
  • a protrusion may be provided on the outer peripheral surface of the ring member 20, and the protection member 22 may be disposed such that the protrusion is inserted between the protrusions 222.
  • the processing liquid supply unit 80 supplies the processing liquid to the surface of the substrate W.
  • a processing liquid supply unit for supplying the processing liquid to the back surface of the substrate W may be provided.
  • FIG. 19 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the substrate processing apparatus 100B.
  • the substrate processing apparatus 100B is different from the substrate processing apparatus 100 of FIG. 1 in that the processing liquid supply unit 90 and the elevating mechanism 24 exist.
  • the processing liquid supply unit 90 supplies the processing liquid to the back surface of the substrate W. More specifically, the treatment liquid supply unit 90 includes a nozzle 91, a pipe 92, an open / close valve 93, and a flow rate adjustment valve 94.
  • the nozzle 91 is disposed with its discharge port 91 a facing upward.
  • One end of the pipe 92 is connected to the nozzle 91, and the other end is connected to the processing liquid supply source 95.
  • the motor 31 is a hollow motor, and a through hole which penetrates the motor 31 in the vertical direction is formed.
  • the shaft 32 has a tubular shape. That is, the shaft 32 is formed with a through hole which penetrates the shaft 32 in the vertical direction. Further, through holes are formed in the holding member 10 (specifically, the base member 12) in the vertical direction.
  • the through holes formed in the motor 31, the shaft 32, and the holding member 10 are in communication with each other, and extend along the vertical direction as a whole.
  • the nozzle 91 and a part of the pipe 92 penetrate the motor 31, the shaft 32 and the holding member 10 in the vertical direction, and the discharge port 91 a of the nozzle 91 is opposed to the back surface of the substrate W.
  • the on-off valve 93 is provided in the middle of the pipe 92.
  • the on-off valve 93 is opened, the processing liquid from the processing liquid supply source 95 flows through the inside of the pipe 92 and is discharged from the discharge port 91 a of the nozzle 91. Further, when the on-off valve 93 is closed, the discharge of the processing liquid from the discharge port 91a of the nozzle 91 is stopped.
  • the flow rate adjustment valve 94 is provided in the middle of the pipe 92. The flow rate adjustment valve 94 adjusts the flow rate of the processing liquid flowing inside the pipe 92.
  • the control unit 50 opens the on-off valve 93 in a state in which the holding member 10 is rotated.
  • the processing liquid supplied from the discharge port 91a of the nozzle 91 to the back surface of the substrate W receives the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W and spreads outward in the radial direction about the rotation axis Q1.
  • the processing liquid flows from the peripheral edge on the back surface side of the substrate W to the outside, and subsequently flows on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the processing liquid flowing on the back surface of the substrate W flows out from the peripheral edge of the substrate W at a lower position than the processing liquid flowing on the front surface of the substrate W. Therefore, the position of the ring member 20 in the vertical direction with respect to the substrate W may be changed according to the target surface (surface or back surface) of the substrate W through which the processing liquid flows.
  • the lifting mechanism 24 is provided in the substrate processing apparatus 100B.
  • the elevation mechanism 24 raises and lowers the ring member 20 relative to the holding member 10.
  • the lifting mechanism 24 is provided between the ring member 20 and the internal gear 43.
  • the lifting mechanism 24 has, for example, an air cylinder or a uniaxial stage, and lifts and lowers the ring member 20.
  • the lifting mechanism 24 is controlled by the control unit 50.
  • the control unit 50 controls the lift mechanism 24 to move the ring member 20 to the first position described below. That is, the first position is a position where the upper surface 20a of the ring member 20 is lower than the surface of the substrate W in the vertical direction, and the processing liquid scattered from the outer peripheral edge on the surface side of the substrate W is the upper surface 20a of the ring member 20 Flow through the For example, a position between the surface of the substrate W and the top surface 12 a of the base member 12 may be employed as the first position.
  • the control unit 50 operates as follows at the time of supply of the processing liquid to the surface of the substrate W. That is, the control unit 50 controls the lifting and lowering mechanism 24 to stop the ring member 20 at the first position, and rotates the holding member 10 and the ring member 20 in the rotation mechanism 30. The processing liquid is supplied to the surface of the substrate W.
  • the control unit 50 controls the lift mechanism 24 to move the ring member 20 to the second position described below. That is, the second position is a position where the upper surface 20a of the ring member 20 is lower than the upper surface 12a of the base member 12, and is a position lower than the first position.
  • the second position is set to a position where the processing liquid that has flowed out from the outer peripheral edge on the back surface side of the substrate W flows on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the second position is, for example, a position lower than the first position by the thickness of the substrate W.
  • the controller 50 operates as follows at the time of supply of the processing liquid to the back surface of the substrate W. That is, the control unit 50 controls the lifting and lowering mechanism 24 to stop the ring member 20 at the second position, and rotates the holding member 10 and the ring member 20 in the rotation mechanism 30. The processing liquid is supplied to the surface of the substrate W.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of the operation of the substrate processing apparatus 100B.
  • the control unit 50 controls the elevation mechanism 24 to move the ring member 20 to the first position.
  • the control unit 50 performs surface treatment. Specifically, the control unit 50 rotates the motor 31 and opens the on-off valve 83. Thus, the processing liquid can be supplied to the entire surface of the surface of the substrate W.
  • the control unit 50 closes the on-off valve 83 to terminate the supply of the treatment liquid to the surface of the substrate W.
  • this termination condition for example, it can be adopted that the elapsed time from the time when the on-off valve 83 is opened exceeds the fifth predetermined time.
  • step S53 the control unit 50 controls the elevation mechanism 24 to move the ring member 20 to the second position.
  • step S54 the control unit 50 performs back surface processing. More specifically, the control unit 50 rotates the motor 31 and opens the on-off valve 93. Thus, the processing liquid can be supplied to the entire back surface of the substrate W. Then, when the termination condition for the back surface processing is satisfied, the control unit 50 closes the on-off valve 93 and terminates the supply of the processing liquid to the back surface of the substrate W. Next, the control unit 50 stops the rotation of the motor 31.
  • this termination condition for example, it can be adopted that the elapsed time from the time when the on-off valve 93 is opened exceeds the sixth predetermined time.
  • the position of the ring member 20 in the vertical direction with respect to the holding member 10 is set higher. .
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge on the front surface side of the substrate W is in the radially outer region of the upper surface 20 a of the ring member 20 It can be deposited.
  • the treatment liquid does not flow through the entire upper surface 20 a of the ring member 20 from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge, but flows from the middle of the upper surface 20 a to the outer peripheral edge. In this case, the force acting on the treatment liquid by the ring member 20 can be reduced.
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge on the front surface side of the substrate W is the upper surface 20a of the ring member 20
  • it can flow appropriately from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge. Therefore, the force acting on the processing solution can be improved by the ring member 20, and the flow rate of the processing solution can be appropriately controlled.
  • the second position is adopted as the position of the ring member 20 in the back surface processing. If the first position is adopted as the position of the ring member 20 in the back surface processing, the processing liquid that has flowed out from the peripheral edge on the back surface side of the substrate W may collide with the inner peripheral surface of the ring member 20.
  • the processing liquid that has flowed out from the peripheral edge on the back surface side of the substrate W is properly from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the upper surface 20a of the ring member 20. It can flow. Therefore, the flow rate of the treatment liquid can be appropriately controlled.
  • FIG. 21 schematically shows an example of the configuration of the substrate processing apparatus 100C.
  • the configuration of the substrate processing apparatus 100C is the same as that of the substrate processing apparatus 100.
  • the upper surface 12a of the base member 12 is outside the periphery of the substrate W in plan view to such an extent that the processing liquid scattered from the periphery of the substrate W flows through the upper surface 12a of the base member 12 during substrate processing. It has spread to In other words, the diameter of the outer peripheral surface of the base member 12 is wider than the diameter of the substrate W to such an extent that the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W flows through the upper surface 12 a of the base member 12.
  • the base member 12 rotates in synchronization with the substrate W at the time of substrate processing, the processing liquid flowing on the upper surface 12 a of the base member 12 spreads under the centrifugal force accompanying the rotation of the base member 12, and the upper surface 12 a of the base member 12 From the periphery of the outside.
  • the ring member 20 is disposed such that the upper surface 20 a of the ring member 20 is positioned at the same height as the upper surface 12 a of the base member 12 or below the upper surface 12 a. Specifically, the ring member 20 is disposed at a height position where the treatment liquid scattered from the peripheral edge of the upper surface 12 a of the base member 12 flows on the upper surface 20 a of the ring member 20.
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W flows on the upper surface 12a of the base member 12 and the upper surface 20a of the ring member 20 in this order. Since the treatment liquid flows on the upper surface 20 a of the ring member 20, the flow velocity of the treatment liquid scattering from the outer peripheral edge of the ring member 20 can be appropriately controlled by the rotation of the ring member 20.

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Abstract

外側に飛散する処理液の流速を調整できる基板保持装置を提供する。基板保持装置1は基板Wに処理液を供給する基板処理装置100に用いられる。基板保持装置1は保持部材10とリング部材20と回転機構30とを備える。保持部材10は基板Wを水平姿勢で保持する。リング部材20は、保持部材10に保持された基板Wの周縁を囲むリング形状を有し、リング形状の上面20aが基板Wの表面よりも下方に位置する。回転機構30は、保持部材10に保持された基板Wを通り鉛直方向に沿う軸を回転軸Q1として、保持部材10とリング部材20とを互いに異なる回転速度で、および/または、互いに異なる回転方向に回転させる。

Description

基板保持装置および基板処理装置
 この発明は、基板保持装置および基板処理装置に関し、特に基板に処理液を供給する基板処理装置、および、これに用いられる基板保持装置に関する。
 従来より、半導体基板などの基板を水平面で回転させながら、例えばエッチング用の薬液または洗浄用のリンス液などの処理液を当該基板に供給する基板処理装置が提案されている(例えば特許文献1)。
 例えば特許文献1では、基板処理装置はウエハ保持部とノズルと回転カップとを備えている。ウエハ保持部は、水平に設けられた円板状の回転プレートと、回転プレートの上面から突出して基板の周縁を保持する部材とを備えている。回転プレートはモータによって回転させられる。よって、ウエハ保持部に保持された基板も回転する。
 ノズルは基板の表面へと処理液を吐出する。回転カップは回転プレートの上に配置される。より具体的には、回転カップは回転プレートのうち外周領域の上に配置される。この回転カップは、回転プレートの外周領域を覆う庇部と、庇部の外周側の端部から鉛直方向に延びて回転プレートを外側から囲む筒状の外側壁部と、庇部とウエハ保持部との間に設けられた案内部材とを有している。案内部材と庇部との間、および、案内部材とウエハ保持部との間には、処理液を通過させる複数の開口を形成するためのスペーサが設けられている。
 この基板処理装置において、ウエハ保持部を回転させた状態でノズルからの処理液が基板に供給される。処理液は基板の回転に伴って広がり、上記開口を通過して回転プレートの外周縁から回転カップの外側壁部へと飛散する。処理液は基板の全面を流れるので、基板の全面に作用する。例えば処理液がエッチング用の薬液である場合には、基板の表面が適宜にエッチングされる。
特開2011-212753号公報
 ウエハ保持部の回転速度は、処理液を基板に作用させるのに適した値に設定される。この回転速度が高い場合には、回転プレートの外周縁から回転カップの外側壁部へ飛散する処理液の速度(流速)が高くなる。よってこの場合、回転カップの外側壁部から跳ね返った処理液が基板側に再付着し得る。基板への処理液の再付着は基板にパーティクルを発生させる要因となる。
 逆に、ウエハ保持部の回転速度が低い場合には、回転プレートの外周領域の上を流れる処理液の流速が低くなり、処理液が回転プレートと庇部との間に溜まる恐れがある。
 そこで、本発明は、外側に飛散する処理液の流速を調整できる基板保持装置および基板処理装置を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明にかかる基板保持装置の第1の態様は、基板に処理液を供給する基板処理装置に用いられる基板保持装置であって、基板を水平姿勢で保持する保持部材と、前記保持部材に保持された基板の周縁を平面視において囲むリング形状を有し、前記リング形状の上面が前記基板の表面と同じ高さ又は前記基板の表面よりも下方に位置するリング部材と、前記保持部材に保持された基板を通り鉛直方向に沿う軸を回転軸として、前記保持部材と前記リング部材とを互いに異なる回転速度で、および/または、互いに異なる回転方向に回転させる回転機構とを備える。
 本発明にかかる基板保持装置の第2の態様は、第1の態様にかかる基板保持装置であって、前記回転機構は、モータと、前記モータおよび前記保持部材を連結するシャフトと、前記シャフトと前記リング部材とを相対的に回転可能に連結し、前記シャフトの回転速度に対して速度比で前記リング部材を回転させる変速機構とを備える。
 本発明にかかる基板保持装置の第3の態様は、第2の態様にかかる基板保持装置であって、前記変速機構は、前記シャフトに連結されて前記シャフトとともに回転する外歯車と、前記リング部材に連結された内歯車と、前記外歯車と前記内歯車との間に設けられる少なくとも一つの第1歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って前記内歯車を回転させる第1歯車部とを備える。
 本発明にかかる基板保持装置の第4の態様は、第3の態様にかかる基板保持装置であって、前記少なくとも一つの第1歯車は偶数個の第1歯車を有しており、前記偶数個の第1歯車は互いに直列に噛み合っており、前記外歯車の回転に伴って回転して前記内歯車を回転させる。
 本発明にかかる基板保持装置の第5の態様は、第3の態様にかかる基板保持装置であって、前記第1歯車部は奇数個の第1歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って回転して前記内歯車を回転させる。
 本発明にかかる基板保持装置の第6の態様は、第4の態様にかかる基板保持装置であって、前記外歯車と前記内歯車との間に設けられ、互いに直列に噛み合う奇数個の第2歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って前記内歯車を回転させる第2歯車部と、前記第1歯車部を、前記外歯車と前記内歯車との間の第1噛合位置と、前記外歯車と前記内歯車との間から退避した第1退避位置との間で移動させつつ、前記第2歯車部を、前記外歯車と前記内歯車との間の第2噛合位置と、前記外歯車と前記内歯車との間から退避した第2退避位置との間で移動させる移動機構とを備える。
 本発明にかかる基板保持装置の第7の態様は、第1の態様にかかる基板保持装置であって、前記回転機構は、前記保持部材を回転させる第1モータと、前記リング部材を回転させる第2モータとを備える。
 本発明にかかる基板保持装置の第8の態様は、第1から第7のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記回転機構は前記保持部材の回転速度に対して可変の速度比で前記リング部材を回転させる。
 本発明にかかる基板保持装置の第9の態様は、第8の態様にかかる基板保持装置であって、前記回転機構は、前記保持部材を第1保持速度で回転させるときには、前記リング部材を第1リング速度で回転させ、前記保持部材を前記第1保持速度よりも低い第2保持速度で回転させるときには、前記リング部材を第2リング速度で回転させ、前記第1保持速度に対する前記第1リング速度の第1速度比は、前記第2保持速度に対する前記第2リング速度の第2速度比よりも小さい。
 本発明にかかる基板保持装置の第10の態様は、第1から第9のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記リング部材の前記上面は、前記上面の外周縁が前記上面の内周縁よりも下方に位置するように水平面に対して傾斜している。
 本発明にかかる基板保持装置の第11の態様は、第1から第10のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記リング部材の前記上面は親水性を有する。
 本発明にかかる基板保持装置の第12の態様は、第1から第11のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記保持部材と前記リング部材との互いに対向する対向面の少なくともいずれか一方は疎水性を有する。
 本発明にかかる基板保持装置の第13の態様は、第12の態様にかかる基板保持装置であって、前記リング部材の前記対向面たる内周面は疎水性を有する。
 本発明にかかる基板保持装置の第14の態様は、第1から第13のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記保持部材に対して相対的に前記リング部材を昇降させる昇降機構を更に備える。
 本発明にかかる基板処理装置の第15の態様は、第14の態様にかかる基板保持装置と、前記保持部材に保持された基板の表面に処理液を供給する第1処理液供給手段と、前記保持部材に保持された基板の裏面に処理液を供給する第2処理液供給手段と、(i)前記昇降機構を制御して前記リング部材を当該基板の表面よりも下方の第1位置で停止させ、且つ、前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記第1処理液供給手段に処理液を供給させ、(ii)前記昇降機構を制御して前記リング部材を前記第1位置よりも前記基板の厚みの分だけ下方の第2位置で停止させ、且つ、前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記第2処理液供給手段に処理液を供給させる制御手段とを備える。
 本発明にかかる基板処理装置の第16の態様は、第1から第14のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置と、前記保持部材に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段と、前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記処理液供給手段に処理液を供給させて基板処理を行う制御手段とを備え、前記保持部材は前記基板の裏面と対向する上面を有しており、平面視において前記保持部材の上面は基板の周縁よりも外側に広がっており、前記リング部材の上面の高さ位置は前記保持部材の上面と同じ又は前記保持部材の上面よりも低く、前記基板処理において、基板の周縁から飛散した処理液は前記保持部材の上面および前記リング部材の上面をこの順で流れる。
 本発明にかかる基板保持装置の第1の態様によれば、基板を保持する保持部材の回転中に基板の表面に対して処理液を供給すると、処理液は基板の表面を広がってその周縁から飛散する。基板の外側にはリング部材の上面が位置しているので、基板のこの処理液はリング部材の上面を流れてリング部材から外側に飛散する。
 リング部材は保持部材とは異なる回転速度および/または回転方向に回転するので、リング部材から飛散する処理液の流速を調整することができる。
 本発明にかかる基板保持装置の第2の態様によれば、単一のモータを用いて保持部材およびリング部材の両方を回転させることができる。これは制御の簡易化に資する。
 本発明にかかる基板保持装置の第3の態様によれば、簡易な構成で変速機構を実現できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第4の態様によれば、リング部材を保持部材と同じ方向に回転させることができる。よって、リング部材における処理液の流れに乱れが生じにくい。
 本発明にかかる基板保持装置の第5の態様によれば、リング部材を保持部材と反対方向に回転させることができる。よって、リング部材において処理液の流速を低減しやすい。
 本発明にかかる基板保持装置の第6の態様によれば、リング部材の回転方向を可変に制御できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第7の態様によれば、保持部材とリング部材とを独立して回転させることができる。
 本発明にかかる基板保持装置の第8の態様によれば、保持部材の回転速度に対して固定の速度比でリング部材を回転させる場合に比べて、処理液の流速を細かく制御できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第9の態様によれば、リング部材から飛散する処理液の流速を所定の範囲に制御できる。つまり、リング部材の流速を所定の上限値よりも低減できるとともに、所定の下限値よりも大きくできる。処理液の流速が高くなりすぎると、基板保持装置の外側に設けられるカップで処理液が跳ね返って基板に再付着しやすくなるものの、そのような再付着を抑制できる。一方で、処理液の流速が低くなりすぎると、例えば処理液の供給を停止したときに、処理液がリング部材の上に溜まりやすくなるものの、そのような液たまりも抑制できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第10の態様によれば、処理液がリング部材の外側に流れやすい。
 本発明にかかる基板保持装置の第11の態様によれば、リング部材の上面における処理液の跳ねを抑制できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第12の態様によれば、処理液が保持部材とリング部材との間の隙間に入り込むことを抑制できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第13の態様によれば、処理液が回転機構へ入り込むことを抑制できる。
 本発明にかかる基板保持装置の第14の態様によれば、保持部材に対するリング部材の鉛直方向の位置を調整できる。
 本発明にかかる基板処理装置の第15の態様によれば、処理液はリング部材の上面を流れやすい。
基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す断面図である。 変速機構の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 処理液の流れの一例を模式的に示す図である。 変速機構の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。
 以下、図面を参照しつつ実施の形態について詳細に説明する。また理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。なお、図面においては同様な構成及び機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。
 <基板処理装置>
 図1は、基板処理装置100の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置100は基板Wに対する処理を行う装置である。基板Wは例えば半導体基板であって、平面視で円形の形状を有する板状の基板である。但し、基板Wはこれに限らず、例えば液晶などの表示パネル用の基板であって、平面視で矩形状の形状を有する板状の基板であってもよい。
 図1の例においては、基板処理装置100は基板保持装置1と制御部50とカップ60と筐体70と処理液供給部80とを備えている。
 筐体70は、基板Wに対する処理を行うための処理室を形成する。この筐体70はチャンバとも呼ばれ得る。筐体70には、基板Wの搬出入のための搬出入口(不図示)が形成されている。また、この筐体70には、その搬出入口の開閉を切り替えるシャッタ(不図示)が設けられている。
 基板処理装置100の外部には基板搬送ロボット(不図示)が設けられており、この基板搬送ロボットは基板処理装置100との間で基板Wの受け渡しを行う。具体的には、基板搬送ロボットはシャッタが開いた搬出入口を介して基板Wを筐体70の外部から内部へと搬入したり、あるいは、基板Wを筐体70の内部から外部へと搬出したりする。
 基板保持装置1は筐体70の内部に設けられており、基板Wを水平姿勢で保持する。また基板保持装置1は、基板Wの中心を通って鉛直方向に沿って延在する軸を回転軸Q1として、基板Wを回転させる。この基板保持装置1はスピンチャックとも呼ばれる。基板保持装置1の具体的な構成については後に詳述する。
 処理液供給部80は基板Wの表面に処理液を供給する。具体的には、処理液供給部80はノズル81と配管82と開閉弁83と流量調整弁84とを備えている。ノズル81は筐体70の内部において、その吐出口81aを下方に向けた姿勢で配置されている。ノズル81は、基板保持装置1によって保持された基板Wよりも上方に位置しており、その吐出口81aから処理液を吐出して、この処理液を基板Wの表面に供給する。処理液は特に限定されず、任意の薬液および任意のリンス液(洗浄液)を含む。
 配管82の一端はノズル81に接続されており、他端は処理液供給源85に接続されている。開閉弁83は配管82の途中に設けられている。開閉弁83が開くことにより、処理液供給源85からの処理液は配管82の内部を流れてノズル81の吐出口81aから吐出される。また、開閉弁83が閉じることにより、ノズル81の吐出口81aからの処理液の吐出が停止される。流量調整弁84は配管82の途中に設けられている。流量調整弁84は配管82の内部を流れる処理液の流量を調整する。
 カップ60は略筒状(例えば円筒状)の形状を有しており、筐体70の内部において基板保持装置1を囲むように設けられている。カップ60は、鉛直方向に沿って延びる側面部61と、側面部61の上端から上方に向かうにしたがって内側に傾斜する庇部62とを有している。庇部62の上側端部は平面視において円形の形状を有しており、基板Wの周縁よりも外側に位置している。つまり、庇部62の上縁端部は平面視において基板Wの周縁を囲っている。またこの庇部62の上側端部が基板Wの表面よりも上方となるように、カップ60が配置される。
 基板Wの周縁から飛散された処理液はカップ60の内周面に衝突し、重力によって落下する。例えば筐体70の下面には、処理液を回収するための回収口(不図示)が形成されており、処理液は当該回収口を介して外部へと流れる。
 制御部50は基板処理装置100の全体を制御する。具体的には、制御部50は開閉弁83の開閉、流量調整弁84の開度および基板保持装置1の回転を制御する。また制御部50は筐体70に設けられたシャッタを制御することができる。
 制御部50は電子回路機器であって、例えばデータ処理装置および記憶媒体を有していてもよい。データ処理装置は例えばCPU(Central Processor Unit)などの演算処理装置であってもよい。記憶部は非一時的な記憶媒体(例えばROM(Read Only Memory)またはハードディスク)および一時的な記憶媒体(例えばRAM(Random Access Memory))を有していてもよい。非一時的な記憶媒体には、例えば制御部50が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部50が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部50が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。
 制御部50は、基板保持装置1に保持された基板Wを回転させた状態で、開閉弁83を開く。これにより、ノズル81の吐出口81aから吐出された処理液は基板Wの表面に着液し、遠心力を受けて基板Wの表面上で広がって基板Wの周縁からカップ60側へと飛散する。
 このように基板Wの表面の全面に処理液が供給されることで、処理液に基づく処理が基板Wに対して行われる。例えば処理液がエッチング用の薬液である場合には、レジストパターンが形成された基板Wの表面を適宜にエッチングすることができる。また例えば処理液がレジスト除去用の薬液である場合には、レジストパターンが形成された基板Wの表面から、当該レジストパターンを除去することができる。
 <基板保持装置>
 図2は、基板保持装置1の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図3は、基板保持装置1の構成の一例を概略的に示す断面図である。
 基板保持装置1は保持部材10とリング部材20と回転機構30とを備えている。保持部材10は基板Wを水平姿勢で保持する。言い換えれば、基板Wは、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で保持される。図1から図3の例では、保持部材10はベース部材12と複数のピン14とを備えている。例えばベース部材12は円板状の形状を有しており、その上面12aは鉛直方向において基板Wの裏面と間隙を隔てて対向する。ベース部材12の上面12aは略水平である。ベース部材12はその中心軸が回転軸Q1に沿うように配置されている。
 複数のピン14はベース部材12の上面12aから基板W側に突出している。複数のピン14は平面視において基板Wの周縁に沿って間隔を空けて並んでおり、基板Wの周縁を保持する。複数のピン14はチャックピンとも呼ばれ得る。
 なお保持部材10の構成はこれに限らず、要するに、基板Wを水平姿勢で保持できればよく、その他の任意の構成(例えば基板を吸着する吸着機構を有する構成など)を採用し得る。
 リング部材20はリング形状を有している。リング部材20の内径は保持部材10の外径(ここではベース部材12の外径)よりも広く、リング部材20は平面視において保持部材10を囲むように設けられている。そして、リング部材20の中心軸が回転軸Q1に沿うように、リング部材20が配置されている。リング部材20の上面20aは平面視において基板Wよりも外側に位置しており、基板Wの周縁を囲っている。図3の例では、リング部材20の上面20aは略水平であり、リング部材20の断面(回転軸Q1を含む断面)の形状は略矩形状である。
 リング部材20はその上面20aが基板Wの表面と同じ高さ又は基板Wの表面よりも下方に位置するように配置されている。より具体的には、リング部材20の鉛直方向における位置は、基板Wの表面から飛散する処理液がリング部材20の上面20aの上を流れるように設定される。図3の例では、リング部材20の上面20aは基板Wの表面よりもわずかに下方に設けられている。
 また図1も参照して、リング部材20の上面20aの外周縁は平面視においてカップ60の上側端部(庇部62の上側端部)よりも外側に位置している。つまり、リング部材20の少なくとも一部がカップ60の庇部62の一部と鉛直方向で対向している。またリング部材20は回転軸Q1についての径方向においてカップ60と間隔を隔てて対向している。
 回転機構30は回転軸Q1の周りで保持部材10を回転させる。これにより、保持部材10に保持された基板Wが回転軸Q1の周りで回転する。また回転機構30は保持部材10とは異なる回転速度、および/または、保持部材10とは異なる回転方向で、リング部材20を回転軸Q1の周りで回転させる。
 図1の例では、回転機構30はモータ31とシャフト32と変速機構40とを備えている。シャフト32は鉛直方向に沿って延びる円柱形状を有しており、その中心軸が回転軸Q1に沿う姿勢で配置されている。このシャフト32の一端は保持部材10に連結されており、他端はモータ31に連結されている。シャフト32およびモータ31は保持部材10よりも下方に設けられている。モータ31は制御部50によって制御されて、シャフト32を回転軸Q1の周りで回転させる。これにより、シャフト32に連結された保持部材10が回転軸Q1の周りで回転し、保持部材10に保持された基板Wも回転軸Q1の周りで回転する。
 変速機構40はシャフト32とリング部材20とを相対的に回転可能に連結し、シャフト32の回転速度に対して所定の速度比でリング部材20を回転させる。例えば変速機構40は複数の歯車によって構成される。図4は、変速機構40の構成の一例を概略的に示す平面図である。図3および図4の例では、変速機構40は外歯車41と歯車部42と内歯車43とを備えている。
 外歯車41はその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で配置される。この外歯車41の中心には、自身を鉛直方向に貫通するシャフト貫通孔が形成されている。このシャフト貫通孔にシャフト32が貫通配置されることで、外歯車41がシャフト32に連結される。シャフト32がシャフト貫通孔を貫通した状態において、外歯車41は保持部材10とモータ31との間に位置している。つまり外歯車41はシャフト32の途中に連結されている。
 モータ31がシャフト32を回転軸Q1の周りで回転させることにより、このシャフト32に連結された外歯車41も回転軸Q1の周りで回転する。外歯車41の外周面には、複数の歯(突部)が回転軸Q1についての周方向に沿って並んで形成されている。これらの歯は回転軸Q1についての径方向外側に向かって突出している。
 内歯車43はリング状の形状を有しており、その中心軸が回転軸Q1に沿う姿勢で配置されている。内歯車43の内周面には、複数の歯が回転軸Q1についての周方向に沿って並んで形成されている。これらの歯は回転軸Q1についての径方向内側に向かって突出している。この内歯車43はリング部材20の下面に連結されている。よって内歯車43の回転に伴ってリング部材20も回転する。
 なおリング部材20および内歯車43は同じ材料で一体に形成されても構わない。つまり、リング部材20が保持部材10の下面よりも下方へと延在し、その保持部材10よりも下側の部分の内周面において、複数の歯が形成されていても構わない。この場合、リング部材20の当該部分が内歯車43として機能する。
 内歯車43は回転軸Q1の周りで回転可能となるように、筐体70に対して固定されている。例えば、回転軸Q1を中心軸としたスラスト軸受(不図示)が筐体70の床面に対して固定され、このスラスト軸受に内歯車43が連結されていてもよい。なお内歯車43は筐体70に対して回転可能であればよく、筐体70に固定された他の部材(例えばシャフト32)に回転可能に固定されていてもよい。この場合、内歯車43は当該他の部材を介して筐体70に固定されていることになる。
 外歯車41は回転軸Q1についての径方向において内歯車43と間隔を隔てて対向している。つまり、外歯車41の歯先円直径は内歯車43の歯先円直径よりも短い。歯車部42は外歯車41と内歯車43との間に設けられており、外歯車41および内歯車43と噛み合っている。この歯車部42は外歯車41の回転に対して所定の速度比で内歯車43を回転させる。図3および図4の例では、歯車部42は一つの外歯車421を備えている。この外歯車421はその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で、外歯車41と内歯車43との間に配置されている。
 外歯車421の位置は固定されており、鉛直方向に延びる回転軸Q2の周りで回転可能となるように、筐体70に対して固定されている。例えば、回転軸Q2を中心軸としたシャフトが筐体70の床面に設けられ、そのシャフトに対して回転可能に外歯車421が連結されてもよい。より具体的には、例えば当該シャフトにラジアル軸受が設けられ、このラジアル軸受に外歯車421が連結されていてもよい。
 外歯車421の外周面には、複数の歯が回転軸Q2についての周方向に沿って並んで形成されている。これらの歯は回転軸Q2についての径方向外側に突出している。外歯車421は外歯車41および内歯車43と噛み合っている。
 なお外歯車421は複数設けられていてもよい。その場合、複数の外歯車421は外歯車41と内歯車43との間において、回転軸Q1についての周方向において互いに異なる位置に設けられる。
 このような変速機構40において、モータ31がシャフト32を回転させることによって、外歯車41,421および内歯車43が回転する。具体的には、外歯車41はシャフト32に連結されているので、シャフト32と同じ回転方向および回転速度で回転する。外歯車421は、外歯車41の歯が外歯車421の歯を回転軸Q2についての周方向に沿って押すことにより、回転軸Q2の周りを回転する。外歯車421は外歯車41の回転方向とは反対方向に回転する。
 内歯車43は、外歯車421の歯が回転軸Q1についての周方向に沿って内歯車43の歯を押すことにより、回転軸Q1の周りで回転する。内歯車43は外歯車421と同じ回転方向に回転する。よって内歯車43は外歯車41と反対方向に回転する。
 外歯車41の回転速度V1に対する内歯車43の回転速度V2の速度比(=V2/V1)は外歯車41および内歯車43の歯数によって決まる。具体的には、この速度比(=V2/V1)は内歯車43の歯数Z3に対する外歯車41の歯数Z1の比(=Z1/Z3)と等しい。外歯車41の歯数Z1は内歯車43の歯数Z3よりも少ないので、内歯車43は外歯車41の回転速度V1よりも低い回転速度V2で回転することとなる。
 外歯車41はシャフト32を介して保持部材10に連結されているので、保持部材10は外歯車41と同じ回転方向に回転し、その回転速度は理想的には回転速度V1と同じである。また、内歯車43はリング部材20に連結されているので、リング部材20は内歯車43と同じ回転方向に回転し、その回転速度は理想的には回転速度V2と同じである。
 以上のように、この変速機構40によれば、モータ31の回転に伴って保持部材10およびリング部材20は互いに反対方向に回転し、リング部材20の回転速度V2は外歯車41および内歯車43の歯数Z1,Z3に応じた速度比(Z1/Z3)と保持部材10の回転速度V1との積(=V1・Z1/Z3)となる。上述のように外歯車41の歯数Z1は内歯車43の歯数Z3よりも少ないので、リング部材20は保持部材10の回転速度V1よりも低い回転速度V2で回転する。なお以下では、保持部材10の回転速度およびリング部材20の回転速度をそれぞれ保持速度およびリング速度と呼ぶことがある。
 このような変速機構40はいわゆるスター型の遊星歯車機構であり、外歯車41,421はそれぞれ太陽歯車および遊星歯車として機能する。また外歯車421は回転力伝達用の遊び歯車としても機能する。
 <基板に対する処理の動作>
 図5は、基板処理装置100の動作の一例を示すフローチャートである。まずステップS1にて、基板Wが保持部材10の上に配置される。具体的には、制御部50は筐体70のシャッタを開いた上で、基板搬送ロボットに基板Wを基板処理装置100へと搬入させる。即ち基板搬送ロボットは、基板Wを載置したハンドを、搬出入口を介して筐体70の内部へと移動させて、保持部材10の上に基板Wを配置する。これにより、保持部材10は基板Wを保持する。その後、制御部50は基板搬送ロボットのハンドを筐体70の外部へと移動させた上で、シャッタを閉じる。
 次にステップS2にて、制御部50は回転機構30を制御して保持部材10およびリング部材20を回転させる。具体的には、制御部50はモータ31を制御して保持部材10を保持速度V1で回転させる。これにより、保持部材10に保持された基板Wも保持速度V1で回転する。変速機構40はこの保持部材10の保持速度V1に対して所定の速度比でリング部材20を回転させる。具体的には上述のように外歯車41,421および内歯車43が回転し、内歯車43に連結されたリング部材20がリング速度V2で回転する。ここでは、リング速度V2は保持速度V1よりも低い。
 次にステップS3にて、制御部50は開閉弁83を開いて処理液を基板Wの表面へと供給する。基板Wの表面に着液した処理液は基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面上で広がる。これにより、処理液に基づく処理が基板Wに対して行われる。
 この処理液は基板Wの周縁から飛散されてリング部材20の上面20aの上を流れる。この処理液はリング部材20の上面20a上において、リング部材20の回転に応じた力を受けて径方向外側へと流れ、リング部材20の外周縁からカップ60側へと飛散する。
 次にステップS4にて、制御部50は基板処理についての終了条件が成立したか否かを判断する。例えば制御部50はステップS3からの経過時間が第1所定時間よりも長いか否かを判断し、肯定的な判断がなされたときに、終了条件が成立したと判断してもよい。終了条件が成立していないと判断したときには、制御部50は再びステップS4を実行する。
 終了条件が成立したと判断したときには、ステップS5にて、制御部50は開閉弁83を閉じて処理液の供給を終了する。これにより、処理液に基づいた基板Wに対する処理が実質的に終了する。
 次にステップS6にて、制御部50は回転機構30を制御して保持部材10およびリング部材20の回転を停止させる。より具体的には、制御部50はモータ31の回転を停止させる。
 以上の動作により、基板Wに対して処理液に基づく処理を行うことができる。しかも、この基板処理装置100によれば、リング部材20が保持部材10の保持速度V1よりも低いリング速度V2で回転している。よって、処理液がリング部材20の上面20aの上で受ける遠心力を、処理液が基板Wの表面の上で受ける遠心力よりも低減することができる。したがって、保持部材10およびリング部材20が一体で回転する場合に比して、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の速度(流速)を低減することができる。
 さて、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速が高い場合には、当該処理液はカップ60の内周面で跳ね返って基板Wに再付着し得る。図6は、処理液の流れの一例を模式的に示す図である。図6では、処理液の流れの一例を太線の矢印で模式的に示している。図6の例では、リング部材20の外周縁から外側に飛散した処理液の一部はカップ60の内周面で跳ね返っている。図6では、処理液がカップ60の内周面の表面粗さ等に起因して斜め上方に跳ね返る様子が示されているものの、実際には、処理液はカップ60の内周面から斜め下方にも跳ね返る。斜め上方に跳ね返った処理液は基板Wに再付着し得る。また、カップ60の庇部62の内周面に付着した処理液の液滴が落下する際に、リング部材20の外周縁から飛散した処理液がその落下中の液滴に衝突して跳ね返って、基板Wに再付着する可能性もある。
 上述した基板Wへの処理液の再付着は、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速が高いほど生じやすい。
 上述のように、この基板保持装置1によれば、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を低減することができるので、基板Wへの処理液の再付着を抑制することができる。
 また上述の例では、回転機構30は変速機構40を有している。この場合、単一のモータ31を用いて保持部材10およびリング部材20の両方を回転させることができる。これにより、制御を簡易化することができる。
 また上述の例では、変速機構40は外歯車41と歯車部42と内歯車43とによって形成されている。これによれば、簡易な構成で変速機構40を実現できる。
 また上述の変速機構40によれば、リング部材20を保持部材10と反対方向に回転させることができる。よって、リング部材20において処理液の流速をより低減することができる。この点について以下に詳述する。
 まず基板Wの表面を流れる処理液について説明する。この処理液は基板Wの表面上において基板Wの回転に伴う力を受けて広がる。この力には、回転軸Q1についての径方向外側に向かう遠心力、および、処理液と基板Wの表面との間に生じる摩擦力が含まれる。そして、この摩擦力には周方向成分が含まれる。したがって、処理液は径方向に沿って外側に流れるのではなく、径方向に対して回転方向側に傾斜した方向に沿って外側に流れる。つまり基板Wの周縁から飛散する処理液の流速は、径方向外側に向かう速度成分と、回転方向に向かう速度成分とを有する。
 変速機構40がリング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させる場合には、基板Wの周縁から飛散する処理液は、リング部材20の上面20aにおいてその反対の周方向の摩擦力を受ける。よって、処理液の周方向における速度成分を打ち消すことができ、処理液の流速を更に低減することができる。したがって、処理液の基板Wへの再付着を更に抑制することができる。
 <変速機構>
 上述の変速機構40はリング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させた。しかしながら、必ずしもこれに限らない。変速機構40はリング部材20を保持部材10と同じ方向に回転させてもよい。
 図7は、変速機構40Aの構成の一例を概略的に示す平面図である。変速機構40Aは歯車部42の具体的な内部構成という点で変速機構40と相違する。変速機構40Aの歯車部42は外歯車421の替わりに偶数個の外歯車422を備えている。図7の例では、偶数個の外歯車422として、2つの外歯車422a,422bが設けられている。外歯車422a,422bはその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で、外歯車41と内歯車43との間に設けられている。外歯車422a,422bは回転軸Q1についての径方向に沿って並んで設けられており、それぞれ、回転軸Q2a,Q2bの周りで回転可能となるように、筐体70に対して固定される。外歯車422a,422bの外周面には、複数の歯がそれぞれの周方向に沿って並んで形成されている。外歯車422a,422bは互いに噛み合っている。また外歯車422aは外歯車41にも噛み合っており、外歯車422bは内歯車43にも噛み合っている。言い換えれば、外歯車422a,422bは外歯車41と内歯車43との間において互いに直列に噛み合う。これらの外歯車422a,422bは回転力伝達用の遊び歯車として機能する。
 このような変速機構40Aによれば、モータ31の回転に伴って、外歯車41,422a,422bおよび内歯車43が回転する。具体的には、外歯車41が外歯車422aを回転させ、外歯車422aが外歯車422bを回転させ、外歯車422bが内歯車43を回転させる。この変速機構40Aにおいて、外歯車41,422aは互いに反対方向に回転し、外歯車422a,422bは互いに反対方向に回転し、外歯車422bおよび内歯車43は同じ方向に回転する。よって、外歯車41および内歯車43は同じ方向に回転する。ひいては、保持部材10およびリング部材20は同じ方向に回転する。
 このときのリング部材20のリング速度V2も外歯車41および内歯車43の歯数Z1,Z3に応じた速度比(Z1/Z3)と保持部材10の保持速度V1との積となる。外歯車41の歯数Z1は内歯車43の歯数Z3よりも少ないので、リング部材20のリング速度V2は保持部材10の保持速度V1よりも低くなる。
 よって、この変速機構40Aによっても、保持部材10およびリング部材20が一体で回転する場合に比して、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を低下することができる。したがって、処理液の基板Wへの再付着を抑制することができる。
 また変速機構40Aによれば、保持部材10およびリング部材20の回転方向が同じである。よって、基板Wの表面およびリング部材20の上面20aの上において処理液が受ける力の周方向成分は互いに同じ方向を向く。よって、処理液は基板Wの表面からリング部材20の上面20aへと滑らかに流れることができる。言い換えれば、リング部材20の上面20aの上において処理液の流れに乱れが生じにくい。つまり、保持部材10およびリング部材20が互いに反対方向に回転する場合には、基板Wの周縁から飛散した処理液が、その周方向の流れに対して反対側の力をリング部材20から受けるので、処理液の流れに乱れが生じ得るものの、保持部材10およびリング部材20が同じ方向に回転する場合には、そのような処理液の流れに乱れが生じることを抑制できるのである。処理液の乱れが増大すると、処理液が跳ねて意図しない部材に付着し得るところ、そのような事態の発生を抑制または回避できる。
 なお図3および図4の例では、リング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させるべく、変速機構40の歯車部42は一つの外歯車421を備えていた。しかるに、変速機構40は外歯車41と内歯車43との間において互いに直列に噛み合う奇数個の外歯車421を備えていてもよい。これによっても、リング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させことができる。
 <基板処理装置100A>
 上述の例では、基板処理装置100は1種類の処理液を基板Wに供給したが、必ずしもこれに限らない。基板処理装置100は複数種類の処理液を順次に基板Wに供給することで、基板Wに対して複数種類の処理を順次に行ってもよい。
 図8は、基板処理装置100Aの構成の一例を示す図である。基板処理装置100Aは処理液供給部80の内部構成および変速機構40の内部構成という点で基板処理装置100と相違する。基板処理装置100Aの処理液供給部80はノズル81と配管82,86と開閉弁83,87と流量調整弁84,88を備えている。
 配管86の一端は配管82に連結されており、他端は処理液供給源89に接続されている。より具体的には、配管86の一端は開閉弁83および流量調整弁84の下流側で配管82に連結されている。処理液供給源89は処理液供給源85とは異なる処理液を配管86の他端に供給する。開閉弁87は配管86の途中に設けられており、この開閉弁87が開くことにより、処理液供給源89からの処理液が配管86,82の内部を流れてノズル81の吐出口81aから吐出される。また、開閉弁87が閉じることにより、ノズル81の吐出口81aからの処理液の吐出が停止される。開閉弁87の開閉は制御部50によって制御される。流量調整弁88は配管86の途中に設けられている。流量調整弁88は配管86の内部を流れる処理液の流量を制御する。流量調整弁88の開度は制御部50によって制御される。
 制御部50は開閉弁83を開いて開閉弁87を閉じることにより、処理液供給源85からの処理液(以下、第1処理液と呼ぶ)をノズル81の吐出口81aから吐出することができ、開閉弁83を閉じて開閉弁87を開くことにより、処理液供給源89からの処理液(以下、第2処理液と呼ぶ)をノズル81の吐出口81aから吐出することができる。
 なお図8の例では、第1処理液および第2処理液に対して共通して一つのノズル81が用いられているものの、第1処理液および第2処理液に対して個別に2つのノズルが用いられてもよい。つまり第1処理液を吐出する第1ノズル81と第2処理液を吐出する第2ノズル81が設けられてもよい。この場合、配管86の他端は第2ノズル81に連結される。
 制御部50は第1処理液を基板Wへと供給する際には、回転機構30を制御して保持部材10を保持速度V11で回転させ、第2処理液を基板Wへと供給する際には、回転機構30を制御して保持部材10を保持速度V12で回転させる。保持速度V11,V12としては、それぞれ第1処理液および第2処理液を用いた処理にとって適した値が採用される。ここでは一例として、保持速度V11は保持速度V12よりも高い。例えば、保持速度V11は1000[rpm]程度であり、保持速度V12は500[rpm]程度である。
 保持速度V11が保持速度V12よりも高いので、基板Wの周縁から飛散する処理液の流速は、第1処理液を用いた処理時の方が第2処理液を用いた処理時よりも高い。よってリング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を十分に低減するためには、第1処理を用いた処理時の方が第2処理を用いた処理時に比べて、リング部材20によってより大幅に処理液の流速を低減させることが望ましい。つまり、保持部材10の保持速度が高い場合には、保持部材10の保持速度が低い場合に比べて、リング部材20による処理液の流速の低減量を増大させることが望ましい。
 <変速機構:可変の回転方向>
 そこで、変速機構40はリング部材20の回転方向を保持部材10の保持速度の高低に応じて変化させてもよい。図8の例では、基板処理装置100Aが有する変速機構40として変速機構40Bが示されている。図9および図10は、変速機構40Bの構成の一例を概略的に示す断面図である。
 変速機構40Bは保持部材10の回転方向に対して可変の回転方向でリング部材20を回転させる。より具体的には、図9および図10の例では、変速機構40Bは外歯車41と歯車部42A,42Bと内歯車43と、歯車部42A,42Bをそれぞれ移動させる移動機構45A,45Bとを備えている。
 歯車部42A,42Bのいずれもが平面視において外歯車41と内歯車43との間に設けられている。つまり、歯車部42A,42Bは回転軸Q1についての周方向において互いに異なる位置に設けられている。図9および図10の例では、歯車部42A,42Bは回転軸Q1に対して互いに反対側に設けられている。
 移動機構45A,45Bは例えばエアシリンダまたは一軸ステージなどを有しており、制御部50によって制御される。移動機構45Aは歯車部42Aを、外歯車41と内歯車43との間の位置(以下、第1噛合位置と呼ぶ)、および、外歯車41と内歯車43との間から下方に退いた位置(以下、第1退避位置と呼ぶ)の間で移動させる。歯車部42Aは第1噛合位置において外歯車41および内歯車43と噛み合っている。よって、歯車部42Aは噛合状態において外歯車41の回転に基づいて内歯車43を回転させる。
 歯車部42Bおよび移動機構45Bも同様である。具体的には、移動機構45Bは歯車部42Bを、外歯車41と内歯車43との間の位置(以下、第2噛合位置と呼ぶ)、および、外歯車41と内歯車43との間から下方に退いた位置(以下、第2退避位置と呼ぶ)の間で移動させる。歯車部42Bは第2噛合位置において外歯車41および内歯車43と噛み合っている。よって、歯車部42Bは噛合状態において外歯車41の回転に基づいて内歯車43を回転させる。
 図9および図10の例では、移動機構45A,45Bはそれぞれ歯車部42A,42Bを鉛直方向に沿って移動させるので、移動機構45A,45Bは昇降機構である、とも言える。
 制御部50は移動機構45A,45Bを制御して歯車部42A,42Bの一方を外歯車41と内歯車43との間に位置させ、他方を外歯車41および内歯車43の間から下方へと退避させる。これにより、歯車部42A,42Bの一方を内歯車43の回転(つまりリング部材20の回転)に寄与させることができる。
 図9および図10の例では、歯車部42Aは上述の外歯車421とシャフト44とを有している。シャフト44はその中心軸が回転軸Q2に沿う姿勢で配置されている。外歯車421はこのシャフト44に対して回転可能に連結される。移動機構45Aはシャフト44を昇降させることにより、シャフト44に回転可能に固定された外歯車421を昇降させる。移動機構45Aはシャフト44の下端に連結されている。
 図9および図10の例では、歯車部42Bは上述の外歯車422a,422bとシャフト44a,44bと連結部材441とを有している。シャフト44a,44bはそれぞれの中心軸が回転軸Q2a,Q2bに沿う姿勢で配置されている。外歯車422a,422bはそれぞれシャフト44a,44bに対して回転可能に連結される。外歯車422a,422bは互いに噛み合っている。移動機構45Bはシャフト44a,44bを昇降させることにより、外歯車422a,422bを昇降させる。図9および図10の例では、シャフト44a,44bは連結部材441によって互いに連結されており、その連結部材441が移動機構45Bに連結されている。
 図9に例示するように、移動機構45Aが歯車部42Aを第1退避位置に移動させ、移動機構45Bが歯車部42Bを第2噛合位置に移動させることにより、外歯車422a,422bを回転力伝達用の遊び歯車として機能させることができる。このとき、変速機構40Bはモータ31の回転に伴って、保持部材10と同じ方向にリング部材20を回転させる。
 一方で、図10に例示するように、移動機構45Aが歯車部42Aを第1噛合位置に移動させ、移動機構45Bが歯車部42Bを第2退避位置に移動させることにより、外歯車421を回転力伝達用の遊び歯車として機能させることができる。このとき、変速機構40Bはモータ31の回転に伴って、保持部材10と反対方向にリング部材20を回転させる。
 なお歯車部42A,42Bの切り替えは、モータ31が外歯車41を所定の回転位置で停止させた状態で行うとよい。言い換えれば、所定の回転位置とは歯車部42A,42Bをそれぞれ噛合位置に移動可能な位置である。
 図11は、第1処理液を用いた処理時における基板処理装置100Aの動作の一例を示している。ここでは、基板Wは保持部材10によって保持されている。ステップS11にて、制御部50は保持部材10を保持速度V11で回転させつつ、リング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させる。より具体的には、制御部50は保持部材10の回転に先立って移動機構45A,45Bを制御して、歯車部42Aを第1噛合位置に移動させつつ、歯車部42Bを第2退避位置に移動させる。次に制御部50はモータ31を保持速度V11で回転させる。
 次にステップS12にて、制御部50は開閉弁83を開いて開閉弁87を閉じることにより、第1処理液を基板Wに供給する。第1処理液は基板Wの表面を流れた後にリング部材20の上面20aを流れてカップ60側へと飛散する。
 次にステップS13にて、制御部50は終了条件が成立したか否かを判断する。例えば制御部50はステップS13からの経過時間が第2所定時間よりも長いか否かを判断し、肯定的な判断がなされたときに、終了条件が成立したと判断してもよい。終了条件が成立していないと判断したときには、制御部50は再びステップS13を実行する。終了条件が成立したときには、ステップS14にて、制御部50は開閉弁83を閉じて第1処理液の供給を終了する。次にステップS15にて、制御部50は保持部材10およびリング部材20の回転を停止させる。具体的には、制御部50はモータ31の回転を停止する。
 図12は、第2処理液を用いた処理時における基板処理装置100Aの動作の一例を示している。ここでは、基板Wは保持部材10によって保持されている。ステップS21にて、制御部50は保持部材10を保持速度V12で回転させつつ、リング部材20を保持部材10と同じ方向に回転させる。具体的には、制御部50は保持部材10の回転に先立って移動機構45A,45Bを制御して、歯車部42Bを第2噛合位置に移動させ、歯車部42Aを第1退避位置に移動させる。次に制御部50はモータ31を保持速度V12で回転させる。保持速度V12は保持速度V11よりも低い。
 次にステップS22にて、制御部50は開閉弁83を閉じて開閉弁87を開くことにより、第2処理液を基板Wに供給する。第2処理液は基板Wの表面を流れた後にリング部材20の上面20aを流れてカップ60側へと飛散する。
 次にステップS23にて、制御部50は終了条件が成立したか否かを判断する。例えば制御部50はステップS23からの経過時間が第3所定時間よりも長いか否かを判断し、肯定的な判断がなされたときに、終了条件が成立したと判断してもよい。終了条件が成立していないと判断したときには、制御部50は再びステップS23を実行する。終了条件が成立したときには、ステップS24にて、制御部50は開閉弁87を閉じて第2処理液の供給を終了する。次にステップS25にて、制御部50は保持部材10およびリング部材20の回転を停止させる。具体的には、制御部50はモータ31の回転を停止する。
 以上のように、比較的高い保持速度V11で基板Wを回転させながら基板Wに対して第1処理液を供給する場合には、リング部材20を保持部材10と反対方向に回転させる(図11)。よって保持部材10とリング部材20とが一体で回転する場合に比して、リング部材20の外周縁から飛散する第1処理液の流速をより大幅に低減することができる。これにより、リング部材20の外周縁から飛散する第1処理液の流速を適切な値以下に低減できる。ひいては、基板Wへの処理液の再付着を適切に抑制できる。
 一方で、比較的低い保持速度V12で基板Wを回転させながら基板Wに対して第2処理液を供給する場合には、リング部材20を保持部材10と同じ方向に回転させる(図12)。したがって、保持部材10とリング部材20とが一体で回転する場合に比して、リング部材20の外周縁から飛散する第2処理液の流速をより小幅で低減することができる。
 さて、リング部材20の上面20aを流れる処理液の流速が低くなりすぎると、処理液がリング部材20の上面20aの上で溜まる場合がある。保持部材10が比較的低い保持速度V12で回転する場合には、リング部材20に流れ込む第2処理液の流速は比較的低いので、リング部材20において第2処理液の流速を大幅に低減すると、例えば第2処理液の供給を停止した後に、第2処理液がリング部材20の上面20aの上に溜まる可能性がある。この可能性は、保持速度V12が低いほど高くなる。
 これに対して、基板処理装置100Aにおいては、保持部材10が比較的低い保持速度V12で回転する場合には、リング部材20は保持部材10と同じ方向に回転するので、リング部材20は第2処理液の流速をより小幅に低減する。よって、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速が低くなりすぎることを抑制できる。つまり、処理液を上面20aからカップ60側に適切に飛散させることができ、リング部材20の上面20aの上に処理液が溜まることを抑制できる。
 <変速機構:可変の速度比>
 上述の例では、変速機構40Bは保持部材10に対して可変の回転方向でリング部材20を回転させた。しかしながら、変速機構40は保持部材10に対して可変の速度比でリング部材20を回転させてもよい。
 図13は、変速機構40Cの構成の一例を概略的に示す断面図である。変速機構40Cは保持部材10の回転速度に対して可変の速度比でリング部材20を回転させる。図13の例では、変速機構40Bは複数の遊星歯車部4と、遊星キャリア46と、複数の遊星歯車部4の一つを選択的に機能させる選択部5とを備えている。
 遊星キャリア46は板状の形状を有しており、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で配置される。遊星キャリア46はシャフト32に対して回転可能に連結されるとともに、リング部材20の下面に連結されている。
 各遊星歯車部4は外歯車41,421と内歯車43とを備えている。図13の例では、遊星歯車部4として2つの遊星歯車部4A,4Bが設けられている。以下では、外歯車41,421および内歯車43の符号の末尾に「A」,「B」を付記して説明する。例えば外歯車41A,421Aおよび内歯車43Aはそれぞれ遊星歯車部4Aに属する外歯車41,421および内歯車43である。遊星歯車部4Bについても同様である。
 外歯車41A,41Bは鉛直方向において互いに異なる位置でシャフト32に連結されている。図13の例では、外歯車41A,41Bは遊星キャリア46よりも下方でシャフト32に連結されている。この外歯車41A,41Bはシャフト32の回転に伴って回転する。
 内歯車43A,43Bは既述の内歯車43と同様に、それぞれ外歯車41A,41Bに対して回転軸Q1についての径方向で間隔を隔てて対向するように、配置されている。但し、内歯車43A,43Bはリング部材20と連結されていない。内歯車43A,43Bは回転軸Q1の周りで回転可能となるように、筐体70に対して固定されている。
 外歯車421Aは外歯車41Aと内歯車43Aとの間に配置され、外歯車421Bは外歯車41Bと内歯車43Bとの間に配置されている。外歯車421A,421Bは遊星キャリア46に対して回転可能に固定されている。図13の例では、遊星キャリア46にはシャフト44が取り付けられている。シャフト44は遊星キャリア46の下面から鉛直下方に沿って延在している。外歯車421A,421Bはシャフト44に対して回転可能に連結されている。
 選択部5は、複数の遊星歯車部4の内歯車43のいずれか一つを回転不能に保持し、他の内歯車43を自由回転させる。例えば選択部5は、各内歯車43の一部を鉛直方向に挟む把持部51と、把持部51による内歯車43の把持/解放を切り替える切替機構52とを備えている。把持部51が内歯車43を鉛直方向に把持することで、内歯車43が回転不能に保持される。一方で、把持部51が内歯車43を解放することで、内歯車43は回転軸Q1の周りで自由に回転する。なおここでいう解放とは、把持部51が内歯車43を把持しておらず、内歯車43と離間する状態を示す。
 把持部51は、鉛直方向において内歯車43を挟む一対の板部を有している。切替機構52は当該一対の板部の間の間隔を調整する。例えば切替機構52はボールねじ機構などを有している。切替機構52は制御部50によって制御される。図13の例では、2つの遊星歯車部4A,4Bが設けられているので、把持部51として2つの把持部51A,51Bが設けられ、切替機構52として2つの切替機構52A,52Bが設けられている。
 切替機構52Aが把持部51Aに内歯車43Aを把持させ、切替機構52Bが把持部51Bに内歯車43Bを解放させることにより、遊星歯車部4Aがリング部材20を回転させる。以下、具体的に説明する。
 遊星歯車部4Aでは、モータ31の回転に伴って外歯車41Aが回転し、この外歯車41Aの回転に応じて外歯車421Aが回転しながら公転する。遊星キャリア46は回転軸Q1の周りを外歯車421Aの公転速度と同じ速度で回転し、リング部材20を当該速度(リング速度)で回転させる。リング部材20のリング速度は、外歯車41Aおよび内歯車43Aの歯数Z1A,Z3Aに応じた速度比と、保持部材10の保持速度とによって決まる。具体的には、リング部材20のリング速度V2は、Z1A/(Z1A+Z3A)で表される速度比と保持部材10の保持速度V1との積である。この速度比は1よりも小さいので、リング部材20のリング速度V2は保持部材10の保持速度V1よりも低い。
 このとき遊星歯車部4Bでは、外歯車421Bおよび内歯車43Bは自由回転する。よって、外歯車421Bは遊星キャリア46の回転に伴って公転しつつ、外歯車41Bおよび遊星キャリア46の回転に伴って回転し、内歯車43Bは外歯車421Bの回転および公転に伴って回転する。よってこのとき、遊星歯車部4Bはリング部材20の回転には寄与しない。
 一方で、把持部51Aが内歯車43Aを解放し、把持部51Bが内歯車43Bを把持することにより、遊星歯車部4Bがリング部材20を回転させる。このとき遊星歯車部4Aはリング部材20の回転には寄与しない。
 リング部材20のリング速度V2は、外歯車41Bの歯数Z1Bおよび内歯車43Bの歯数Z3Bに応じた速度比(=Z1B/(Z1B+Z3B))と保持部材10の保持速度V1との積である。この速度比も1より小さいので、リング部材20のリング速度V2は保持部材10の保持速度V1よりも低い。
 複数の遊星歯車部4における速度比は互いに相違する。つまり、遊星歯車部4Aにおける速度比(=Z1A/(Z1A+Z3A))は遊星歯車部4Bにおける第1速度比(=Z1B/(Z1B+Z3B))と相違する。例えば遊星歯車部4Aにおける第2速度比は遊星歯車部4Bにおける速度比よりも低い。
 このような基板処理装置100において、制御部50は回転機構30を制御して、保持速度V11で保持部材10を回転させるときには、第1速度比でリング部材20を回転させ、保持速度V11よりも低い保持速度V12で保持部材10を回転させるときには、第1速度比よりも高い第2速度比でリング部材20を回転させる。以下、具体的について述べる。
 図14は、第1処理液を用いた処理時における基板処理装置100Aの動作の一例を示している。ここでは、基板Wは保持部材10によって保持されている。ステップS31にて、制御部50は保持部材10を保持速度V11で回転させつつ、リング部材20をリング速度V21で回転させる。具体的には、制御部50はモータ31の回転に先立って、選択部5に遊星歯車部4Aを選択させる。つまり、制御部50は切替機構52A,52Bを制御して、把持部51Aに遊星歯車部4Aの内歯車43Aを把持させ、把持部51Bに遊星歯車部4Bの内歯車43Bを解放させる。次に制御部50はモータ31を保持速度V11で回転させる。これによれば、比較的低い第1速度比でリング部材20を回転させることができる。例えば、保持速度V11は1000「rpm」程度であり、第1速度比が0.2である場合、リング速度V21は200[rpm]程度である。
 次に制御部50はステップS32~S35を実行する。ステップS32~S35はステップS12~S15とそれぞれ同一である。
 図15は、第2処理液を用いた処理時における基板処理装置100Aの動作の一例を示している。ここでは、基板Wは保持部材10によって保持されている。ステップS41にて、制御部50は保持部材10を保持速度V12で回転させつつ、リング部材20をリング速度V22で回転させる。具体的には、制御部50はモータ31の回転に先立って、選択部5に遊星歯車部4Bを選択させる。つまり、制御部50は切替機構52A,52Bを制御して、把持部51Aに内歯車43Aを解放させ、把持部51Bに内歯車43Bを保持させる。次に制御部50はモータ31を保持速度V12で回転させる。これによれば、比較的高い第2速度比でリング部材20を回転させることができる。例えば、保持速度V12は200「rpm」程度であり、第2速度比が0.4である場合には、リング速度V22は50[rpm]程度である。
 次に制御部50はステップS42~S45を実行する。ステップS42~S45はそれぞれステップS22~S25と同一である。
 以上のように、比較的高い保持速度V11で基板Wを回転させながら基板Wに対して第1処理液を供給する場合には、リング部材20を保持速度V11に対して比較的低い第1速度比で回転させる(図14)。よって、保持部材10とリング部材20とが一体で回転する場合に比して、処理液の流速をより大幅に低減させることができる。これにより、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を適切な値以下に低減でき、基板Wへの処理液の再付着を適切に抑制できる。
 一方で、比較的低い保持速度V12で基板Wを回転させながら基板Wに対して第2処理液を供給する場合には、リング部材20を保持速度V12に対して比較的高い第2速度比で回転させる(図15)。よって、保持部材10とリング部材20とが一体で回転する場合に比して、処理液の流速をより小幅で低減させることができる。したがって、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速が低くなりすぎることを抑制できる。つまり、処理液をリング部材20の外周縁からカップ60側に適切に飛散させることができ、リング部材20の上面20aの上に処理液が溜まることを抑制できる。
 <回転機構:独立制御>
 上述の例では、回転機構30は変速機構40を備えていた。変速機構40は保持部材10の回転に基づいてリング部材20を回転させるので、リング部材20のリング速度は保持部材10の保持速度に依存していた。しかしながら、必ずしもこれに限らない。回転機構30は保持部材10およびリング部材20の回転を独立して制御可能であってもよい。
 図16は、基板保持装置1Aの構成の一例を概略的に示す図である。基板保持装置1Aは回転機構30の内部構成という点で図3の基板保持装置1と相違する。図16では、基板保持装置1Aが有する回転機構30として回転機構30Aが示されている。この回転機構30Aは保持部材10を回転させるモータ31と、リング部材20を回転させるモータ33とを備えている。より具体的に図16の例では、回転機構30Aはシャフト32,34と外歯車35と内歯車36とを更に備えている。
 シャフト32はモータ31と保持部材10とに連結されている。モータ31は制御部50によって制御され、シャフト32を回転させることで保持部材10を回転させる。
 内歯車36はリング状の形状を有しており、その中心軸が回転軸Q1に沿う姿勢で配置されている。内歯車36はリング部材20の下面に連結されており、その内周面には複数の歯が回転軸Q1についての周方向に沿って並んで形成されている。これらの歯は回転軸Q1についての径方向内側に突出している。内歯車36は内歯車43と同様にリング部材20と同じ材料で一体に形成されていてもよい。
 外歯車35はその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で配置されている。外歯車35は回転軸Q2の周りで回転可能に配置される。外歯車35の外周面には、回転軸Q2についての周方向に沿って複数の歯が並んで形成されている。これらの歯は回転軸Q2についての径方向外側に向かって突出している。外歯車35は内歯車36と噛み合う位置に配置されている。
 シャフト34は鉛直方向に沿って延在する円柱形状を有しており、その中心軸が回転軸Q2に沿う姿勢で配置されている。シャフト34は外歯車35およびモータ33に連結されている。
 モータ33は制御部50によって制御される。モータ33がシャフト34を回転軸Q2の周りで回転させることにより、外歯車35が回転軸Q2の周りで回転する。内歯車36は外歯車35の回転に伴って回転軸Q1の周りで回転するので、内歯車36に連結されるリング部材20も回転軸Q2の周りで回転する。
 以上のように、回転機構30Aは、保持部材10を回転させるモータ31と、リング部材20を回転させるモータ33とを備えているので、保持部材10およびリング部材20の回転を互いに独立して制御することができる。
 例えば制御部50はモータ31,33を制御して、保持部材10の保持速度よりも低いリング速度でリング部材20を回転させることができる。これによれば、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を低減することができる。よって、処理液の基板Wへの再付着を抑制することができる。
 また制御部50はモータ31,33を制御して、リング部材20を保持部材10と同じ方向に回転させてもよい。これによれば、変速機構40Aと同様に、リング部材20の上面20a上において、処理液の流れに乱れが生じにくい。
 また制御部50はモータ31,33を制御して、リング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させてもよい。これによれば、変速機構40と同様に、リング部材20から外側に飛散する処理液の流速を更に低減することができる。よって、処理液の基板Wへの再付着を更に抑制することができる。
 また制御部50はモータ31,33を制御して、保持部材10およびリング部材20の回転を互いに独立して制御することができるので、保持部材10の保持速度とリング部材20のリング速度との速度比を任意に制御することができる。
 そこで、制御部50はモータ31,33を制御して、保持部材10を保持速度V11で回転させる場合には第1度比でリング部材20を回転させ、保持部材10を保持速度V11よりも低い保持速度V12で回転させる場合には、第1速度比よりも高い第2速度比でリング部材20を回転させてもよい。これによれば、変速機構40Cと同様に、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を適切に制御することができ、基板Wへの処理液の再付着およびリング部材20上の処理液の溜まりを抑制することができる。
 また制御部50はモータ31,33を制御して、保持部材10およびリング部材20の回転方向を任意に制御することができる。そこで、制御部50は保持部材10を保持速度V11で回転させる場合にはリング部材20を保持部材10とは反対方向に回転させ、保持部材10を保持速度V11よりも低い保持速度V12で回転させる場合には、リング部材20を保持部材10と同じ方向に回転させてもよい。これによれば、変速機構40Bと同様に、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を適切に制御することができる。よって、基板Wへの処理液の再付着およびリング部材20上の処理液の溜まりを抑制することができる。
 <保持部材およびリング部材の回転速度の大小関係>
 上述の例では、回転機構30は保持部材10の保持速度よりも低いリング速度でリング部材20を回転させた。しかしながら、必ずしもこれに限らない。保持部材10の保持速度が非常に低い場合に、これよりも遅くリング部材20を回転させると、リング部材20の上面20aの上で処理液が溜まる可能性が高まる。よって、保持部材10の保持速度が非常に低い場合には、リング部材20のリング速度を保持部材10の保持速度よりも高く制御してもよい。これにより、リング部材20の上面20a上において処理液により大きな遠心力を作用させて、処理液をリング部材20の外側に飛散させることができる。よって処理液がリング部材20の上面20aの上に溜まることを抑制できる。
 要するに、回転機構30は保持部材10とは異なる回転速度および/または異なる回転方向にリング部材20を回転させればよい。これにより、保持部材10の回転とは別のリング部材20の回転により、処理液の流速を調整することができるのである。
 <保持部材の回転速度に応じた速度比の変更>
 例えば制御部50は、保持部材10の保持速度V1が第1基準値よりも高いときには、保持速度V1に対して1よりも低い第1速度比でリング部材20を回転させ、保持部材10の保持速度V1が第1基準値よりも低く第2基準値よりも高いときには、保持速度V1に対して第1速度比よりも高い第2速度比でリング部材20を回転させ、保持部材10の保持速度V1が第2基準値よりも低いときには、保持速度V1に対して1よりも高い第3速度比でリング部材20を回転させてもよい。これにより、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速を所望の範囲に調整することができる。
 <流量>
 処理液の流量が小さい場合には、処理液の流量が大きい場合に比して、液はねによる基板Wへの処理液の再付着も、リング部材20の上面20aの上の液たまりも生じにくい。この流量は、その処理液を基板Wに作用させるのに適した値に設定される。なお流量は流量調整弁84等によって制御される。
 例えば、流量基準値よりも小さい流量である処理液を供給する場合には、制御部50は保持部材10の回転速度とリング部材20との回転速度を互いに等しく制御し、流量基準値よりも大きい流量で別の処理液を供給する場合には、制御部50は保持部材10の回転速度に応じて上記のように速度比を制御してもよい。
 <リング部材:上面>
 図17は、保持部材10およびリング部材20の構成の一例を概略的に示す断面図である。図17の例では、リング部材20の上面20aは水平面に対して傾斜している。より具体的には、リング部材20の上面20aは、その外周縁が内周縁よりも下方に位置するように、水平面に対して傾斜している。言い換えれば、リング部材20の上面20aは回転軸Q1についての径方向外側に向かうにしたがって筐体70の床面に近づくように傾斜している。
 リング部材20は、その上面20aのうち最も上方に位置する内周縁が基板Wの表面よりも下方に位置するように配置される。より具体的には、リング部材20の鉛直方向における位置は、上面20aの内周縁が基板Wの表面よりも下方であり、かつ、基板Wの表面から飛散する処理液がリング部材20の上面20aの上を流れるように設定される。図17の例では、当該内周縁の鉛直方向における位置がベース部材12の上面12aの鉛直方向における位置と同じになるように、リング部材20が設けられている。
 図17の例では、リング部材20の上面20aが上述のように傾斜しているので、処理液はリング部材20の上面20aを外周縁に向かって流れやすい。図17の例では、処理液の流れが模式的に太線の矢印で示されている。
 またこのリング部材20によれば、処理液はリング部材20の内周縁よりも低い位置の外周縁から外側に飛散する。つまり、処理液はより下方の位置からカップ60側へ飛散する。しかも、その飛散方向は水平方向から鉛直下方に傾斜する。よって、処理液はより下方となる位置でカップ60の内周面に衝突する。したがって、処理液がカップ60の内周面で跳ね返っても基板Wへ再付着しにくい。またカップ60の庇部62の内面に付着した処理液が液滴として落下し、リング部材20から飛散した処理液が、その落下中の液滴に衝突したとしても、処理液はより下方となる位置で液滴に衝突する。よって、処理液が当該液滴で跳ね返ったとしても、処理液は基板Wへ再付着しにくい。
 <リング部材:上面の質>
 リング部材20の上面20aは親水性を有していてもよい。ここでいう親水性とは、例えば接触角が30度以下であることをいう。例えばリング部材20は親水性材料(例えば石英など)によって形成されてもよい。この場合、リング部材20の上面20aも親水性を有する。
 あるいは、リング部材20の上面20aに親水化処理が施されてもよい。つまり、リング部材20の上面20aは親水性のコーティングを有していてもよい。この場合も、リング部材20の上面20aは親水性を有する。
 あるいは、例えばリング部材20が樹脂である場合、リング部材20の上面20aにプラズマまたは紫外線が照射されることにより、親水基がリング部材20の上面20aに付与されてもよい。この場合も、リング部材20の上面20aは親水性を有する。
 リング部材20の上面20aが親水性を有している場合には、処理液がリング部材20の上面20aに着液しても、その処理液はリング部材20で跳ねにくい。つまり、処理液をリング部材20の上面20aに沿って流しやすい。もし仮に処理液がリング部材20の上面20aから上方へ跳ねると、その跳ねた処理液がカップ60の内周面または落下中の液滴で更に跳ねて基板Wへと戻りやすくなる。リング部材20の上面20aが親水性を有していれば、処理液をリング部材20の上面20aに沿って流しやすいので、そのような基板Wへの再付着を抑制することができる。
 <保持部材とリング部材との対向面>
 保持部材10の側面10aとリング部材20の内周面20bとは、回転軸Q1についての径方向において隙間を隔てて対向している(図1も参照)。よって側面10aおよび内周面20bは対向面であるといえる。この保持部材10の側面10aおよびリング部材20の内周面20bの少なくともいずれか一方は、疎水性を有していてもよい。ここでいう疎水性とは、例えば接触角が30度以上であることをいう。
 例えば、保持部材10およびリング部材20の少なくともいずれか一方は疎水材料によって形成されてもよく、あるいは、保持部材10の側面10aおよびリング部材20の内周面20bの少なくともいずれか一方に疎水化処理(例えばフッ素加工など)が施されてもよい。言い換えれば、保持部材10の側面10aおよびリング部材20の内周面20bの少なくともいずれか一方は疎水性のコーティングを有していてもよい。
 これによれば、処理液が保持部材10の側面10aおよびリング部材20の内周面20bの少なくともいずれか一方において弾かれて、保持部材10とリング部材20との間の隙間に入り込みにくい。よって、回転機構30へ流出する処理液の量を低減することができる。
 なお保持部材10およびリング部材20の間の隙間はシールされていてもよい。これによれば、処理液が当該隙間に入り込むことを更に抑制または回避できる。
 <保護部材>
 図18は、基板保持装置1Bの構成の一例を概略的に示す断面図である。基板保持装置1Bは保護部材22の有無という点で図1の基板保持装置1と相違する。
 保護部材22は筒状の形状を有しており、その中心軸が鉛直方向に沿う姿勢で設けられている。この保護部材22は平面視においてリング部材20を囲むように設けられる。よって、リング部材20および回転機構30は保護部材22の内側に配置される。
 より具体的には、保護部材22は筒部材221と突起部222とを備えている。筒部材221は平面視においてリング部材20を囲む部材であり、例えば筐体70の床面に固定されている。よって、回転機構30は保護部材22の内部に配置される。
 筒部材221のうち上側部分の内周面には、鉛直方向において互いに異なる位置で複数の突起部222が形成されている。突起部222は回転軸Q1についての径方向内側に突出しており、回転軸Q1についての周方向に沿って延在する。例えば突起部222は筒部材221の内周面の全周に亘って延在する。
 図18の例では、回転機構30の側面(より具体的には、変速機構40の内歯車43の外周面)には、鉛直方向において互いに異なる位置で複数の突起部431が形成されている。突起部431は回転軸Q1についての径方向外側に突出しており、回転軸Q1についての周方向に沿って延在する。例えば突起部431は内歯車43の外周面の全周に沿って延在する。
 保護部材22の突起部222は鉛直方向において内歯車43の各突起部431とずれた位置に設けられている。保護部材22は、突起部222の一つが突起部431の間に入り込み、また逆に、突起部431の一つが突起部222の間に入り込むように、配置されている。図18の例では、保護部材22において2つの突起部222が設けられ、内歯車43において2つの突起部431が設けられている。図18の例では、2つの突起部222のうち下方に位置する突起部222が2つの突起部431の間に入り込み、2つの突起部431のうち上方に位置する突起部431が2つの突起部222の間に入り込んでいる。つまり突起部222,431は鉛直方向において互いに対向している。なお、保護部材22は内歯車43と離間しているので、内歯車43の回転を阻害しない。かかるリング部材20および保持部材22はいわゆるラビリンスシール構造を有している。
 これによれば、リング部材20の外周縁から飛散した処理液は、回転機構30(より具体的には内歯車43)と保護部材22との間の隙間を通過しにくい。よって、処理液が回転機構30へ流出することを抑制または回避できる。
 なお上述の例では、内歯車43の外周面に突起部431が設けられているものの、必ずしもこれに限らない。リング部材20の外周面に突起部が設けられ、この突起部が突起部222の間に入り込むように、保護部材22が配置されてもよい。
 <裏面処理>
 上述の例では、処理液供給部80は基板Wの表面に処理液を供給した。しかるに、基板Wの裏面に処理液を供給する処理液供給部が設けられてもよい。
 図19は、基板処理装置100Bの構成の一例を概略的に示す図である。この基板処理装置100Bは処理液供給部90および昇降機構24の有無という点で図1の基板処理装置100と相違する。
 処理液供給部90は基板Wの裏面に処理液を供給する。より具体的には、処理液供給部90はノズル91と配管92と開閉弁93と流量調整弁94とを備えている。ノズル91はその吐出口91aを上方に向けて配置される。配管92の一端はノズル91に連結されており、他端は処理液供給源95に連結される。
 図19の例では、モータ31は中空モータであって、鉛直方向に沿ってモータ31を貫通する貫通孔が形成されている。またシャフト32は筒状の形状を有している。つまりシャフト32には、自身を鉛直方向に沿って貫通する貫通孔が形成されている。また保持部材10(具体的にはベース部材12)にも、自身を鉛直方向に貫通する貫通孔が形成されている。モータ31、シャフト32および保持部材10に形成された貫通孔は互いに連通しており、全体として鉛直方向に沿って延在している。ノズル91および配管92の一部はモータ31、シャフト32および保持部材10を鉛直方向に沿って貫通しており、ノズル91の吐出口91aは基板Wの裏面に対向している。
 開閉弁93は配管92の途中に設けられている。この開閉弁93が開くことにより、処理液供給源95からの処理液は配管92の内部を流れてノズル91の吐出口91aから吐出される。また、開閉弁93が閉じることにより、ノズル91の吐出口91aからの処理液の吐出が停止される。流量調整弁94は配管92の途中に設けられている。流量調整弁94は配管92の内部を流れる処理液の流量を調整する。
 制御部50は、保持部材10を回転させた状態で開閉弁93を開く。これにより、ノズル91の吐出口91aから基板Wの裏面に供給された処理液は基板Wの回転に伴う遠心力を受けて回転軸Q1についての径方向外側に広がる。処理液は基板Wの裏面側の周縁から外側に流れ、続けてリング部材20の上面20aの上を流れる。
 さて、基板Wの裏面を流れる処理液は、基板Wの表面を流れる処理液に比べて、より下方の位置において基板Wの周縁から外側に流出する。そこで、リング部材20の基板Wに対する鉛直方向の位置を、処理液が流れる基板Wの対象面(表面または裏面)に応じて変更してもよい。
 そこで基板処理装置100Bには、昇降機構24が設けられる。昇降機構24は保持部材10に対してリング部材20を相対的に昇降させる。例えば昇降機構24はリング部材20と内歯車43との間に設けられる。昇降機構24は例えばエアシリンダまたは一軸ステージなどを有しており、リング部材20を昇降させる。この昇降機構24は制御部50によって制御される。
 制御部50は基板Wの表面に処理液を供給する場合には、昇降機構24を制御してリング部材20を次で説明する第1位置へ移動させる。即ち、第1位置はリング部材20の上面20aが鉛直方向において基板Wの表面よりも下方となる位置であって、基板Wの表面側の外周縁から飛散した処理液がリング部材20の上面20aを流れる位置である。第1位置としては、例えば基板Wの表面とベース部材12の上面12aとの間の位置を採用し得る。
 制御部50は基板Wの表面への処理液の供給時において、次のように動作する。即ち制御部50は、昇降機構24を制御してリング部材20を第1位置で停止させ、且つ、回転機構30に保持部材10およびリング部材20を回転させた状態で、処理液供給部80に基板Wの表面に処理液を供給させる。
 一方、基板Wの裏面に処理液を供給する場合には、制御部50は昇降機構24を制御してリング部材20を次で説明する第2位置へと移動させる。即ち、第2位置はリング部材20の上面20aがベース部材12の上面12aよりも下方となる位置であって、第1位置よりも下方の位置である。また第2位置は、基板Wの裏面側の外周縁から外側に流出した処理液がリング部材20の上面20aを流れる位置に設定される。第2位置は例えば第1位置よりも基板Wの厚みの分だけ低い位置である。
 制御部50は基板Wの裏面への処理液の供給時において、次のように動作する。即ち制御部50は、昇降機構24を制御してリング部材20を第2位置で停止させ、且つ、回転機構30に保持部材10およびリング部材20を回転させた状態で、処理液供給部90に基板Wの表面に処理液を供給させる。
 図20は、基板処理装置100Bの動作の一例を示すフローチャートである。図20の例では、基板Wの表面に対する表面処理に続けて裏面に対する裏面処理を行う場合の動作の一例が示されている。ここでは、基板Wが保持部材10に保持されている。まずステップS51にて、制御部50は昇降機構24を制御してリング部材20を第1位置に移動させる。次にステップS52にて、制御部50は表面処理を行う。具体的には、制御部50はモータ31を回転させるとともに、開閉弁83を開く。これにより、基板Wの表面の全面に処理液を供給することができる。そして制御部50は表面処理についての終了条件が成立したときに、開閉弁83を閉じて基板Wの表面への処理液の供給を終了する。この終了条件としては、例えば開閉弁83を開いた時点からの経過時間が第5所定時間を超えたことを採用できる。
 次にステップS53にて、制御部50は昇降機構24を制御してリング部材20を第2位置に移動させる。次にステップS54にて、制御部50は裏面処理を行う。より具体的には、制御部50はモータ31を回転させるとともに、開閉弁93を開く。これにより、基板Wの裏面の全面に処理液を供給することができる。そして制御部50は裏面処理についての終了条件が成立したときに、開閉弁93を閉じて基板Wの裏面への処理液の供給を終了する。次に、制御部50はモータ31の回転を停止する。この終了条件としては、例えば開閉弁93を開いた時点からの経過時間が第6所定時間を超えたことを採用できる。
 以上のように、基板処理装置100Bによれば、処理液がより上方の位置において基板Wの周縁から飛散するときには、保持部材10に対するリング部材20の鉛直方向における位置をより上方に設定している。
 さて、仮に表面処理におけるリング部材20の鉛直方向における位置として第2位置を採用した場合、基板Wの表面側の周縁から飛散した処理液はリング部材20の上面20aのうち径方向外側の領域に着液し得る。この場合、処理液はリング部材20の上面20aのうち内周縁から外周縁までの全体を流れるのではなく、上面20aの途中から外周縁までを流れる。この場合、リング部材20によって処理液に作用する力が小さくなり得る。
 これに対して、表面処理におけるリング部材20の位置として第2位置よりも上方の第1位置を採用することにより、基板Wの表面側の周縁から飛散した処理液を、リング部材20の上面20aの例えば内周縁から外周縁まで適切に流すことができる。したがって、リング部材20によって処理液に作用する力を向上でき、処理液の流速を適切に制御することができる。
 一方で、裏面処理においてはリング部材20の位置として第2位置を採用している。もし仮に裏面処理におけるリング部材20の位置として第1位置を採用した場合、基板Wの裏面側の周縁から外側に流出した処理液はリング部材20の内周面に衝突し得る。
 これに対して、リング部材20の位置として第2位置を採用することにより、基板Wの裏面側の周縁から外側に流出した処理液をリング部材20の上面20aの内周縁から外周縁まで適切に流すことができる。よって、処理液の流速を適切に制御することができる。
 <リング部材20の上面の位置>
 図21は、基板処理装置100Cの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置100Cの構成は基板処理装置100と同一である。ただし基板処理装置100Cにおいては、基板処理時において基板Wの周縁から飛散した処理液がベース部材12の上面12aを流れる程度に、ベース部材12の上面12aは平面視において基板Wの周縁よりも外側に広がっている。言い換えれば、基板Wの周縁から飛散した処理液がベース部材12の上面12aを流れる程度に、ベース部材12の外周面の径が基板Wの径よりも広い。
 基板処理時においてベース部材12は基板Wと同期回転するので、ベース部材12の上面12aの上を流れる処理液はベース部材12の回転に伴う遠心力を受けて広がって、ベース部材12の上面12aの周縁から外側に飛散する。
 この場合、リング部材20の上面20aはベース部材12の上面12aと同じ高さ又は上面12aよりも下方に位置するように、リング部材20が配置される。具体的には、ベース部材12の上面12aの周縁から飛散した処理液がリング部材20の上面20aの上を流れる高さ位置にリング部材20が配置される。
 このような基板処理装置100Cにおいて、基板Wの周縁から飛散した処理液がベース部材12の上面12aおよびリング部材20の上面20aの上をこの順で流れる。処理液がリング部材20の上面20aの上を流れるので、リング部材20の外周縁から飛散する処理液の流速をリング部材20の回転により適切に制御することができる。
 以上のように、基板保持装置および基板処理装置は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない多数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 1 基板保持装置
 5 選択部
 10 保持部材
 20 リング部材
 22 保護部材
 24 昇降機構
 30 回転機構
 31 モータ
 32 シャフト
 40,40A~40C 変速機構
 41 外歯車
 42,42A 第1歯車部(歯車部)
 421 第2歯車(外歯車)
 422,422a,422b 第1歯車(外歯車)
 42B 第2歯車部(歯車部)
 43 内歯車
 45,45A,45B 移動機構
 50 制御手段(制御部)
 80 第1処理液供給手段(処理液供給部)
 90 第2処理液供給手段(処理液供給部)
 222 第2突起部(突起部)
 431 第1突起部(突起部)
 W 基板

Claims (16)

  1.  基板に処理液を供給する基板処理装置に用いられる基板保持装置であって、
     基板を水平姿勢で保持する保持部材と、
     前記保持部材に保持された基板の周縁を平面視において囲むリング形状を有し、前記リング形状の上面が前記基板の表面と同じ高さ又は前記基板の表面よりも下方に位置するリング部材と、
     前記保持部材に保持された基板を通り鉛直方向に沿う軸を回転軸として、前記保持部材と前記リング部材とを互いに異なる回転速度で、および/または、互いに異なる回転方向に回転させる回転機構と
    を備える、基板保持装置。
  2.  請求項1に記載の基板保持装置であって、
     前記回転機構は、
     モータと、
     前記モータおよび前記保持部材を連結するシャフトと、
     前記シャフトと前記リング部材とを相対的に回転可能に連結し、前記シャフトの回転速度に対して速度比で前記リング部材を回転させる変速機構と
    を備える、基板保持装置。
  3.  請求項2に記載の基板保持装置であって、
     前記変速機構は、
     前記シャフトに連結されて前記シャフトとともに回転する外歯車と、
     前記リング部材に連結された内歯車と、
     前記外歯車と前記内歯車との間に設けられる少なくとも一つの第1歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って前記内歯車を回転させる第1歯車部と
    を備える、基板保持装置。
  4.  請求項3に記載の基板保持装置であって、
     前記少なくとも一つの第1歯車は偶数個の第1歯車を有しており、
     前記偶数個の第1歯車は互いに直列に噛み合っており、前記外歯車の回転に伴って回転して前記内歯車を回転させる、基板保持装置。
  5.  請求項3に記載の基板保持装置であって、
     前記第1歯車部は奇数個の第1歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って回転して前記内歯車を回転させる、基板保持装置。
  6.  請求項4に記載の基板保持装置であって、
     前記外歯車と前記内歯車との間に設けられ、互いに直列に噛み合う奇数個の第2歯車を有しており、前記外歯車の回転に伴って前記内歯車を回転させる第2歯車部と、
     前記第1歯車部を、前記外歯車と前記内歯車との間の第1噛合位置と、前記外歯車と前記内歯車との間から退避した第1退避位置との間で移動させつつ、前記第2歯車部を、前記外歯車と前記内歯車との間の第2噛合位置と、前記外歯車と前記内歯車との間から退避した第2退避位置との間で移動させる移動機構と
    を備える、基板保持装置。
  7.  請求項1に記載の基板保持装置であって、
     前記回転機構は、
     前記保持部材を回転させる第1モータと、
     前記リング部材を回転させる第2モータと
    を備える、基板保持装置。
  8.  請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の基板保持装置であって、
     前記回転機構は前記保持部材の回転速度に対して可変の速度比で前記リング部材を回転させる、基板保持装置。
  9.  請求項8に記載の基板保持装置であって、
     前記回転機構は、
     前記保持部材を第1保持速度で回転させるときには、前記リング部材を第1リング速度で回転させ、
     前記保持部材を前記第1保持速度よりも低い第2保持速度で回転させるときには、前記リング部材を第2リング速度で回転させ、
     前記第1保持速度に対する前記第1リング速度の第1速度比は、前記第2保持速度に対する前記第2リング速度の第2速度比よりも小さい、基板保持装置。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか一つに記載の基板保持装置であって、
     前記リング部材の前記上面は、前記上面の外周縁が前記上面の内周縁よりも下方に位置するように水平面に対して傾斜している、基板保持装置。
  11.  請求項1から請求項10のいずれか一つに記載の基板保持装置であって、
     前記リング部材の前記上面は親水性を有する、基板保持装置。
  12.  請求項1から請求項11のいずれか一つに記載の基板保持装置であって、
     前記保持部材と前記リング部材との互いに対向する対向面の少なくともいずれか一方は疎水性を有する、基板保持装置。
  13.  請求項12に記載の基板保持装置であって、
     前記リング部材の前記対向面たる内周面は疎水性を有する、基板保持装置。
  14.  請求項1から請求項13のいずれか一つに記載の基板保持装置であって、
     前記保持部材に対して相対的に前記リング部材を昇降させる昇降機構を更に備える、基板保持装置。
  15.  請求項14に記載の基板保持装置と、
     前記保持部材に保持された基板の表面に処理液を供給する第1処理液供給手段と、
     前記保持部材に保持された基板の裏面に処理液を供給する第2処理液供給手段と、
     (i)前記昇降機構を制御して前記リング部材を当該基板の表面よりも下方の第1位置で停止させ、且つ、前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記第1処理液供給手段に処理液を供給させ、(ii)前記昇降機構を制御して前記リング部材を前記第1位置よりも前記基板の厚みの分だけ下方の第2位置で停止させ、且つ、前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記第2処理液供給手段に処理液を供給させる制御手段と
    を備える、基板処理装置。
  16.  請求項1から請求項14のいずれか一つに記載の基板保持装置と、
     前記保持部材に保持された基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段と、
     前記回転機構に前記保持部材および前記リング部材を回転させた状態で、前記処理液供給手段に処理液を供給させて基板処理を行う制御手段と
    を備え、
     前記保持部材は前記基板の裏面と対向する上面を有しており、
     平面視において前記保持部材の上面は基板の周縁よりも外側に広がっており、
     前記リング部材の上面の高さ位置は前記保持部材の上面と同じ又は前記保持部材の上面よりも低く、
     前記基板処理において、基板の周縁から飛散した処理液は前記保持部材の上面および前記リング部材の上面をこの順で流れる、基板処理装置。
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