特開 2023-67145 基板処理装置、および動作状態監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067145

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】基板処理装置、および動作状態監視方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230509BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178153

(22)【出願日】2021-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】福島 賢治

【テーマコード（参考）】

5F131

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA22

5F131BA12

5F131BA37

5F131CA06

5F131CA12

5F131CA32

5F131CA69

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA06

5F131EA24

5F131EB31

5F131EB32

5F131EB34

5F131EB37

5F131EB38

5F131EB55

5F131EB57

5F131EB58

5F131JA24

5F131KA16

5F131KA49

5F131KA62

5F131KA63

5F131KA72

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB45

5F157AA09

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157CF02

5F157CF42

5F157DA21

5F157DB38

5F157DB51

(57)【要約】      （修正有）

【課題】把持部の動作状態を安定して確認する基板処理装置及び動作状態監視方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗの周縁を複数の位置で把持して基板を保持可能な保持部と、保持部を回転させる回転部と、保持部及び回転部を制御する制御部と、を備える。保持部は、回転部によって回転させられる回転盤２１と、回転盤とともに回転し、かつ基板の周縁を把持する把持位置と基板を解放する解放位置との間を移動可能な第１把持部２２Ａと、回転盤とともに回転し、かつ、第１把持部とは独立して把持位置と解放位置との間を移動可能な第２把持部２２Ｂと、を含む。基板処理装置は、回転部の回転中に、第１把持部及び第２把持部の各々について、把持位置に位置する状態と解放位置に位置する状態とをセンサにより非接触で検出する検出部３５を有する。制御部は、センサの検出信号に基づいて、第１把持部又は第２把持部の動作状態を判定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の周縁を複数の位置で把持して当該基板を保持可能な保持部と、前記保持部を回転させる回転部と、前記保持部および前記回転部を制御する制御部と、を備える基板処理装置であって、
前記保持部は、
前記回転部によって回転させられる回転盤と、
前記回転盤とともに回転し、かつ前記基板の周縁を把持する把持位置と前記基板を解放する解放位置との間を移動可能な第１把持部と、
前記回転盤とともに回転し、かつ前記第１把持部とは独立して前記把持位置と前記解放位置との間を移動可能な第２把持部と、を含み、
前記回転部の回転中に、前記第１把持部および前記第２把持部の各々について、前記把持位置に位置する状態と前記解放位置に位置する状態とをセンサにより非接触で検出する検出部を有し、
前記制御部は、前記センサの検出信号に基づいて、前記第１把持部または前記第２把持部の動作状態を判定する、
基板処理装置。

【請求項2】

前記センサは、測定光を出射するとともにその反射光を受光する反射型光学センサであり、
前記第１把持部および前記第２把持部は、前記把持位置および前記解放位置のうちいずれか一方で、前記センサの前記測定光の光軸に直交する反射面を有する反射板を備える、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１把持部および前記第２把持部は、前記把持位置と前記解放位置との間の移動によって、前記センサに対する前記反射板の距離および前記反射面の姿勢を変動させる、
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記センサは、前記第１把持部および前記第２把持部が前記把持位置に位置する場合に前記反射光の反射光量が最大となり、前記第１把持部および前記第２把持部が前記解放位置に位置する場合に前記反射光の反射光量が最小となる、
請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第１把持部および前記第２把持部の各々は、動作力が伝達される伝達部に接続された接続部位と、前記接続部位に連結されるとともに当該接続部位と異なる方向に延在して前記基板の周縁に接触する接触部位とを有するＬ字形状に形成され、
前記センサは、前記回転盤よりも下方に設けられ、前記接触部位の変位を検出する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記検出部は、前記センサの前記検出信号に基づき、前記把持位置および前記解放位置のうちの一方でオンとなり、前記把持位置および前記解放位置のうちの他方でオフとなるパルス信号を生成するパルス生成部を有する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、設定されたサンプリング期間にわたって、前記パルス生成部が生成した前記パルス信号のパルス数をカウントし、カウントしたカウント値に基づき前記第１把持部または前記第２把持部が正常に動作しているか否かを判定する、
請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記回転部の回転数に基づき複数の前記サンプリング期間を設定する、
請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記パルス生成部は、前記把持位置および前記解放位置のうちの一方における前記検出信号のピーク値と、前記把持位置および前記解放位置のうちの他方における前記検出信号のピーク値との間に設定された判定閾値を有し、前記検出信号が前記判定閾値以上の場合に前記オンとし、前記検出信号が前記判定閾値を下回る場合に前記オフとする、
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記パルス生成部は、前記センサから受信した前記検出信号に基づき、経年または異物の付着に伴う前記検出信号の低下を判定するためのリミット設定値を有する、
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記センサは、前記第１把持部および前記第２把持部に対向する検出子に対して連続的または間欠的にパージガスを吐出する吐出部を有する
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項12】

基板の周縁を複数の位置で把持して当該基板を保持可能な保持部と、前記保持部を回転させる回転部と、前記保持部および前記回転部を制御する制御部と、を備える基板処理装置の動作状態監視方法であって、
前記保持部は、
前記回転部によって回転させられる回転盤と、
前記回転盤とともに回転し、かつ前記基板の周縁を把持する把持位置と前記基板を解放する解放位置との間を移動可能な第１把持部と、
前記回転盤とともに回転し、かつ前記第１把持部とは独立して前記把持位置と前記解放位置との間を移動可能な第２把持部と、を含み、
動作状態監視方法は、
前記回転部の回転中に、前記第１把持部および前記第２把持部の各々について、前記把持位置に位置する状態と前記解放位置に位置する状態とを検出部のセンサにより非接触で検出する工程と、
前記センサの検出信号に基づいて、前記第１把持部または前記第２把持部の動作状態を前記制御部により判定する工程と、を含む、
動作状態監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、および動作状態監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板保持機構によりウェハを保持して当該ウェハを回転させ、この回転中に処理液をウェハに供給する基板処理装置が開示されている。基板保持機構は、３つの保持部材（把持部）を周方向に沿って備え、各保持部材がウェハの周縁に接触することでウェハを保持する。

【0003】

また、基板処理装置は、ウェハの回転停止時に、各保持部材に接触可能に設けられた接触式センサの接触または非接触の検出結果に基づき、各保持部材によるウェハの保持状態を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許４８１９０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、把持部の回転中に、当該把持部の動作状態を安定的に確認できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、基板の周縁を複数の位置で把持して当該基板を保持可能な保持部と、前記保持部を回転させる回転部と、前記保持部および前記回転部を制御する制御部と、を備える基板処理装置であって、前記保持部は、前記回転部によって回転させられる回転盤と、前記回転盤とともに回転し、かつ前記基板の周縁を把持する把持位置と前記基板を解放する解放位置との間を移動可能な第１把持部と、前記回転盤とともに回転し、かつ前記第１把持部とは独立して前記把持位置と前記解放位置前記との間を移動可能な第２把持部と、を含み、前記回転部の回転中に、前記第１把持部および前記第２把持部の各々について、前記把持位置に位置する状態と前記解放位置に位置する状態とをセンサにより非接触で検出する検出部を有し、前記制御部は、前記センサの検出信号に基づいて、前記第１把持部または前記第２把持部の動作状態を判定する、基板処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

一態様によれば、基板処理装置は、把持部の回転中に、当該把持部の動作状態を安定的に確認できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。

【図2】図１の一部拡大図である。

【図3】一実施形態に係る保持部を示す断面図であって、（Ａ）は第１把持部の把持位置を示す断面図、（Ｂ）は第１把持部の解放位置を示す断面図である。

【図4】第１把持部および第２把持部の移動の一例を示す平面図であって、（Ａ）は両方とも解放位置にある状態を示す平面図、（Ｂ）は一方が把持位置にあり他方が解放位置にある状態を示す平面図である。

【図5】第１把持部および第２把持部の移動の一例を示す平面図であって、（Ａ）は両方とも把持位置にある状態を示す平面図、（Ｂ）は一方が解放位置にあり他方が把持位置にある状態を示す平面図である。

【図6】ファイバセンサの上部を拡大して示す斜視図である。

【図7】ファイバセンサの検出信号を示す説明図である。

【図8】ファイバセンサの異常を検出するためのリミット設定値を示す説明図である。

【図9】メインコントローラの機能を示すブロック図である。

【図10】把持部の動作状態を示す概略図である。

【図11】基板処理の処理フローを示すフローチャートである。

【図12】動作状態監視方法の処理フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

【0010】

図１および図２に示すように、基板処理装置１０は、基板Ｗに処理液を供給して、基板Ｗを処理する装置である。基板Ｗは、例えば、シリコンウェハ若しくは化合物半導体ウェハなどの半導体基板、またはガラス基板があげられる。半導体基板またはガラス基板などの表面には、導電膜または絶縁膜などが形成されている。基板Ｗは、複数の膜を積層したものでもよい。また、基板Ｗの上面Ｗａや下面Ｗｂには、デバイスを含む電子回路、凹凸パターン（共に不図示）などが設けられてもよい。

【0011】

基板処理装置１０は、保持部２０と、回転部４０と、第１液供給部５０と、第２液供給部６０と、第３液供給部７０と、カップ８０と、制御部９０と、を備える。

【0012】

保持部２０は、基板Ｗを水平に保持する。保持部２０は、回転可能な回転盤２１と、基板Ｗの周縁を把持する複数の把持部２２（第１把持部２２Ａ、第２把持部２２Ｂ）と、を含む。第１把持部２２Ａおよび第２把持部２２Ｂは、基板Ｗを把持した状態で、回転盤２１と一体に回転する。

【0013】

回転盤２１は、水平方向（Ｘ軸‐Ｙ軸方向）に対して平行な面を有する円盤状に形成されている。回転盤２１は、中心に孔を有し、この孔には第３液供給部７０の液供給軸７２が配置されている。さらに、基板処理装置１０は、回転盤２１の下方側に、複数のリフトピンと、各リフトピンを昇降させるリフトピン昇降機構と、を有する（共に不図示）。

【0014】

把持部２２は、回転盤２１の上方で、この回転盤２１から離間させた状態で基板Ｗを保持する。本実施形態において、把持部２２は、回転盤２１の周方向に沿って間隔をあけて６つ配置される（図４（Ａ）～図５（Ｂ）も参照）。６つの把持部２２のうち３つが第１把持部２２Ａであり、他の３つが第２把持部２２Ｂである。３つの第１把持部２２Ａと３つの第２把持部２２Ｂとは、回転盤２１の周方向に沿って交互に配置される。

【0015】

第１把持部２２Ａの数は、３つ以上であればよく、例えば４つでもよい。各第１把持部２２Ａは、回転盤２１の周方向に沿って等間隔（１２０°間隔）に設置されることで、基板Ｗの保持時に、基板Ｗにかかる荷重を均等に分散できる。第２把持部２２Ｂの数も、３つ以上であればよく、例えば４つでもよい。各第２把持部２２Ｂは、回転盤２１の周方向に沿って等間隔（１２０°間隔）に配置されることで、基板Ｗの保持時に、基板Ｗにかかる荷重を均等に分散できる。

【0016】

図１に示すように、基板処理装置１０の回転部４０は、保持部２０を回転させる。回転部４０は、保持部２０の回転盤２１の中央から下方に延びる回転軸４１と、回転軸４１を回転させる回転モータ４２と、回転モータ４２の回転駆動力を回転軸４１に伝達するベルト４３と、を含む。回転軸４１は、円筒状に形成され、その内部において鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿うように液供給軸７２を配置している。回転軸４１の軸線と回転盤２１の回転中心とは、相互に一致している。

【0017】

第１液供給部５０は、保持部２０に保持されている基板Ｗの上面Ｗａに対して、処理液を供給する。第１液供給部５０は、例えば、処理液を吐出するノズル５１と、ノズル５１を移動させる移動機構５２と、ノズル５１に対して処理液を供給する供給ライン５３と、を有する。ノズル５１は、保持部２０の上方に設けられ、保持部２０に保持された基板Ｗに向かって下向きに処理液を吐出する。

【0018】

供給ライン５３は、例えば、共通ライン５３ａと、共通ライン５３ａに接続される複数の個別ライン５３ｂと、を含む。個別ライン５３ｂは、処理液の種類毎に設けられる。処理液の種類としては、薬液と、リンス液とがあげられる。薬液は、酸性、アルカリ性、および中性のいずれでもよい。酸性の薬液は、例えば、ＤＨＦ（希フッ酸）などである。アルカリ性の薬液は、例えば、ＳＣ１（過酸化水素と水酸化アンモニウムを含む水溶液）などである。中性の薬液は、例えば、オゾン水などの機能水である。リンス液は、例えば、ＤＩＷ（脱イオン水）などである。個別ライン５３ｂの途中には、処理液の流路を開閉する開閉弁５５と、処理液の流量を制御する流量制御器５６とが設けられる。

【0019】

なお、薬液およびリンス液は、図１では１つのノズル５１から吐出されるが、異なるノズル５１から吐出されてもよい。ノズル５１の数が複数である場合、ノズル５１ごとに供給ライン５３が設けられる。

【0020】

第２液供給部６０は、第１液供給部５０と同様に、保持部２０に保持されている基板Ｗの上面Ｗａに対して、処理液を供給する。第２液供給部６０は、処理液を吐出するノズル６１と、ノズル６１を移動させる移動機構６２と、ノズル６１に対して処理液を供給する供給ライン６３と、を有する。ノズル６１は、保持部２０の上方に設けられ、保持部２０に保持された基板Ｗに向かって下向きに処理液を吐出する。

【0021】

供給ライン６３は、乾燥液をノズル６１に対して供給する。乾燥液は、リンス液に比べて、低い表面張力を有するものを適用するとよい。乾燥液は、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの有機溶剤である。基板Ｗの上面Ｗａは、リンス液の液膜から乾燥液の液膜に置換されることで乾燥する。ＩＰＡは、基板Ｗの乾燥の際に、表面張力による凹凸パターンの倒壊を抑制できる。供給ライン６３の途中には、乾燥液の流路を開閉する開閉弁６５と、乾燥液の流量を制御する流量制御器６６とが設けられる。

【0022】

本実施形態に係る基板処理装置１０は、リンス液の液膜を乾燥液の液膜に置換する際に、液膜が途切れないように、リンス液の供給位置と乾燥液の供給位置とを独立に移動させる。具体的には、基板Ｗの上面Ｗａの中心にノズル６１を固定した状態で、基板Ｗの中心よりも径方向外側にノズル５１を位置させる。ただし、基板Ｗの凹凸パターンの寸法および形状、基板Ｗの材質などによっては、第１液供給部５０のノズル５１から乾燥液を吐出してもよい。つまり、基板処理装置１０は、第２液供給部６０を備えなくてもよい。

【0023】

第３液供給部７０は、第１液供給部５０および第２液供給部６０とは異なり、保持部２０に保持されている基板Ｗの下面Ｗｂに対して、処理液を供給する。第３液供給部７０は、保持部２０で保持された基板Ｗの下面中央部に対向配置される複数のノズル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃと、液供給軸７２と、を含む。

【0024】

複数のノズル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃは、液供給軸７２の上面に形成され、それぞれ上方に流体を吐出する。ノズル７１Ａは、例えば、薬液と、リンス液とを上方に吐出する。ノズル７１Ｂは、例えば、リンス液を上方に吐出する。ノズル７１Ｃは、例えば、Ｎ_２ガスなどの不活性ガスを上方に吐出する。

【0025】

液供給軸７２は、回転軸４１の内部において回転不能に固定されている。液供給軸７２は、複数のノズル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃの各々に接続される複数の供給ライン７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを有する。

【0026】

供給ライン７３Ａは、薬液と、リンス液とを選択的にノズル７１Ａに供給する。供給ライン７３Ａは、例えば、共通ライン７３Ａａと、共通ライン７３Ａａに接続される複数の個別ライン７３Ａｂと、を含む。個別ライン７３Ａｂは、処理液の種類毎に設けられる。個別ライン７３Ａｂの途中には、処理液の流路を開閉する開閉弁７５Ａと、処理液の流量を制御する流量制御器７６Ａとが設けられる。

【0027】

同様に、供給ライン７３Ｂは、ノズル７１Ｂにリンス液を供給する。供給ライン７３Ｂの途中には、リンス液の流路を開閉する開閉弁７５Ｂと、リンス液の流量を制御する流量制御器７６Ｂとが設けられる。

【0028】

また、供給ライン７３Ｃは、ノズル７１ＣにＮ_２ガスなどの不活性ガスを供給する。供給ライン７３Ｃの途中には、ガスの流路を開閉する開閉弁７５Ｃと、ガスの流量を制御する流量制御器７６Ｃとが設けられる。

【0029】

カップ８０は、基板Ｗに対して供給された各種の処理液を回収するため、容器形状（凹形状）に形成されている。カップ８０は、回転盤２１の外方に位置する円筒部８１と、円筒部８１の下端を塞ぐ底蓋部８２と、円筒部８１の上部に形成される傾斜部８３と、を含む。また、カップ８０は、内部に溜まった処理液を排出する排液管８４と、カップ８０の内部に溜まった気体を排出する排気管８５と、を底蓋部８２に備える。カップ８０は、基板処理装置１０の適宜の部材に固定されることで、回転盤２１と共に回転しないように構成される。

【0030】

次に、保持部２０の動作機構、各第１把持部２２Ａおよび各第２把持部２２Ｂについて、図２および図３を参照して説明する。

【0031】

保持部２０は、３つの第１把持部２２Ａと、３つの第２把持部２２Ｂとを相互に独立して動作させる。保持部２０は、３つの第１把持部２２Ａ毎に、第１駆動部２３Ａと、第１駆動部２３Ａの駆動力を第１把持部２２Ａに伝達する第１伝達部２４Ａと、を有する。各第１駆動部２３Ａおよび各第１伝達部２４Ａは、回転盤２１と一体に回転することが可能である。

【0032】

各第１駆動部２３Ａは、スライダ２５と、スライダ２５の径方向内側に配置されるバネ２６と、スライダ２５を収容するシリンダ２７と、シリンダ２７内の圧力を調整する圧力調整機構２８と、スライダ２５に固定されるロッド２９と、を含む。

【0033】

スライダ２５は、回転盤２１の径方向に沿って往復動可能に、シリンダ２７に収容される。このスライダ２５は、バネ２６により回転盤２１の径方向外側に付勢されている。また、スライダ２５は、回転盤２１による各第１駆動部２３Ａの回転中に、遠心力によって基板Ｗの径方向外側に移動することが可能である。

【0034】

バネ２６は、シリンダ２７の底部（回転中心側の端部）に基端部が固定されて、シリンダ２７の軸方向に沿って弾性的に伸縮する。

【0035】

シリンダ２７は、回転盤２１の径方向に軸が沿うように固定され、内部空間に収容されたスライダ２５をガイドする。シリンダ２７の内部空間は、スライダ２５により第１室Ｒ１と第２室Ｒ２とに区画される。第１室Ｒ１は、シリンダ２７の径方向外側に位置し、スライダ２５、シリンダ２７およびロッド２９の構造によって密閉される。第１室Ｒ１の圧力は、圧力調整機構２８により調整される。第２室Ｒ２は、外部に開放されており、その圧力が外気圧に保たれる。第２室Ｒ２には、バネ２６が弾性変形して圧縮した状態で配置される。バネ２６は、その復元力によって、回転盤２１の径方向外側にスライダ２５を付勢する。

【0036】

第１室Ｒ１の圧力を調整する圧力調整機構２８は、第１室Ｒ１に接続される接続ラインＬと、接続ラインＬに連結される昇圧ライン２８ａおよび減圧ライン２８ｂと、を有する。接続ラインＬは、例えば、回転盤２１および回転軸４１の内部に形成された流路と、回転軸４１に図示しないロータリージョイントを介して接続された外部の配管と、で構成される。

【0037】

昇圧ライン２８ａは、第１室Ｒ１の圧力を上昇させるための経路である。昇圧ライン２８ａには、開閉弁Ｖ１、流量制御器Ｆ１および圧力制御器Ｐ１などが設けられる。開閉弁Ｖ１は、昇圧ライン２８ａの流路を開閉する。流量制御器Ｆ１は、第１室Ｒ１の昇圧時に、第１室Ｒ１に供給される空気などの流体の流量を制御する。圧力制御器Ｐ１は、第１室Ｒ１の昇圧時に、その圧力を制御する。

【0038】

また、減圧ライン２８ｂは、第１室Ｒ１の圧力を減少させるための経路である。減圧ライン２８ｂには、開閉弁Ｖ２、流量制御器Ｆ２、および圧力制御器Ｐ２などが設けられる。開閉弁Ｖ２は、減圧ライン２８ｂの流路を開閉する。流量制御器Ｆ２は、第１室Ｒ１の減圧時に、第１室Ｒ１から排出される空気などの流体の流量を制御する。圧力制御器Ｐ２は、第１室Ｒ１の減圧時に、その圧力を制御する。

【0039】

一方、第１駆動部２３Ａのロッド２９は、スライダ２５から径方向外側に延び、シリンダ２７の第１室Ｒ１を貫通してシリンダ２７から突出している。ロッド２９の長手方向は、スライダ２５の移動方向に沿っている。

【0040】

第１伝達部２４Ａは、第１駆動部２３Ａのロッド２９と、第１把持部２２Ａとの間を接続するリンク３０を有する。リンク３０の内端とロッド２９の突出端とは、第１ピン３１により互いに回動自在に連結される。リンク３０の外端と第１把持部２２Ａの端部とは、第２ピン３２により互いに回動自在に連結される。リンク３０は、ロッド２９の進退に応じて第１ピン３１を基点に回動し、傾斜姿勢と水平方向に沿った横姿勢とに姿勢が変化する。この姿勢の変化に伴ってリンク３０の外端が上下方向（Ｚ軸方向）に変位することで、第１把持部２２Ａを動作させる。

【0041】

第１把持部２２Ａは、第１伝達部２４Ａ（リンク３０）に接続された接続部位２２１と、接続部位２２１と異なる方向に延在する接触部位２２２と、を一体成形した、側面視でＬ字形状の部材である。第１把持部２２Ａは、接続部位２２１と接触部位２２２の連結箇所に第３ピン３３が挿入される。第３ピン３３は、回転盤２１に固定される。このため、第１把持部２２Ａは、第３ピン３３を基点に回動することができる。

【0042】

接続部位２２１において第３ピン３３と反対側に位置する一端は、第２ピン３２を介してリンク３０に回転可能に接続される連結端２２１ｅとなっている。上記したようにロッド２９の進退に伴ってリンク３０の外端が上下動するため、この動作力が伝達されることで、連結端２２１ｅも下位置ＬＰと上位置ＨＰとの間を変位する。

【0043】

また、連結端２２１ｅの周辺は、鉛直方向下側に短く突出したブロック状に形成され、その下端面には反射板２２１ｒが設けられている。反射板２２１ｒは、平坦状の反射面２２１ｒｓを鉛直方向下側に向けており、後述するファイバセンサ３６の光を反射する。反射板２２１ｒは、回転盤２１よりも正反射の反射率が高い材料および構造が適用される。反射板２２１ｒの反射面２２１ｒｓは、連結端２２１ｅが下位置ＬＰにある場合に、水平方向（ファイバセンサ３６の光軸に直交する方向）に平行な姿勢となる。その一方で、反射板２２１ｒの反射面２２１ｒｓは、連結端２２１ｅが上位置ＨＰにある場合に、水平方向（ファイバセンサ３６の光軸に直交する方向）に対して傾斜した姿勢となる。

【0044】

一方、接触部位２２２において第３ピン３３と反対側に位置する一端は、基板Ｗに直接接触する内面を有する接触端２２２ｅとなっている。接触端２２２ｅの内面は、本実施形態では、平坦状であるが、基板Ｗの周縁の形状に応じて適宜の形状（凹状、段差状など）をとり得る。この接触端２２２ｅは、第１把持部２２Ａの回動に伴って円弧状に移動することで、基板Ｗを把持する把持位置ＣＰと、基板Ｗを解放する解放位置ＵＰとに変位する。

【0045】

具体的には、接続部位２２１の連結端２２１ｅが下位置ＬＰに位置すると、接触部位２２２が回転盤２１の径方向内側に移動することになり、接触端２２２ｅが把持位置ＣＰに配置される。逆に、接続部位２２１の連結端２２１ｅが上位置ＨＰに位置すると、接触部位２２２が回転盤２１の径方向外側に移動することになり、接触端２２２ｅが解放位置ＵＰに配置される。

【0046】

以上の第１把持部２２Ａ、第１駆動部２３Ａ、第１伝達部２４Ａの動作について説明する。圧力調整機構２８は、空気などの流体を第１室Ｒ１に供給して第１室Ｒ１の圧力を上昇させる。これにより、スライダ２５は、バネ２６を収縮させつつ径方向内側に移動し、ロッド２９を径方向内側に後退させる。ロッド２９の後退に伴ってリンク３０が回動し、このリンク３０に接続される第１把持部２２Ａの連結端２２１ｅが上位置ＨＰに変位する。その結果、第１把持部２２Ａの接触端２２２ｅが解放位置ＵＰに移動して、基板Ｗから離れる。その際の応力解放による基板Ｗへの負荷は、流体の供給圧力および供給速度などで決まる。制御部９０が、圧力制御器Ｐ１または流量制御器Ｆ１を制御し、駆動力または駆動速度を制御することで、基板Ｗの負荷を抑制できる。

【0047】

圧力調整機構２８は、空気などの流体を第１室Ｒ１から排出して第１室Ｒ１の圧力を減少させる。これにより、スライダ２５は、バネ２６の復元力によって径方向外側に移動し、ロッド２９を径方向外側に進出させる。ロッド２９の進出に伴ってリンク３０が回動し、第１把持部２２Ａの連結端２２１ｅが下位置ＬＰに変位する。その結果、第１把持部２２Ａの接触端２２２ｅが把持位置ＣＰに移動させられて、基板Ｗに接触する。その際に生じる衝撃は、バネ２６の復元力、流体の排出圧力および排出速度などで決まる。制御部９０が、圧力制御器Ｐ２または流量制御器Ｆ２を制御し、駆動力または駆動速度を制御することで、衝撃を抑制できる。

【0048】

以上の第１駆動部２３Ａは、バネ２６の復元力の代わりに空気などの流体の圧力を利用する場合とは異なり、基板Ｗの回転中に故障などで圧力の供給が途絶えた場合でも、バネ２６の付勢力によって第１把持部２２Ａを把持位置ＣＰに配置し続ける。このため、第１把持部２２Ａは回転中に基板Ｗの外れを防止できる。また、回転盤２１の回転中にはスライダ２５やロッド２９に遠心力が作用することで、第１把持部２２Ａの接触端２２２ｅを基板Ｗの周縁に接触させ続けることができる。

【0049】

図２に示すように、保持部２０は、３つの第２把持部２２Ｂ毎に、第２駆動部２３Ｂと、第２駆動部２３Ｂの駆動力を第２把持部２２Ｂに伝達する第２伝達部２４Ｂと、を有する。各第２駆動部２３Ｂと各第２伝達部２４Ｂは、回転盤２１と一体に回転することが可能である。第２駆動部２３Ｂおよび第２伝達部２４Ｂも、第１駆動部２３Ａおよび第１伝達部２４Ａと同様に構成される。このため、第２駆動部２３Ｂおよび第２伝達部２４Ｂの具体的な構成の説明については省略する。

【0050】

図４（Ａ）～図５（Ｂ）に示すように、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとは、回転盤２１の周方向に沿って交互に３つずつ配置される。これにより、各第１把持部２２Ａのみで基板Ｗを把持する際、および各第２把持部２２Ｂのみで基板Ｗを把持する際に、基板Ｗをバランス良く把持でき、基板Ｗの中心のずれを抑制できる。

【0051】

また、基板処理装置１０は、基板Ｗの搬入出時に基板Ｗを解放するとともに、基板処理時に各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとで交互に基板Ｗの周縁を把持する。このため、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとは、図４（Ａ）の全アンクランプ形態と、図４（Ｂ）の第１クランプ形態と、図５（Ａ）の全クランプ形態と、図５（Ｂ）の第２クランプ形態とに切り替えられる。

【0052】

全アンクランプ形態は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの両方が解放位置ＵＰに位置した形態であり、例えば、保持部２０に対する基板Ｗの搬入出時などに実施される。第１クランプ形態は、各第１把持部２２Ａが把持位置ＣＰに位置する一方で、各第２把持部２２Ｂが解放位置ＵＰに位置した形態であり、基板処理時の適宜のタイミングで実施される。全クランプ形態は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの両方が把持位置ＣＰに位置した形態であり、例えば、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとで基板Ｗを持ち替える際に実施される。第２クランプ形態は、各第２把持部２２Ｂが把持位置ＣＰに位置する一方で、各第１把持部２２Ａが解放位置ＵＰに位置した形態であり、基板処理時に第１クランプ形態と異なるタイミングで実施される。

【0053】

そして、基板処理装置１０は、把持部２２の動作状態を監視するために、回転盤２１の回転中に、各第１把持部２２Ａおよび各第２把持部２２Ｂについて、把持位置ＣＰに位置する状態と解放位置ＵＰに位置する状態とを非接触で検出する検出部３５を有する。詳細には、検出部３５は、１つのファイバセンサ３６と、当該ファイバセンサ３６に電気的に接続されるアンプ３８（パルス生成部）と、を含む。

【0054】

ファイバセンサ３６は、カップ８０の内部において底蓋部８２から突出するように配置され、カップ８０に対して回転不能に固定される。また、ファイバセンサ３６は、各第１把持部２２Ａの反射板２２１ｒおよび各第２把持部２２Ｂの反射板２２１ｒの反射面２２１ｒｓに対して直交方向に対向するように、回転軸４１から径方向外側に離れた位置に設けられる。ファイバセンサ３６の上端は、各第１把持部２２Ａおよび各第２把持部２２Ｂの反射板２２１ｒに対して、充分に近い位置（例えば、３ｍｍ～５０ｍｍの範囲）に配置される。

【0055】

図６に示すように、ファイバセンサ３６は、測定光を出射するとともに、反射された反射光を受光する反射型光学センサが適用される。また、ファイバセンサ３６は、耐油性および耐薬品性が高いものを適用するとよい。ファイバセンサ３６は、鉛直方向に沿って延在する円筒状の筐体３７を有する。筐体３７の上端には、ファイバセンサ３６の検出子である、発光レンズ３６１と、受光レンズ３６２とが設けられている。発光レンズ３６１は、筐体３７内に設けられた図示しない発光素子の発光により、鉛直方向に平行な光軸の測定光を投光する。受光レンズ３６２は、測定光の反射光を透過して、筐体３７内に設けられた図示しない受光素子に集光する。なお、検出部３５は、反射型光学センサの適用に限定されず、例えば、発光素子と受光素子とを異なる位置に備えた透過型のセンサを適用してもよい。また、各把持部２２を検出するセンサは、ファイバセンサ３６に限定されず、他の光学センサ、超音波センサ、レーザ変位計などであってもよい。

【0056】

ファイバセンサ３６は、回転盤２１の回転中に、アンプ３８により調整された投光量の測定光を出射する。測定光は、ファイバセンサ３６が対向している回転盤２１に当たった場合、殆ど吸収や散乱してしまうことで、ファイバセンサ３６に反射されない。このため、ファイバセンサ３６は、反射光量が概ねゼロの反射光を受光する。

【0057】

一方、測定光は、下位置ＬＰに配置されている反射板２２１ｒに当たった場合、反射板２２１ｒから多量の反射光となって反射される。このため、ファイバセンサ３６は、高い反射光量の反射光を受光する。また、測定光が上位置ＨＰに傾斜姿勢で配置されている反射板２２１ｒに当たった場合、下位置ＬＰよりも距離が長いことで、反射光は、ファイバセンサ３６に届くまでの間に拡散する。そのため、ファイバセンサ３６は、下位置ＬＰよりも低い反射光量の反射光を受光する。特に、上位置ＨＰで傾斜した反射板２２１ｒは、ファイバセンサ３６の測定光を正反射しても、ファイバセンサ３６に反射光を向かわせることができない。よって、ファイバセンサ３６は、測定光の拡散光を受光することになり、充分に低い反射光量の反射光を受光することになる。

【0058】

ファイバセンサ３６の受光素子は、受光した反射光量に応じた電流値を生じさせる。さらに、ファイバセンサ３６は、生じた電流値を電圧値に変換して、アナログの検出信号１００（図７参照）をアンプ３８に出力する。

【0059】

また、ファイバセンサ３６は、発光レンズ３６１および受光レンズ３６２の側方に、パージ吐出口３６３（吐出部）、パージ流出切り欠き３６４を有する。パージ吐出口３６３は、筐体３７内の流路を介してパージガス供給部（不図示）に接続されている。パージガス供給部は、制御部９０の制御に基づき連続的または間欠的にパージガスを筐体３７内の流路に供給する。パージガスは、特に限定されず、Ｎ_２ガスなどの不活性ガス、ドライエアなどがあげられる。筐体３７の流路に供給されたパージガスは、パージ吐出口３６３から連続的または間欠的に噴出されることで、パージ流出切り欠き３６４に向かってファイバセンサ３６の上端を流動する。このパージガスは、発光レンズ３６１や受光レンズ３６２に付着した液体を、パージ流出切り欠き３６４に吹き飛ばすことができる。

【0060】

アンプ３８は、ファイバセンサ３６から受信したアナログの検出信号１００を増幅し、かつデジタル信号に変換する機能を有する。このため、アンプ３８は、制御回路基板３９を有する。制御回路基板３９は、プロセッサ３９ａ、メモリ３９ｂ、図示しない入出力インタフェース、通信モジュールなどを有する。また、制御回路基板３９は、通信モジュールを介して制御部９０に情報通信可能に接続されている。プロセッサ３９ａは、アンプ３８の起動に伴ってメモリ３９ｂに記憶されたプログラムを実行することで、ファイバセンサ３６の動作の制御、および検出信号１００の処理を行う。

【0061】

具体的には、回転盤２１の回転中にアンプ３８が受信する検出信号１００は、図７（Ａ）～（Ｄ）に例示するように、時間変化に伴って、平坦部１０１と、山形部１０２とを有する波形に形成される。

【0062】

平坦部１０１は、ファイバセンサ３６が反射板２２１ｒに対して非対向である（回転盤２１に対向する）ことで、反射光を殆ど受光しない期間である。

【0063】

山形部１０２は、ファイバセンサ３６が反射板２２１ｒに対向することで、多くの反射光を受光する期間である。ただし上記したように、ファイバセンサ３６は、反射板２２１ｒが下位置ＬＰにある場合と、反射板２２１ｒが上位置ＨＰにある場合とで、受光する反射光の反射光量が異なる。このため山形部１０２も、高いピーク値を有する第１山形部１０３と、第１山形部１０３よりも低いピーク値を有する第２山形部１０４と、に分類できる。第１山形部１０３は、反射板２２１ｒが下位置ＬＰにあり、多くの反射光量を受光することで形成される。第２山形部１０４は、反射板２２１ｒが上位置ＨＰにあり、少ない反射光量を受光することで形成される。

【0064】

したがって、図７（Ａ）は、全ての把持部２２の反射板２２１ｒが上位置ＨＰに位置する全アンクランプ形態の検出信号１００の波形を示している。図７（Ｂ）は、第１把持部２２Ａまたは第２把持部２２Ｂの各反射板２２１ｒのうち一方が下位置ＬＰに位置し他方が上位置ＨＰに位置する第１クランプ形態または第２クランプ形態の検出信号１００の波形を示している。図７（Ｃ）は、全ての把持部２２の反射板２２１ｒが下位置ＬＰに位置する全クランプ形態の検出信号１００の波形を示している。

【0065】

そして、アンプ３８のプロセッサ３９ａは、ファイバセンサ３６から受信した検出信号１００を監視して、第１山形部１０３と第２山形部１０４とを識別する処理を行う。さらに、プロセッサ３９ａは、第１山形部１０３に応じたパルス信号１０５（デジタル信号）を生成して、制御部９０に出力する処理を行う。

【0066】

具体的には、図７（Ｄ）に示すように、制御回路基板３９は、検出信号１００の第１山形部１０３および第２山形部１０４（反射光量の大きさ）を分ける判定閾値Ｔｈをメモリ３９ｂに記憶している。判定閾値Ｔｈは、実験などを予め行うことで、第１山形部１０３のピーク値と第２山形部１０４のピーク値の間の値に設定される。より好ましくは、判定閾値Ｔｈは、６つの反射板２２１ｒ（３つの第１把持部２２Ａと３つの第２把持部２２Ｂ）が反射する６つの第１山形部１０３のピーク値のうち最小値と、６つの第２山形部１０４のピーク値のうち最大値との間（中間値）であるとよい。

【0067】

プロセッサ３９ａは、検出信号１００の監視において判定閾値Ｔｈを読み出して、検出信号１００が判定閾値Ｔｈ以上となった場合にパルス信号１０５を１（オン）とする（図７（Ｂ）、（Ｃ）参照）。逆に、検出信号１００が判定閾値Ｔｈより低い場合には、パルス信号１０５の０（オフ）を継続する。これにより、制御回路基板３９は、検出信号１００の第１山形部１０３の判定に応じたパルス信号１０５を、制御部９０に出力することができる。

【0068】

また図８に示すように、制御回路基板３９は、反射板２２１ｒの経年劣化やファイバセンサ３６への異物の付着など伴う検出信号１００（第１山形部１０３）の低下を判定するためのリミット設定値Ｔ_ｌｉｍをメモリ３９ｂに記憶している。例えば、反射板２２１ｒは、経年劣化により変色したり、液体が付着することで測定光が反射し難くなったりする。

【0069】

リミット設定値Ｔ_ｌｉｍは、実験などを予め行うことで、第１山形部１０３のピーク値より低く、かつ判定閾値Ｔｈよりも高い値に設定される。プロセッサ３９ａは、例えば、全クランプ形態において下位置ＬＰにある反射板２２１ｒに応じて検出された全ての第１山形部１０３がリミット設定値Ｔ_ｌｉｍ以上であれば、反射板２２１ｒの正常を判定して、そのまま反射板２２１ｒの使用を許容する。一方、複数の第１山形部１０３のいずれかがリミット設定値Ｔ_ｌｉｍを下回った場合に、プロセッサ３９ａは、メンテナンス信号１０６をオンする。これにより、メインコントローラ９１は、図示しないメンテナンスフラグを立ち上げることで、ユーザインタフェース９４を介して検出部３５のメンテナンス要求のアラームを報知する。

【0070】

さらに、アンプ３８の制御回路基板３９は、ファイバセンサ３６の制御において測定光の光量を自動的に補正するＡＰＣ（Auto Power Control）機能を有しており、経年に伴うファイバセンサ３６の光量の低下を抑制する。

【0071】

制御部９０は、メインコントローラ９１と、メインコントローラ９１に接続されてユーザが操作するユーザインタフェース９４と、を含む。また、制御部９０は、アンプ３８とメインコントローラ９１との間に設けられるカウント用基板９５を有する。

【0072】

カウント用基板９５は、図示しないプロセッサ、メモリ、入出力インタフェースを有する回路基板である。カウント用基板９５は、アンプ３８が出力したパルス信号１０５を受信して、メインコントローラ９１が指示した期間にわたってパルス数をカウントし、計数したカウント値をメインコントローラ９１に送信する。なお、検出部３５のパルス数（第１山形部１０３）をカウントする機能は、アンプ３８やメインコントローラ９１に備えてもよく、制御部９０はカウント用基板９５を省いた構成でもよい。

【0073】

メインコントローラ９１は、保持部２０と、回転部４０と、第１液供給部５０と、第２液供給部６０と、第３液供給部７０とを制御する。メインコントローラ９１は、１以上のプロセッサ９２、メモリ９３、図示しない入出力インタフェースおよび電子回路を有するコンピュータを適用し得る。プロセッサ９２は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、複数のディスクリート半導体からなる回路などのうち１つまたは複数を組み合わせたものである。メモリ９３は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリなど）を含み、基板処理装置１０を動作させるプログラム、プロセス条件などのレシピを記憶している。制御部９０は、メモリ９３に記憶されたプログラムをプロセッサ９２に実行させることにより、基板処理装置１０の動作を制御する。

【0074】

メインコントローラ９１は、基板処理時に、保持部２０の動作状態を監視する動作状態監視方法を行う。このため図９に示すように、プロセッサ９２は、保持制御部１１０、回転制御部１１１、液処理制御部１１２、回転数取得部１１３、クランプ形態取得部１１４、カウント値取得部１１５および動作監視部１１６を、メインコントローラ９１内に形成する。

【0075】

保持制御部１１０は、保持部２０の動作を制御して、基板Ｗの保持および保持解除を行う。一例として、基板Ｗを受け取った図示しないリフトピンの下降後に、保持制御部１１０は、全アンクランプ形態をとっていた各把持部２２のうち一方（例えば、第１把持部２２Ａ）を把持位置ＣＰに移動して基板Ｗを把持する。また、保持制御部１１０は、基板処理時に、各把持部２２のうち基板Ｗを把持している一方（第１把持部２２Ａ）から、基板Ｗを把持していなかった他方（第２把持部２２Ｂ）に切り替える。この切り替え過程では、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの全てで基板Ｗを把持する全クランプ形態を経る。

【0076】

回転制御部１１１は、回転部４０の動作を制御して、保持部２０に保持された基板Ｗを回転させる。回転制御部１１１は、図示しないモータドライバに目標回転数を指令することで、モータドライバから回転モータ４２に適宜の電力を供給させ、目標回転数に沿うように回転盤２１を回転させる。モータドライバは、回転モータ４２などに設けられたエンコーダから実回転数がフィードバックされ、目標回転数に一致するように回転モータ４２の回転を調整する。回転制御部１１１は、例えば、基板処理前（準備時、イニシャル時）において２００ｒｐｍ以下の回転数で回転盤２１を定速回転させる。基板処理時において、２００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍの範囲のち適宜の回転数で回転盤２１および基板Ｗを定速回転させる。

【0077】

液処理制御部１１２は、第１液供給部５０、第２液供給部６０および第３液供給部７０の動作を制御して、保持部２０に保持された基板Ｗに対して各種の処理液を吐出させる。

【0078】

回転数取得部１１３は、動作状態監視方法において、回転盤２１（基板Ｗ）の回転数を利用するために、回転数を取得してメモリ９３に記憶する。例えば、回転数取得部１１３は、モータドライバから実回転数の情報を受信することで、回転数として回転盤２１の実回転数を取得するとよい。あるいは、回転数取得部１１３は、回転数として回転盤２１の目標回転数を回転制御部１１１から取得してもよい。

【0079】

クランプ形態取得部１１４は、動作状態監視方法において、把持位置ＣＰに位置している各把持部２２の数を把握するために、把持形態の情報を保持制御部１１０から取得する。把持形態の情報としては、把持位置ＣＰにある把持部２２が０個の全アンクランプ形態、３つの第１把持部２２Ａが把持位置ＣＰにある第１クランプ形態、全て（６つ）の把持部２２が把持位置ＣＰにある全クランプ形態、３つの第２把持部２２Ｂが把持位置ＣＰにある第２クランプ形態があげられる。

【0080】

カウント値取得部１１５は、カウント用基板９５に対してカウントの開始指令と終了指令を送信し、当該開始指令および終了指令に応じてカウントされたカウント値をカウント用基板９５から受信して、メモリ９３に一時的に記憶する。開始指令および終了指令の送信において、カウント値取得部１１５は、回転数取得部１１３により逐次受信される回転盤２１の回転数に基づき、回転盤２１が定速回転しているか否かを判定し、定速回転の状態で開始指令および終了指令を送信する。

【0081】

また、カウント値取得部１１５は、回転盤２１の回転数に応じて異なるサンプリング期間でカウント値をカウントするように指令する。例えば、回転盤２１の回転数が２００ｒｐｍ以下の場合に、カウント値取得部１１５は、３秒のサンプリング期間を設定し、開始指令を出力した３秒後に終了指令を出力する。一方、回転盤２１の回転数が２００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍの場合に、カウント値取得部１１５は、１秒のサンプリング期間を設定し、開始指令を出力した１秒後に終了指令を出力する。これにより、回転盤２１の回転数が少ない場合でも、監視に必要なパルス数を確保することができ、動作状態監視方法を安定して行うことができる。

【0082】

動作監視部１１６は、回転数取得部１１３が取得した回転盤２１の回転数、クランプ形態取得部１１４が取得した把持形態、サンプリング期間、およびカウント値取得部１１５が取得したカウント値に基づき、各把持部２２の動作状態を監視する。具体的には、動作監視部１１６は、回転盤２１の回転数と、各把持部２２の把持数と、サンプリング期間とに基づき、カウント理論値ＣＬを算出する算出部１１６ａを有する。カウント理論値ＣＬは、回転盤２１の回転数をｎ［ｒｐｍ］、把持部の把持数ｘ、サンプリング期間ｔ［ｓｅｃ］とした場合に、下記の式（１）を用いて算出することができる。
ＣＬ＝ｎ／６０×ｘ×ｔ …（１）

【0083】

動作監視部１１６は、カウント理論値ＣＬを算出すると、算出したカウント理論値ＣＬとカウント値とを比較する。そして、カウント理論値ＣＬとカウント値が一致していれば、各把持部２２の動作状態が正常であると判定する。

【0084】

ここで図１０を参照して、６つの把持部２２が基板Ｗを把持する全クランプ形態において、１つの把持部２２の把持が外れている場合の動作状態の判定について説明する。すなわち、全クランプ形態は、各把持部２２の反射板２２１ｒが本来全て下位置ＬＰに位置しているパターンであるが、動作異常によって１つの把持部２２の反射板２２１ｒが上位置ＨＰに位置している状態である。

【0085】

この場合、回転盤２１が一周回転すると、ファイバセンサ３６は、検出信号１００として５つの第１山形部１０３と、１つの第２山形部１０４と、を検出することになる。したがって、ファイバセンサ３６の検出信号１００を受信したアンプ３８は、一周あたり５個のパルスを繰り返して出力する。

【0086】

カウント用基板９５は、カウント値取得部１１５から指令された開始指令と終了指令の期間にわたって、入力された一周あたり５個のパルスを継続的にカウントする。つまり、カウント用基板９５がカウントしたカウント値は、カウント理論値ＣＬに対して少なくなる。動作監視部１１６は、カウント理論値ＣＬよりも少ないカウント値であった場合に、全クランプ形態での把持部２２による基板Ｗの把持が異常であると判定する。なお、動作監視部１１６は、他の把持形態でも同様の方法によって、基板Ｗの把持の正常または異常を判定できる。

【0087】

ただし、カウント用基板９５が、開始指令と終了指令の間にわたってカウントするパルス数は、若干変動する場合がある。変動要因としては、例えば、回転盤２１が基本的に定速回転していたとしても目標回転数から実回転数が微量にずれた場合、あるいはサンプリングの開始タイミングや終了タイミングでカウントするパルスが重なった場合などがあげられる。

【0088】

この変動要因に対応するため、動作監視部１１６は、各把持部２２の把持数に基づきカウント理論値ＣＬに対して許容範囲ＡＲを付与する構成としている。そして、動作監視部１１６は、カウント理論値ＣＬを中心とする許容範囲ＡＲ内にカウント値が入っていれば動作状態を正常と判定する一方で、許容範囲ＡＲにカウント値が入っていなければ動作状態の異常を判定する。例えば、各把持部２２の把持数が３つ（第１クランプ形態、第２クランプ形態）の場合、動作監視部１１６はカウント理論値ＣＬに対して±３０％の許容範囲ＡＲを設定する。仮に、カウント理論値ＣＬに対して３４％以上の許容範囲ＡＲを設定すると、１つの把持部２２が非把持の異常を見逃すことになるからである。同様に、把持部２２の把持数が６つ（全クランプ形態）の場合、動作監視部１１６はカウント理論値ＣＬに対して±１５％の許容範囲ＡＲを設定する。

【0089】

制御部９０は、動作監視部１１６により基板Ｗの把持の異常を判定した場合に、例えば、ユーザインタフェース９４を介して異常を報知する、または回転部４０の回転を停止して基板処理を中止するなどの処理を行う。あるいは、第１クランプ形態から全クランプ形態の移行時に異常を判定した場合は、保持制御部１１０により各第２把持部２２Ｂの把持動作を複数回再試行してもよい。これにより、各第２把持部２２Ｂの把持が正常になされる可能性が高まる。一方、複数回再試行しても全クランプ形態とならない場合に、制御部９０は、異常の報知、基板処理の中止などの対処を図るとよい。なお、第２クランプ形態から全クランプ形態の移行時も同様の対処を行うことが好ましい。

【0090】

本実施形態に係る基板処理装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その動作について図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、以下では、基板処理時における、保持部２０の動作および各把持部２２の動作状態の監視について例示するが、各把持部２２の動作状態の監視は、例えば、基板処理前（準備時、イニシャル時）などにおける回転中でも実行し得る。

【0091】

基板処理装置１０の制御部９０は、基板処理において、まず図示しない搬送装置により基板処理装置１０に搬入する（ステップＳ１）。この際、制御部９０の保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａおよび各第２把持部２２Ｂの接触端２２２ｅを解放位置ＵＰに移動させることで全アンクランプ形態を形成する（図４（Ａ）も参照）。これにより、基板処理装置１０は、カップ８０内において図示しないリフトピンを上昇させて搬送装置から基板Ｗを受け取り、さらにリフトピンを所定位置に下降させる。この所定位置において、保持制御部１１０は、各把持部２２のうち各第１把持部２２Ａの接触端２２２ｅを把持位置ＣＰに移動させる。これにより、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａの各接触端２２２ｅが基板Ｗの周縁を把持した第１クランプ形態を形成する（図４（Ｂ）も参照）。リフトピンは、第１クランプ形態の形成後にさらに下方に退避する。

【0092】

第１クランプ形態で、回転制御部１１１は、基板処理のレシピに応じた目標回転数をモータドライバに指令することで、回転盤２１および基板Ｗの回転を開始する（ステップＳ２）。回転盤２１および基板Ｗは、回転開始後に回転速度を徐々に上げていき、目標回転数に達すると定速で回転する。

【0093】

また、回転盤２１および基板Ｗの回転中において、検出部３５は、アンプ３８の制御に基づきファイバセンサ３６により各把持部２２の反射板２２１ｒの位置を検出している。アンプ３８は、ファイバセンサ３６から受信した検出信号１００を判定閾値Ｔｈと比較し、検出信号１００が判定閾値Ｔｈ以上となるとそれに応じたパルスを形成する。このようにアンプ３８は、判定閾値Ｔｈを用いることで、ファイバセンサ３６の検出信号に応じたパルス信号１０５を簡単に生成することが可能となる。そして、制御部９０は、アンプ３８から出力されたパルス信号１０５に基づき、各把持部２２の動作状態を監視する。この動作状態監視方法については後に詳述する。

【0094】

次に、液処理制御部１１２は、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に、薬液を供給する（ステップＳ３）。薬液は、第１液供給部５０のノズル５１から上面Ｗａの中央に供給され、遠心力によって上面Ｗａ全体に濡れ広がり、上面Ｗａ全体を処理する。また、薬液は、第３液供給部７０のノズル７１Ａから下面Ｗｂの中央に供給され、遠心力によって下面Ｗｂ全体に濡れ広がり、下面Ｗｂ全体を処理する。

【0095】

また、ステップＳ３では、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとが、交互に基板Ｗを把持する。例えば、保持制御部１１０は、第１クランプ形態で薬液が基板Ｗに供給されて基板Ｗをエッチングした後、第２クランプ形態への基板Ｗの持ち替えを行う。この際、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの両方が基板Ｗを同時に把持する全クランプ形態をに移行する（図５（Ａ）も参照）。そして保持制御部１１０は、全クランプ形態後に各第１把持部２２Ａを離して、各第２把持部２２Ｂにより基板Ｗを把持する第２クランプ形態をとる（図５（Ｂ）も参照）。第２クランプ形態で基板Ｗに薬液を供給することにより、第１クランプ形態で進行が遅れた第１把持部２２Ａの近傍のエッチングを進行させることができる。特に薬液の供給中に、基板処理装置１０は、保持部２０の回転数を加減速しなくてもよくなり、処理速度の低下を抑制できる。

【0096】

基板処理装置１０は、基板Ｗのエッチングが完了した後も、基板Ｗに薬液を供給することで、異物を除去することが好ましい。この際も、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとの基板Ｗの持ち替え（例えば、第２クランプ形態→全クランプ形態→第１クランプ形態への移行）を行うとよい。

【0097】

次に、液処理制御部１１２は、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方にリンス液を供給し、上記ステップＳ３で形成された薬液の液膜をリンス液の液膜に置換する。リンス液は、第１液供給部５０のノズル５１から上面Ｗａの中央に供給され、遠心力によって上面Ｗａ全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残る薬液を洗い流してリンス液の液膜を形成する。また、リンス液は、第３液供給部７０のノズル７１Ａから下面Ｗｂの中央に供給され、遠心力によって下面Ｗｂ全体に濡れ広がり、下面Ｗｂに残る薬液を洗い流してリンス液の液膜を形成する。

【0098】

このステップＳ４でも、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとが、交互に基板Ｗを把持する。例えば、第１クランプ形態でリンス液が基板Ｗに供給されることで、基板Ｗに残る薬液を洗い流した後、第２クランプ形態への基板Ｗの持ち替えを行う。この際も、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの両方が同時に基板Ｗを把持する全クランプ形態を経て、第２クランプ形態となる。これにより、基板処理装置１０は、薬液からリンス液への置換ムラを抑制できる。

【0099】

次に、液処理制御部１１２は、基板Ｗの上面Ｗａに、乾燥液を供給し、上記ステップＳ４で形成されたリンス液の液膜を乾燥液の液膜に置換する（ステップＳ５）。乾燥液は、第２液供給部６０のノズル６１から上面Ｗａの中央に供給され、遠心力によって上面Ｗａ全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残るリンス液を洗い流して乾燥液の液膜を形成する。

【0100】

このステップＳ５でも、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとで交互に基板Ｗを把持する。例えば、第１クランプ形態で、乾燥液が基板Ｗに供給され、基板Ｗに残るリンス液を置換した後、第２クランプ形態への基板Ｗの持ち替えを行う。この際も、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂの両方が同時に基板Ｗを把持する全クランプ形態を経て、第２クランプ形態となる。これにより、基板処理装置１０は、リンス液から乾燥液への置換ムラを抑制できる。

【0101】

次に、回転制御部１１１は、基板Ｗを所定の回転数で回転する（ステップＳ６）。この際、基板Ｗに対して処理液が供給されないことで、基板Ｗに残る乾燥液が振り切られ、基板Ｗが乾燥させられる。このステップＳ６でも、保持制御部１１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂとで、交互に基板Ｗを把持する。例えば、第１クランプ形態で、乾燥液を振り切った後、全クランプ形態を経て、第２クランプ形態への基板Ｗの持ち替えを行う。これにより、基板処理装置１０は、乾燥液の乾燥ムラを抑制できる。

【0102】

次に、制御部は、リフトピンの上昇に伴って保持部２０による基板Ｗの保持を解除し、基板Ｗを搬送装置に受け渡すことで、基板処理装置１０の外部に基板Ｗを搬出する（ステップＳ７）。これにより、今回の基板処理が終了する。

【0103】

上記のステップＳ２～Ｓ６の処理フローにおいて、制御部９０は、図１２に示すように、回転中の各把持部２２の動作状態が正常か否かを監視する動作監視方法を実施する。具体的には上記したように、回転盤２１および基板Ｗの回転中に、制御部９０は、アンプ３８に対してファイバセンサ３６による各把持部２２の測定を指令する（ステップＳ１１）。これにより、アンプ３８は、ファイバセンサ３６が検出した第１山形部１０３に応じたパルス信号１０５を生成して、カウント用基板９５に継続的に送信する。

【0104】

複数の把持部２２が回転盤２１と共に回転するのに対し、ファイバセンサ３６は固定されている。ファイバセンサ３６は、複数の把持部２２が通る回転軌道の一点の真下に、固定されている。基板処理装置１０は、各把持部２２の動作状態の検出において、１つのファイバセンサ３６を用いて、各反射板２２１ｒ全ての反射光を検出している（図３も参照）。これにより、制御部９０は、各把持部２２の動作状態を簡単かつ低コストで認識できる。そして、反射板２２１ｒが下位置ＬＰに位置して、ファイバセンサ３６に近接かつ対向している状態では、反射板２２１ｒからファイバセンサ３６に多く（最大）の反射光量を返すことができる。反射板２２１ｒが下位置ＬＰに位置している場合とは、接触端２２２ｅが把持位置ＣＰに位置していることなる。よって、制御部９０は、基板Ｗの保持状態を良好に認識できる。

【0105】

逆に、反射板２２１ｒが上位置ＨＰに位置して、ファイバセンサ３６から離間かつ傾斜している状態では、反射板２２１ｒからファイバセンサ３６に少ない反射光量を返すことになる。このため、反射板２２１ｒの反射光量が少ないことに基づき、制御部９０は、把持位置ＣＰにないことを直ちに認識できる。つまり、検出部３５は、第１山形部１０３の形状と第２山形部１０４の形状に大きな差を生じさせることで、制御部９０の認識精度を高めることができる。

【0106】

制御部９０のカウント値取得部１１５は、回転数取得部１１３が取得する回転数に基づき、回転盤２１および基板Ｗが目標回転数で定速回転となったか否かを判定する（ステップＳ１２）。定速回転となった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、カウント値取得部１１５は、実回転数に応じて設定されたサンプリング期間に基づき、パルス信号１０５のカウントをカウント用基板９５に指令する（ステップＳ１３）。これにより、カウント用基板９５は、カウント値取得部１１５から受信した開始指令と終了指令との間にわたって、アンプ３８のパルス信号１０５をカウントし、そのカウント値をカウント値取得部１１５に送信する。カウント値取得部１１５は、送信されたカウント値を取得し（ステップＳ１４）、このカウント値を、次のカウント値の取得までメモリ９３に一時的に記憶する。

【0107】

このように、基板処理装置１０は、アンプ３８からパルス信号１０５を出力して、パルス信号１０５のパルス数をカウントすることで、回転している各把持部２２全体の動作状態を簡単に捉えることができる。また、制御部９０は、回転盤２１の回転数に応じてサンプリング期間を変化させることで、例えば、２００ｒｐｍよりも低い回転数や２００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍの高速回転でも、各把持部２２の動作状態を良好に確認できる。そして、制御部９０は、サンプリング期間のカウント値に基づき各把持部２２の動作状態を充分に高い精度で判断することが可能となる。

【0108】

動作監視部１１６は、回転盤２１の目標回転数と、各把持部２２の把持数と、サンプリング期間とに基づき、カウント理論値ＣＬおよび許容範囲ＡＲを算出する（ステップＳ１５）。さらに、動作監視部１１６は、算出した許容範囲ＡＲを含むカウント理論値ＣＬと、カウント値取得部１１５が取得したカウント値とを比較することで、各把持部２２の状態監視を行う（ステップＳ１６）。

【0109】

カウント理論値ＣＬを中心とした許容範囲ＡＲ内にカウント値が含まれる場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、動作監視部１１６は、各把持部２２が正常に動作していると判定する（ステップＳ１７）。このため、制御部９０は、基板処理をそのまま継続する。そして、制御部９０は、上記した基板Ｗの乾燥（ステップＳ６）の終了まで基板処理が進んだか否かを判定する（ステップＳ１８）。基板Ｗの乾燥まで終了していない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）には、ステップＳ１３に戻り、以下同様の処理フローを繰り返す。一方、基板Ｗの乾燥まで終了した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）には、今回の動作状態監視方法を終了する。

【0110】

また、カウント理論値ＣＬを中心とした許容範囲ＡＲ内にカウント値が含まれない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、動作監視部１１６は、各把持部２２のうちいずれかの動作に異常があると判定する（ステップＳ１９）。この異常の判定がなされると、制御部９０は、基板処理を中止するとともに、ユーザインタフェース９４を介して異常の発生をユーザに報知する（ステップＳ１９）。これにより、ユーザは、必要な対処を早期に図ることができる。

【0111】

以上のように、基板処理装置１０は、基板Ｗの回転中に、把持部２２（第１把持部２２Ａ、第２把持部２２Ｂ）の動作状態を検出部３５により非接触で検出する。そのため例えば、基板処理の最中でも、基板処理装置１０は、把持部２２の動作状態を安定して確認することが可能となり、基板処理を良好に継続できる。特に、複数の把持部２２毎に検出部３５を設置する必要がなくなるため、基板処理装置１０は、装置構成をシンプルにして、製造コストの低廉化などを促すことができる。

【0112】

そして、基板処理装置１０は、各第１把持部２２Ａと各第２把持部２２Ｂにより基板Ｗを持ち替える場合に、各把持部２２の動作状態の認識がより有効となる。一例として、第１クランプ形態→全クランプ形態→第２クランプ形態に切り替える過程では、各把持部２２が基板Ｗを把持する個数は、３個→６個→３個の順に変化することになる。各形態において基板Ｗを把持する個数が異なる場合には、動作不良が生じていることになる。したがって例えば、全クランプ形態にて動作異常（把持位置ＣＰに存在しない把持部２２）がある場合、制御部９０は、第２クランプ形態に移行しないように制御することが好ましい。これにより、各第２把持部２２Ｂの基板Ｗの把持不良による脱落を未然に防ぐことができる。なお、基板処理装置１０は、全クランプ形態にて動作異常がある場合、その形態（または正常と推定される第１クランプ形態）で基板処理を継続してもよい。この場合でも基板Ｗを継続することで、例えば、ステップＳ６の乾燥工程まで進んでいた場合にその基板Ｗを無駄にすることを防ぐことができる。なお、この処理は、第２クランプ形態→全クランプ形態→第１クランプ形態に切り替える過程でも同様である。

【0113】

また、基板処理装置１０は、回転盤２１よりも下方にファイバセンサ３６を備えることで、基板処理の処理液やパーティクルなどがファイバセンサ３６に付着するのを抑制でき、把持部の動作状態を継続的かつ安定的に監視することが可能となる。しかも、ファイバセンサ３６は、各把持部２２に対向する発光レンズ３６１や受光レンズ３６２（検出子）に対して連続的または間欠的にパージガスを吐出するパージ吐出口３６３（吐出部）を有する。このため、ファイバセンサ３６の検出精度が低下する機会を一層減らすことができる。

【0114】

さらに、基板処理装置１０は、アンプ３８において設定したリミット設定値Ｔｌｉｍに基づき、経年または異物の付着に伴う検出信号の低下を、ユーザに早期に報知することが可能である。この結果、基板処理装置１０のユーザは、適切なタイミングでメンテナンスなどの対応をとるとことができる。

【0115】

今回開示された実施形態に係る基板処理装置１０および動作状態監視方法は、すべての点において例示であって制限的なものではない。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0116】

１０ 基板処理装置
２０ 保持部
２１ 回転盤
２２Ａ 第１把持部
２２Ｂ 第２把持部
３５ 検出部
３６ ファイバセンサ
４０ 回転部
９０ 制御部
１００ 検出信号
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】