特開 2024-165133 基板処理装置

(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】P2024165133

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241121BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648A

H01L21/68 N

H01L21/304 644A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081032

(22)【出願日】2023-05-16

(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】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】森山 了輔

(72)【発明者】

【氏名】三牧 勧大

【テーマコード（参考）】

5F131

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131AA03

5F131BA37

5F131CA12

5F131EA06

5F131EA24

5F131EB31

5F157AA15

5F157AB03

5F157AB14

5F157AB20

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157AC04

5F157AC26

5F157BA02

5F157BB37

5F157BB45

5F157DB37

5F157DC90

(57)【要約】

【課題】プレートに切り欠きを設けたことに起因するパーティクルの発生を効率良く抑制する。
【解決手段】一実施形態に係る基板処理装置は、基板の下方に位置するプレートと、プレートの周縁部に設けられた複数の基板把持部材とを有し、プレートが周縁部に複数の切り欠き部を有している基板保持部と、基板保持部を回転させる回転駆動部と、基板の周縁部を下方から支持して昇降可能な複数のリフトピンと、プレートに水平方向にスライド可能に設けられ、各々が、プレートの切り欠き部を閉鎖する閉鎖位置と、リフトピンが前記切り欠き部を通って昇降することを可能とする開放位置との間で移動可能な複数の摺動部材と、プレートの下方に昇降可能に設けられるとともに、摺動部材の各々と係合可能な複数の操作部材であって、前記摺動部材と係合した状態で昇降することにより前記摺動部材を水平方向にスライドさせる、複数の操作部材とを備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を水平姿勢で保持する基板保持部であって、前記基板保持部が前記基板を保持しているときに前記基板の下方に位置するプレートと、前記プレートの周縁部に設けられるともに前記基板を保持する複数の基板把持部材とを有し、前記プレートが周縁部に複数の切り欠き部を有している、前記基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、
前記基板の周縁部を下方から支持することができるように構成されるとともに前記プレートの前記切り欠き部を通って昇降可能な複数のリフトピンと、
前記基板保持部の前記プレートに水平方向にスライド可能に設けられた複数の摺動部材であって、各々が、前記プレートの切り欠き部の各々を少なくとも部分的に閉鎖する閉鎖位置と、前記プレートの切り欠き部の各々を開放してリフトピンが前記切り欠き部を通って昇降することを可能とする開放位置との間で移動可能な、前記複数の摺動部材と、
前記基板保持部の前記プレートの下方に昇降可能に設けられるとともに、前記摺動部材の各々と係合可能な複数の操作部材であって、前記摺動部材と係合した状態で昇降することにより前記摺動部材を水平方向にスライドさせる、前記複数の操作部材と、
を備えた基板処理装置。

【請求項2】

前記摺動部材の各々は、当該摺動部材を水平方向に案内する案内構造を介して前記プレートに取り付けられ、かつ、水平面に対して傾斜した被操作傾斜面を有し、前記被操作傾斜面に前記操作部材を接触させた状態で前記操作部材を前記被操作傾斜面に対して滑らせながら前記操作部材を昇降させることにより、前記閉鎖部材が水平方向に移動する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記摺動部材は前記閉鎖位置に向けてばね付勢されている、請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記プレートの下方に設けられ、前記摺動部材用の複数の操作部材を担持する昇降体と、前記昇降体を上昇位置と下降位置との間で昇降させる昇降駆動部と、をさらに備え、前記昇降体の昇降に伴い摺動部材用の前記複数の操作部材が一緒に昇降する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記昇降体の下方に設けられ、少なくとも前記リフトピンを昇降させるためのアクチュエータおよび前記回転駆動部が設けられた空間を、前記昇降体が設けられた空間から隔離する区画部材をさらに備えた、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記区画部材に、前記リフトピンの各々が通過可能な貫通穴と、前記貫通穴の各々を閉鎖する閉鎖位置と前記貫通穴を開放する開放位置との間で移動可能な蓋部材とが設けられ、
前記リフトピンは、下降位置にあるときに、前記閉鎖位置にある前記蓋部材の下方に位置し、前記リフトピンが前記下降位置から上昇するときに前記蓋部材が開かれる、請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記蓋部材は、前記昇降体に担持された前記蓋部材用の操作部材により操作されることにより前記貫通穴の各々を閉鎖する閉鎖位置と前記貫通穴を開放する開放位置との間で移動する、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記蓋部材は、外周面に溝が形成されるとともに鉛直方向に延びる回転軸を中心として回転可能な円筒状の基部と、前記基部に取り付けられた蓋本体とを有しており、
前記蓋部材用の操作部材は、前記円筒状の基部の溝に係合し、
前記基部の溝と前記蓋部材用の操作部材は円筒カム機構を形成し、前記昇降体を下降位置に向けて移動させることにより前記基部が回転して前記蓋本体が前記貫通穴を閉塞し、前記昇降体を上昇位置に向けて移動させることにより前記基部が回転して前記蓋本体が前記貫通穴を開放する、請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記基板保持部の基板把持部材は、前記プレートの周縁部に旋回可能に取り付けられて、前記基板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で移動可能であり、
前記把持部材は、前記基板の周縁部を把持する把持部と、前記把持部を動かすための被操作部とを有しており、
前記昇降体は、前記把持部材の被操作部を押し上げることができる被操作部用の操作部材を有し、前記被操作部用の操作部材は、前記昇降体に担持された部材若しくは前記昇降体自体からなり、
前記昇降体を下降位置に位置させることにより前記基板把持部材が前記把持位置に位置し、前記昇降体を上昇位置に位置させることにより前記基板把持部材が前記解放位置に位置する、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記基板保持部により保持された前記基板の下面と、前記基板保持部の前記プレートの上面との間の空間にガスを供給するガス供給部をさらに備え、前記空間に供給されたガスは、前記プレートの上面と前記基板の下面との間の空間を通って流れた後に前記プレートの周縁部と前記基板の周縁部との間の隙間を通って前記空間から流出する、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記プレートの上面の周縁部は、前記プレートの周縁に近づくに従って高くなる周縁傾斜面を有し、前記プレートの前記周縁傾斜面は、前記空間を通って水平方向に流れるガスを前記基板の下面に向けて転向し、
前記各摺動部材の上面の端部に端部傾斜面が設けられ、前記端部傾斜面は、前記摺動部材が前記閉鎖位置にあるときに、前記プレートの円周方向に見て、前記摺動部材の前記端部傾斜面が前記プレートの周縁傾斜面と連続するように設けられている、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ等の基板の裏面（デバイスが形成されない面）を上向きにして当該裏面に対してブラシを用いて研磨または洗浄を行うブラシ処理が行われる。このようなブラシ処理を行う処理ユニットの一例が特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１の処理ユニットは、基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させるスピンチャックを備えている。処理中に基板の裏面に供給された液が基板の表面（デバイスが形成される面）に回り込むことを防止するため、スピンチャックは基板の下方に位置する基板よりやや大きな円盤状部材（プレート）を有し、基板と円盤状部材との間に窒素ガスを供給している。基板搬送機構のアームとスピンチャックとの間での基板の受け渡しが行われるときには、３本のリフトピン（基板昇降部材）が基板の周縁部を下方から支持した状態で基板を持ち上げる。リフトピンが上昇できるようにするために、円盤状部材の周縁部には切り欠きが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１８３３１０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、プレートに切り欠きを設けたことに起因するパーティクルの発生を効率良く抑制することができる技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態によれば、基板を水平姿勢で保持する基板保持部であって、前記基板保持部が前記基板を保持しているときに前記基板の下方に位置するプレートと、前記プレートの周縁部に設けられるともに前記基板を保持する複数の基板把持部材とを有し、前記プレートが周縁部に複数の切り欠き部を有している、前記基板保持部と、前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、前記基板の周縁部を下方から支持することができるように構成されるとともに前記プレートの前記切り欠き部を通って昇降可能な複数のリフトピンと、前記基板保持部の前記プレートに水平方向にスライド可能に設けられた複数の摺動部材であって、各々が、前記プレートの切り欠き部の各々を少なくとも部分的に閉鎖する閉鎖位置と、前記プレートの切り欠き部の各々を開放してリフトピンが前記切り欠き部を通って昇降することを可能とする開放位置との間で移動可能な、前記複数の摺動部材と、前記基板保持部の前記プレートの下方に昇降可能に設けられるとともに、前記摺動部材の各々と係合可能な複数の操作部材であって、前記摺動部材と係合した状態で昇降することにより前記摺動部材を水平方向にスライドさせる、前記複数の操作部材と、を備えた基板処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示の上記実施形態によれば、プレートに切り欠きを設けたことに起因するパーティクルの発生を効率良く抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】基板処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの概略横断面図である。

【図2】図１の基板処理システムに含まれる処理ユニットの構成の一例を示す概略縦断面図である。

【図3】図２に示した処理ユニットのスピンチャックのプレートの周縁部の一部の構成の一例を示す概略斜視図である。

【図4】図３に示したプレートに設けられたスライダのためのガイド部材の一構成例を模式的に示す、図２における断面IV－IVを示す概略断面図である。

【図5A】図３のスピンチャックのプレートの周縁部の傾斜面およびスライダの傾斜面の作用効果について説明する概略図である。

【図5B】図３のスピンチャックのプレートの周縁部の傾斜面およびスライダの傾斜面の作用効果について説明する概略図である。

【図5C】図３のスピンチャックのプレートの周縁部の傾斜面およびスライダの傾斜面の作用効果について説明する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。

【0010】

実施形態に係る基板処理システム１（液処理装置の一例）の概略構成について図１を参照し説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0011】

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

【0012】

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

【0013】

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

【0014】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0015】

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

【0016】

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して基板処理を行う。処理ユニット１６は、ウエハＷに、ブラシ処理、洗浄処理等の処理を行う。

【0017】

基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御演算部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御演算部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

【0018】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0019】

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

【0020】

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって基板処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

【0021】

処理ユニット１６がウエハＷの裏面をブラシ処理するブラシ処理ユニットの場合には、ウエハＷを裏返すためのリバーサー（図示せず）が設けられる。この場合、図１において処理ユニット１６が設置されている位置のうちのいくつかの位置において、処理ユニット１６に代えてリバーサーを設けることができる。あるいは、リバーサーは、受渡部１４の上方または下方に設けてもよい。この場合、基板搬送装置１３，１７と別に、リバーサーと受渡部１４との間でウエハＷを搬送する搬送装置を設けてもよい。リバーサーは、例えば、処理ユニット１６（ブラシ処理ユニット）にウエハＷが搬入される直前および処理ユニット１６（ブラシ処理ユニット）からウエハＷが搬出された直後に、ウエハＷを裏返す。

【0022】

次に、図２～図４を参照して処理ユニット１６の構成について説明する。図２に示すように、処理ユニット１６は、ウエハＷ（基板）を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させるように構成されたスピンチャック（基板保持回転機構）１００を備えている。スピンチャック１００は、基板保持部１１０と、回転軸１３０と、回転駆動部１４０とを有している。回転駆動部１４０は、例えば電動モータからなる。

【0023】

基板保持部１１０は、円盤状のプレート１１１と、プレート１１１の周縁部に取り付けられた複数例えば３つ（図１には１つのみが表示されている）のチャック部材１１２（基板把持部材）とを有している。３つのチャック部材１１２は、プレート１１１の周縁を周方向に３等分した位置に設けられている。

【0024】

基板保持部１１０の各チャック部材１１２は、プレート１１１の周縁部に設けられた回転軸１１３を中心に、ウエハＷを把持する把持位置（図２に示す位置）と、ウエハＷを解放する解放位置との間で旋回可能である（図２の矢印Ｓ１を参照）。

【0025】

図２および図３に示すように、プレート１１１の上面の周縁部には、プレート１１１の周縁に近づくに従って高くなる傾斜面１１７が設けられている。本実施形態においては、プレート１１１の上面のうちの傾斜面１１７よりも半径方向内側の領域は、水平面１１９である。傾斜面１１７上には、スピンチャック１００と外部の基板搬送装置（本実施形態においては図１に示した基板搬送装置１７）の基板保持アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる時に、一時的にウエハＷが載置される。

【0026】

プレート１１１の傾斜面１１７にウエハＷが載置された状態で、チャック部材１１２を解放位置から把持位置に旋回させることにより、チャック部材１１２の把持爪１１４がウエハＷのＡＰＥＸ（外周縁）付近に係合するとともに傾斜面１１７からウエハＷを持ち上げてウエハＷを把持する。このとき、傾斜面１１７とウエハＷの下面の周縁との間に小さな隙間Ｇ（例えば鉛直方向に測定して０．５ｍｍ程度の隙間）が形成される。

【0027】

ウエハＷを把持しているチャック部材１１２を把持位置から解放位置に旋回させることにより、チャック部材１１２の把持爪１１４がウエハＷから離れ、ウエハＷは傾斜面１１７に落下して、傾斜面１１７により支持されるようになる。

【0028】

チャック部材１１２は、図２において鎖線で概略的に示したスプリング１１５（例えばねじりコイルばね）により把持位置に向かうように付勢されている。このため、ウエハＷがチャック部材１１２の把持爪１１４により把持された後は、チャック部材１１２に（スプリング１１５から以外の）外力を印加しなくても、ウエハＷはチャック部材１１２により把持されたままとなる。

【0029】

チャック部材１１２は、回転軸１１３に関して把持爪１１４と反対側に被押上部１１６を有している。チャック操作部材２１０により被押上部１１６を上方に向けて押すことにより、チャック部材１１２を旋回させて把持爪１１４がウエハＷから離れる解放位置に移動させることができる。

【0030】

なお、チャック部材１１２が傾斜面１１７上にあるウエハＷを把持することを可能とするために最小限の量だけ、チャック部材１１２の形状に合わせて傾斜面１１７の表面が切り欠かかれている。この切り欠きは、後述の切り欠き１１８と比較すると、後述する不活性ガスの流れには殆ど悪影響を及ぼさない。

【0031】

スピンチャック１００の回転軸１３０の内部をガス供給路１３１が延びている。ガス供給路１３１の上端は、基板保持部１１０により保持されたウエハＷの下面と、プレート１１１の上面との間の空間Ｓに向けて不活性ガス（例えば窒素ガス）を噴き出すガス吐出口１３２となっている。ガス吐出口１３２は、そこから吐出されるガスの主流の向きを示すベクトルがプレート１１１の周縁に向かう成分を有するように形成されていてもよく、あるいは、真上に向けてガスを噴き出すように構成されていてもよい。

【0032】

ガス供給路１３１の下端は、ガス供給制御機構１３３を介して、不活性ガス源１３４に接続されている。ガス供給制御機構１３３は、開閉弁、流量制御弁、流量計等の機器を備えており、ガス吐出口１３２からのガス吐出、停止の切り替え、およびガス吐出流量の制御を行うことができる。不活性ガス源１３４は、例えば、半導体製造工場に設けられた工場用力である。

【0033】

スピンチャック１００がウエハＷを保持して回転させてウエハＷに処理が施されているとき、ガス吐出口１３２から不活性ガスが供給される。不活性ガスは、ウエハＷとプレート１１１との間の空間ＳをウエハＷの周縁に向けて流れ、ウエハＷの周縁とプレート１１１の周縁部との間の隙間Ｇを通って、空間Ｓから流出する。

【0034】

ガス供給路１３１、ガス吐出口１３２およびガス供給制御機構１３３等によりガス供給部が形成されている。

【0035】

図５Ａに示すように、不活性ガスの流れは、隙間Ｇに近づくと、傾斜面１１７によりウエハＷの下面周縁部に向けて転向される。このため、ウエハＷの上面に供給された液例えばＤＩＷ（純水）がウエハＷの下面に回り込もうとしても、そのような回り込みは不活性ガスの流れにより阻止される。また、傾斜面１１７を設けたことにより、隙間Ｇに近づくほど空間Ｓの高さ方向距離が小さくなる（すなわち不活性ガスの流路面積が減少する）ため、隙間Ｇに近づくほど不活性ガスの流速が増し、これにより上記の回り込み阻止効果が促進される。

【0036】

処理ユニット１６は、複数本ここでは３本のリフトピン３００を備えている。リフトピン３００は、外部搬送装置のアーム（本実施形態では図１に示した基板搬送装置１７のアーム）とスピンチャック１００との間でのウエハＷの受け渡しを仲介する。３本のリフトピン３００は、平面視で、プレート１１１の円周方向に関して隣接するチャック部材１１２の間の概ね中間位置に配置されている。

【0037】

各リフトピン３００（基板昇降部材）の頭部３０１は、ウエハＷの周縁部を保持するのに適した形状を有している。本実施形態では、頭部３０１は、ウエハＷの下面周縁部を支持する上向きの支持面３０２と、ウエハＷのＡＰＥＸの半径方向位置を規制するためのウエハＷの半径方向内側を向いた位置規制面３０３とを有している。支持面３０２は、例えば、ウエハＷのデバイスが形成される表面（ここでは下向きの面）のエッジエクスクルージョンに対応する領域を支持する。

【0038】

３本のリフトピン３００の下端は、例えばリング状の昇降体３０４に取り付けられている。昇降体３０４はエアシリンダ等のリニアアクチュエータ３０５からなる昇降機構により昇降可能であり、この昇降動作に伴い、リフトピン３００は上昇位置（図２において、鎖線で示すウエハ受け渡し位置）と下降位置（図２において実線で示す待機位置）との間で鉛直方向に昇降可能である。

【0039】

なお、図２に示されたリフトピン３００の上昇位置からわかるように、リフトピン３００の実際の長さは実線で図示されたよりも長く、昇降体３０４およびリニアアクチュエータ３０５は実際には図示された位置よりも下方にあるが、図面の作成の便宜上、図示された位置に表示されている。

【0040】

リフトピン３００の頭部３０１はウエハＷの周縁部と係合するものであるため、プレート１１１の周縁部を通過するように設けざるを得ない。このため、プレート１１１の周縁部には、リフトピン３００を上下方向に通過させることが可能な切り欠き１１８が設けられている。つまり、プレート１１１の上面の周縁部に設けられた傾斜面１１７は、切り欠き１１８のところで不連続となっている。なお、切り欠き１１８は、図３に分かりやすく表示されている。

【0041】

この切り欠き１１８をそのままにしておくと（つまり後述するスライダ１２０が無いと）、図５Ｃに示すように、切り欠き１１８のところで不活性ガスが下方に向かうように流れ、その結果として、ウエハＷの下面の周縁部に沿う不活性ガスの流れが殆ど無くなる。これにより、ウエハＷの上面から下面に回り込もうとする液の流れを阻止することができなくなる。下面に回り込んだ液が乾燥するとパーティクルが発生する。

【0042】

上記の問題を解消するため、切り欠き１１８のうち少なくともウエハＷの真下に位置する部分を塞ぐことができる閉鎖ブロック体であるスライダ（摺動部材）１２０が、プレート１１１に設けられている。スライダ１２０は、切り欠き１１８を少なくとも部分的に塞ぐ閉鎖位置と、リフトピン３００を通過させるために切り欠き１１８を開放する開放位置との間で、プレート１１１の半径方向に水平方向にスライド（摺動）することができる。

【0043】

スライダ１２０の上面は、内側（プレート１１１の中心側）の水平面１２３と、外側（プレート１１１の周縁側）の傾斜面（端部傾斜面）１２４とを有している。水平面１２３は、プレート１１１の傾斜面１１７より中心側にある水平面１１９と同じ高さ位置にある。

【0044】

図３に示すように、傾斜面１２４は外側（プレート１１１の周縁側）に近づくに従って高さが高くなるように傾斜している。スライダ１２０が閉鎖位置にあるときに、スライダ１２０の傾斜面１２４はプレート１１１の傾斜面（周縁傾斜面）１１７と概ね面一となる。言い換えると、プレート１１１の円周方向で見て、スライダ１２０の傾斜面１２４がプレート１１１の傾斜面１１７と概ね連続している。

【0045】

図５Ｂに概略的に示すように、閉鎖位置にあるスライダ１２０の傾斜面１２４は、プレート１１１の傾斜面１１７と同様に（図５Ａを参照）、プレート１１１とウエハＷとの間を水平方向に流れる不活性ガスをウエハＷの下面に向けて転向させることができる。このため、切り欠き１１８のところで不活性ガスが下方に向けて流れることを防止することができ、その結果、ウエハＷの上面から下面に液が回り込むことを防止することができる。

【0046】

スピンチャック１００のチャック部材１１２によりウエハＷが把持されているときに、閉鎖位置にあるスライダ１２０の傾斜面１２４の先端１２４１（図３を参照）は、ウエハＷの周縁Ｗｅのほぼ真下に位置するようになっている。周縁Ｗｅの位置は図３の斜視図において鎖線で示されている。このとき、鉛直方向に測定したウエハＷの周縁Ｗｅとスライダ１２０の傾斜面１２４の先端１２４１との間の距離ＧＳ（図３を参照）を例えば０．５ｍｍ以下程度の小さな値とすることが好ましい。

【0047】

なお、プレート１１１の傾斜面１１７の先端縁（周縁）１１７１（図３を参照）が閉鎖位置にあるスライダ１２０の傾斜面１２４の先端１２４１よりも半径方向外側にあるのは、傾斜面１１７が一時的にウエハＷを載置するために用いられるからである。先端１２４１を先端縁１１７１と一致させても構わないが、その場合は上記の距離ＧＳを大きくしなければならない。一方で、平面視で傾斜面１１７の先端縁１１７１をウエハＷの周縁Ｗｅと一致させても構わないが、その場合は、例えば、傾斜面１１７が一時的にウエハＷを載置することなくチャック部材１１２に直接ウエハＷを受け渡しする手段が必要となる。従って、図３に示された配置は、目下のところ最も好ましい配置であると考えられる。

【0048】

ウエハ下面の周縁部付近の不活性ガスの流れを考慮すると、スライダ１２０は傾斜面１２４を備えていることが好ましい。しかしながら、スライダ１２０の上面が全体を水平面とした実施形態も可能である。閉鎖位置にあるスライダ１２０が、ウエハＷの真下の切り欠き１１８を塞いでさえいれば、図５Ｃに示すような不活性ガスの下向きの流れは少なくなるため、液がウエハＷの上面から下面に回り込むことを抑制することが可能である。なお、スライダ１２０が傾斜面１２４を持たなければ、後述するスリット１２５をプレート１１１の上面１１９に露出させる必要がなくなるという利点もある。

【0049】

次に、スライダ１２０の移動機構について説明する。図２に示すように、基板保持部１１０のプレート１１１には、スライダ１２０をプレート１１１の半径方向に水平に案内するガイド部材１２１が設けられている。ガイド部材１２１はプレート１１１に対して不動である。スライダ１２０がプレート１１１の半径方向に水平に滑らかにスライドできるのであれば、ガイド部材１２１の構成は任意である。

【0050】

スライダ１２０はプレート１１１の半径方向内側を向いた面を有し、ガイド部材１２１はプレート１１１の半径方向外側を向いた面を有し、これらの互いに対向する面の間にばね（圧縮ばね）１２２が設けられている。このばね１２２によりスライダ１２０は閉鎖位置に向けて付勢されている。従って、スライダ１２０に（ばね１２２以外から）外力が印加されていないときには、スライダ１２０は閉鎖位置に位置する。

【0051】

スライダ１２０には、水平面に対して傾斜した（斜め下方向を向いた）傾斜面１２６（被操作傾斜面）が設けられている。傾斜面１２６は、スライダ１２０の外側に近づくに従って（プレート１１１の外周縁に近づくに従って）高くなるように傾斜している。例えば鉛直方向に延びるピンの形態のスライダ操作部材２２０の頭部を傾斜面１２３に接触させて滑らせながら上方に移動させることにより、ガイド部材１２１に案内されたスライダ１２０がばね１２２の付勢力に逆らって開放位置に向けてスライドする（図２の矢印Ｓ２を参照）。

【0052】

図２および図３に示すように、プレート１１１の上面には、スライダ１２０が閉鎖位置と開放位置との間で移動することを可能とするため、スリット１２５が設けられている、スリット１２５のスライダ１２０が存在しない部分から、プレート１１１の下方に不活性ガスが抜ける可能性がある。また、スライダ１２０の円滑な動作を可能とするため、スリット１２５の幅はスライダ１２０の幅よりやや大きくなっている。このため、スリット１２５の側壁とスライダ１２０の側壁との隙間を通って、プレート１１１の下方に不活性ガスが抜ける可能性がある。このような事象を生じ難くするため、図４に概略的に示すように、ガイド部材１２１を、スライダ１２０を囲むように設けてもよい。あるいは、スリット１２５より下方にあるスライダ１２０の下部１２７の幅を、スリット１２５の中にあるスライダ１２０の上部１２８の幅より大きくしてもよい。なお、図４に表示された形状は厳密には図２に示したものとは整合していないが、図４はあくまで概略模式図ということで理解されたい。

【0053】

プレート１１１の周縁から中心に向けて延びる凹部の形態の切り欠き１１８に代えて、プレート１１１の周縁部に、当該周縁部を上下方向に貫通するリフトピン３００が通過可能な穴の形態の切り欠き（図３において鎖線１１９Ａでその輪郭を示した）を設けてもよい。このような穴の形態の切り欠きは、プレート１１１の周縁に開口していない。このような穴も、上記と同様のスライダにより開閉することが可能なことは明らかである。

【0054】

次に、スピンチャック１００の周囲に設けられた構造物について、図２を参照して説明する。スピンチャック１００の周囲には、基板保持部１１０により保持されたウエハＷから飛散する液を受け止めて回収する液受けカップ１５０が設けられている。図示例では、液受けカップ１５０は外カップ体１５１と内カップ体１５２とを有しており、外カップ体１５１と内カップ体１５２との間の通路１５３を液が流下するようになっている。半導体製造装置の技術分野において周知のとおり、外カップ体１５１と内カップ体１５２の間にさらに１つ以上の可動のカップ体を設けることにより隣接する２つのカップ体同士の間に複数の通路を形成し、ウエハＷに供給される液の種類に応じて選択された通路から液を排出するようにしてもよい。

【0055】

最も内側のカップ体である内カップ体１５２の上端部は、プレート１１１に近接して配置されるとともに、プレート１１１の真下の空間にウエハＷから飛散した液が入り込み難いように設けられている。処理ユニット１６には、様々なアクチュエータ（エアシリンダ、モータ）がおよびそれに付随する電気回路が設けられている。これらのアクチュエータおよび電気回路等を確実に処理液（ウエハＷに供給される液）のミストなどを含む汚染雰囲気から保護するために、プレート１１１の下方には、区画部材１６０が設けられている。区画部材１６０の下方に、アクチュエータおよび電気回路等が設けられている。

【0056】

区画部材１６０は、例えば全体として円盤形に形成されており、円盤形の外周縁にはその全周にわたって、下方に垂れ下がる側周部１６７が設けられている。区画部材１６０の中心部には、スピンチャック１００の回転軸１３０が貫通する穴が設けられている。

【0057】

区画部材１６０には、３つのリフトピン３００の各々が通過する３つの穴１６１が設けられている。区画部材１６０には、リフトピン３００が下降位置にあるときに穴１６１を塞ぐ可動蓋１６２が取り付けられている。可動蓋１６２は、概ね円筒状の基部１６３と、基部１６３から半径方向外側に延びる蓋本体１６４とを有している。基部１６３は、区画部材１６０に設けられた軸１６５の周りに回転可能に取り付けられている。

【0058】

基部１６３の外周面には、当該外周面を斜め方向に延びる溝１６６が形成されている。溝１６６は、当該外周面上における角度位置を示すθが大きくなるに従って、高さ位置を示すｈが大きくなるように形成されている。この溝１６６には、可動蓋１６２を回転させるための蓋操作部材２３０が係合している。蓋操作部材２３０を上下に移動させることにより、基部１６３および蓋本体１６４が、軸１６５の周りに回転する（図２の矢印Ｓ３を参照）。この回転動作に伴い、蓋本体１６４は、穴１６１を閉鎖する閉鎖位置と、穴１６１を開放してリフトピン３００が穴１６１を通過することを可能とする開放位置との間で移動する。つまり、溝１６６付きの基部１６３と蓋操作部材２３０は、円筒カム機構を構成している。ここでは、蓋操作部材２３０が上昇位置にあるときに穴１６１が開放され、蓋操作部材２３０が下降位置にあるときに穴１６１が閉鎖される。穴１６１を閉鎖することにより、区画部材１６０の下方に汚染雰囲気が侵入することをより確実に防止することができる。

【0059】

上述した３つの操作部材（チャック操作部材２１０、スライダ操作部材２２０および蓋操作部材２３０）は、単一の昇降部材２４０に担持されている。これらの操作部材２１０，２２０，２３０は、昇降部材２４０と一体成型されていてもよく、あるいは、昇降部材２４０と別体に形成された後に昇降部材２４０に固定されてもよい。チャック操作部材２１０は昇降部材２４０の上面それ自体であってもよく、昇降部材２４０の上面から上方に延びる突起であってもよい。

【0060】

昇降部材２４０は、例えば、全体として概ね円盤型の形状を有している。昇降部材２４０の中心部には、スピンチャック１００の回転軸１３０が貫通する穴が設けられている。昇降部材２４０および区画部材１６０の中心部の穴とスピンチャック１００の回転軸１３０との間には隙間が設けられており、スピンチャック１００の回転軸１３０が回転しても昇降部材２４０および区画部材１６０は回転しない。

【0061】

昇降部材２４０は、エアシリンダ等のリニアアクチュエータ２４１からなる昇降機構により昇降させることができる。昇降部材２４０の下面から下方に延びる１本以上のロッド２４２が区画部材１６０を貫通して延びている。ロッド２４２の下端は、１つの円盤状の昇降体２４３に接続されており、この昇降体２４３がリニアアクチュエータ２４１により昇降させられる。

【0062】

リニアアクチュエータ２４１は区画部材１６０の下方に設けられている。昇降部材２４０を昇降させることによりチャック操作部材２１０、スライダ操作部材２２０および蓋操作部材２３０を同時に昇降させることができる。

【0063】

昇降部材２４０を上昇させると、チャック操作部材２１０がチャック部材１１２の被押上部１１６を上昇させ、これに伴い、チャック部材１１２が解放位置に移動する。また、スライダ操作部材２２０がスライダ１２０の傾斜面１２３に接触して傾斜面１２３を上に押し上げ、これに伴いスライダ１２０が開放位置に移動する。さらに、蓋操作部材２３０が、可動蓋１６２を回転させて、蓋本体１６４が開放位置に移動する。これにより、リフトピン３００を上昇位置と下降位置との間で自由に昇降させることができるようになる。

【0064】

昇降部材２４０を下降させると、チャック操作部材２１０がチャック部材１１２の被押上部１１６から離れ、これに伴いチャック部材１１２が把持位置に移動する。また、スライダ操作部材２２０がスライダ１２０の傾斜面１２３から離れ、これに伴いスライダ１２０が閉鎖位置に移動する。さらに、蓋操作部材２３０が、可動蓋１６２を回転させて、蓋本体１６４が閉鎖位置に移動する。

【0065】

次に、処理ユニット１６で行われる１枚のウエハＷの処理について説明する。

【0066】

未処理のウエハＷを保持した基板搬送装置１７のアームを、処理ユニット１６内に侵入させて、受け渡し位置（スピンチャック１００の真上の位置）で待機させる。また、昇降部材２４０を上昇させ、リフトピン３００が上昇位置と下降位置との間で自由に昇降できるようにする。次いで、リフトピン３００を上昇させ、基板搬送装置１７のアームからウエハＷを取り去る。次いで、基板搬送装置１７のアームを処理ユニット１６から退出させる。

【0067】

次に、ウエハＷを支持したリフトピン３００を下降位置まで下降させる。リフトピン３００の下降の途中で、ウエハＷが傾斜面１１７の上に乗ると、リフトピン３００からウエハＷが離れる。次いで、昇降部材２４０を下降位置に移動させることにより、チャック部材１１２が把持位置に移動してウエハＷを把持し、これに伴い、ウエハＷが傾斜面１１７から僅かに離れる。また、スライダ１２０および蓋本体１６４が閉鎖位置に移動する。これにより、ウエハＷを処理する準備が完了したことになる。

【0068】

ここでは、ウエハＷに対して行われる処理がウエハＷの裏面（デバイスが形成される面）に対して行われるブラシ処理であるものとする。この場合、ウエハＷは、処理ユニット１６に搬入される前にリバーサーにより裏返されているので、ウエハＷの裏面が上向きとなった状態で、ウエハＷがスピンチャック１００に保持される。スピンチャック１００によりウエハＷを回転させた状態で、例えば、ブラシ洗浄工程、二流体洗浄工程、リンス工程、乾燥工程が順次行われる。

【0069】

ブラシ洗浄工程、二流体洗浄工程およびリンス工程では、ウエハＷの裏面（上向きの面（上面））に液（例えばＤＩＷ）が供給された状態で処理が行われる。ブラシ洗浄工程では、回転するブラシ４０１が回転するウエハＷの上面に押し付けられた状態でウエハＷの中心部と周縁部との間を移動する。このときブラシ４０１に内蔵された液吐出構造から液（例えばＤＩＷ）がウエハＷに供給される。二流体洗浄工程では、洗浄液（例えばＤＩＷ）とガス（例えば窒素ガス）とを含む二流体を回転するウエハＷの上面に向けて吐出するノズル４０２が、ウエハＷの中心部の上方の位置と周縁部の上方の位置との間を往復しながら移動する。リンス工程では、ノズル４０２（別のノズルでもよい）から回転するウエハＷの上面の中心部にリンス液（例えばＤＩＷ）が供給される。

【0070】

ウエハＷの上面に供給された液がウエハの下面に回り込んでウエハＷの下面（デバイスが形成される面）が汚染されることを防止するために、ガス吐出口１３２から、プレート１１０の上面とウエハＷの下面との間の空間Ｓに不活性ガスが供給される。この不活性ガスによる液の回り込み防止効果は、図５Ａ～図５Ｃを参照して先に説明したように、閉鎖位置にあるスライダ１２０によりウエハＷの周縁の全周にわたって発揮される。

【0071】

乾燥工程はウエハＷの上面に液を供給しないでウエハＷを高速回転させることにより行われ、当該乾燥工程が終了すると１枚のウエハＷに対する一連の処理工程が終了する。

【0072】

ウエハＷの処理が終了したら、昇降部材２４０を上昇位置に移動させる。これに伴い、チャック部材１１２が解放位置に移動し、それまでチャック部材１１２により把持されていたウエハＷがプレート１１０の傾斜面１１７の上に落ちる。また、スライダ１２０および蓋本体１６４が開放位置に移動する。次いで、リフトピン３００を上昇させ、リフトピン３００により傾斜面１１７からウエハＷを持ち上げる。ウエハＷを支持したリフトピン３００を引き続き上昇位置まで上昇させる。次いで、空の基板搬送装置１７のアームを処理ユニット１６内の受け渡し位置に位置させ、この状態で、リフトピン３００を下降させることにより、基板搬送装置１７のアームにウエハＷを渡す。次いで、ウエハＷを保持した基板搬送装置１７のアームは、処理ユニット１６から退出する。

【0073】

上記の実施形態によれば、ウエハＷが処理されているときにスライダ１２０がプレート１１０の切り欠き１１８を少なくとも部分的に塞ぐため、切り欠き１１８の近傍において、ウエハＷの下面に液が周り込むことによりウエハＷの下面が汚染されることを防止することができる。

【0074】

また、スライダ１２０は、スライダ操作部材２２０を上方に移動させることによりばね１２２の弾性力に抗して開放位置に移動し、スライダ操作部材２２０を下方に移動させることによりばね１２２の弾性力により閉鎖位置に移動し、かつ、当該閉鎖位置に固定される。このため、スピンチャック１００が回転しているときに、スライダ１２０を閉鎖位置に固定するためにスライダ１２０に（ばね力以外の）外力を印加する必要がない。

【0075】

また、チャック部材１１２はチャック操作部材２１０を上方に移動させることによりスプリング１１５の弾性力に抗して解放位置に移動し、チャック操作部材２１０を下方に移動させることによりスプリング１１５の弾性力により把持位置に移動する。このため、スピンチャック１００が回転しているときに、チャック部材１１２を把持位置に固定するためにチャック部材１１２に（ばね力以外の）外力を印加する必要がない。

【0076】

スライダ１２０およびチャック部材１１２は、それらの操作部材２２０，２１０を上昇位置に位置させることにより、ウエハＷのスピンチャック１００への着脱操作に適した位置に位置する。また、スライダ１２０およびチャック部材１１２は、それらの操作部材２２０，２１０を下降位置に位置させることにより、ウエハＷをスピンチャック１００により回転させて処理を施すのに適した位置に位置する。このため、スライダ操作部材２２０およびチャック操作部材２１０を１つの昇降部材２４０と一体化させることにより、単一の昇降駆動機構（ここではリニアアクチュエータ２４１）によりスライダ１２０およびチャック部材１１２を所望の位置に向けて同時に移動させることができる。このため、処理ユニット１６の部品点数を削減することができ、処理ユニット１６の製造コストを下げることができる。

【0077】

また、蓋本体１６４は、蓋操作部材２３０を上昇位置に移動させることにより開放位置に移動し、蓋操作部材２３０を下降位置に移動させることにより閉鎖位置に移動するようになっている。つまり、スライダ１２０およびチャック部材１１２に加えて蓋本体１６４も、その操作部材（蓋操作部材２３０）を上昇位置に位置させることにより、ウエハＷのスピンチャック１００への着脱操作に適した位置に位置し、また、その操作部材（蓋操作部材２３０）を下降位置に位置させることにより、ウエハＷをスピンチャック１００により回転させて処理を施すのに適した位置に位置する。従って、蓋操作部材２３０も１つの昇降部材２４０と一体化させることにより、単一の昇降駆動機構（ここではリニアアクチュエータ２４１）によりスライダ１２０、チャック部材１１２および蓋本体１６４を所望の位置に向けて同時に移動させることができる。このため、処理ユニット１６の部品点数を削減することができ、処理ユニット１６の製造コストを下げることができる。

【0078】

上記実施形態では、チャック操作部材２１０、スライダ操作部材２２０および蓋操作部材２３０の全てが単一の昇降部材２４０と一体化され、昇降部材２４０と一緒に昇降している。この構成は、処理ユニット１６の部品点数および製造コストの削減の観点からは最も好ましいが、これには限定されない。つまり、チャック操作部材２１０、スライダ操作部材２２０および蓋操作部材２３０のうちの２つが昇降部材２４０と一体化され、残りの１つが昇降部材２４０と一体化されずに別の駆動源により駆動される変形実施形態も可能である。例えば、リフトピン３００の昇降と密接に関連するスライダ操作部材２２０および蓋操作部材２３０を昇降部材２４０と一体化され、チャック操作部材２１０が昇降部材２４０と一体化されずに別の駆動源により駆動される変形実施形態も考えられる。この場合にも、処理ユニット１６の部品点数を削減することができ、処理ユニット１６の製造コストを下げる効果を得ることができる。

【0079】

上記実施形態に係る処理ユニット１６は、ウエハＷの裏面が上向きとされた状態でウエハＷの裏面の処理を行うのに適しているが、ウエハＷの表面が上向きとされた状態でウエハＷの表面の処理を行うことも可能である。また、この処理ユニット１６で行われる処理は、上述したブラシ処理に限らず、薬液処理（薬液洗浄処理、エッチング処理）であってもよい。どのような処理が行われる場合でも、スライダ１２０によるウエハＷの上面から下面への液の回り込み効果は得られる。

【0080】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0081】

処理対象の基板は、半導体ウエハには限定されず、ガラス基板、セラミック基板等、半導体装置製造の分野で使用される様々な基板であってもよい。

【符号の説明】

【0082】

Ｗ 基板（ウエハ）
１１０ 基板保持部
１１１ プレート
１１２ 基板把持部材（チャック部材）
１１８ 切り欠き部（切り欠き）
１２０ 閉鎖部材（スライダ）
１３０ 回転駆動部
２２０ 操作部材（スライダ操作部材）
３００ リフトピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】