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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-06
(45)【発行日】2023-11-14
(54)【発明の名称】基板保持装置、基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20231107BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20231107BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/304 643A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019231680
(22)【出願日】2019-12-23
(65)【公開番号】P2021100067
(43)【公開日】2021-07-01
【審査請求日】2022-06-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】中井 仁司
【審査官】境 周一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０５００１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６９２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４６３６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を保持する基板保持装置であって、複数のチャックと、
チャックベースと、
第１機構と、
第２機構と
を備え、
前記複数のチャックの各々が、前記基板の把持に用いられる把持部を有し、
前記チャックベースは、
前記複数のチャックを搭載し、
前記把持部を露出させる主面を有し、
前記把持部に把持される前記基板の回転に用いられ、
前記第１機構は、
前記複数のチャックを駆動して、第１位置と第２位置との間で、前記複数のチャックを移動させる第１駆動部と、
可動の第１駆動磁石と、
前記第１駆動部に固定され、前記第１駆動磁石の移動に従って移動して前記第１駆動部を動作させる第１従動磁石と
を有し、
前記第１位置における前記把持部の前記主面に対する高さは、前記第２位置における前記把持部の前記主面に対する高さよりも高く、
前記第２機構は、
前記複数のチャックを駆動して、前記把持部が前記基板の把持を可能とする第１姿勢と、前記把持を解除する第２姿勢との間で、前記複数のチャックを遷移させる第２駆動部と、
可動の第２駆動磁石と、
前記第２駆動部に固定され、前記第２駆動磁石の移動に従って移動して前記第２駆動部を動作させる第２従動磁石と
を有し、
前記把持部は、
前記基板が把持されるときに前記基板の周縁を把持する凹面
を含み、
前記主面の法線方向に平行な軸を中心とした前記複数のチャックの回転が、前記凹面の開口する方向を移動させ、
前記第２駆動部は、前記法線方向における前記第２従動磁石の移動を前記複数のチャックの前記回転に変換し、
前記第２駆動磁石の前記法線方向における移動が、前記第２従動磁石を前記法線方向において移動させる、基板保持装置。
【請求項2】
基板を保持する基板保持装置であって、
複数のチャックと、
チャックベースと、
第１機構と、
第２機構と
を備え、
前記複数のチャックの各々が、前記基板の把持に用いられる把持部を有し、
前記チャックベースは、
前記複数のチャックを搭載し、
前記把持部を露出させる主面を有し、
前記把持部に把持される前記基板の回転に用いられ、
前記第１機構は、
前記複数のチャックを駆動して、第１位置と第２位置との間で、前記複数のチャックを移動させる第１駆動部と、
可動の第１駆動磁石と、
前記第１駆動部に固定され、前記第１駆動磁石の移動に従って移動して前記第１駆動部を動作させる第１従動磁石と
を有し、
前記第１位置における前記把持部の前記主面に対する高さは、前記第２位置における前記把持部の前記主面に対する高さよりも高く、
前記第２機構は、
前記複数のチャックを駆動して、前記把持部が前記基板の把持を可能とする第１姿勢と、前記把持を解除する第２姿勢との間で、前記複数のチャックを遷移させる第２駆動部と、
可動の第２駆動磁石と、
前記第２駆動部に固定され、前記第２駆動磁石の移動に従って移動して前記第２駆動部を動作させる第２従動磁石と
を有し、
前記複数のチャックは第１チャックと第２チャックとを含み、
前記チャックベースによって前記基板が回転し、かつ前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１位置にある場合もしくは前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第２位置にある場合において：
前記第１チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第２チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；
前記第２チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第１チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；
前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１姿勢をとり得る、基板保持装置。
【請求項3】
前記把持部は、前記基板が把持されるときに前記基板の周縁を把持する凹面
を含み、
前記主面の法線方向に平行な軸を中心とした前記複数のチャックの回転が、前記凹面の開口する方向を移動させ、
前記第２駆動部は、前記法線方向における前記第２従動磁石の移動を前記複数のチャックの前記回転に変換し、
前記第２駆動磁石の前記法線方向における移動が、前記第２従動磁石を前記法線方向において移動させる、請求項２に記載の基板保持装置。
【請求項4】
前記法線方向における前記第１駆動磁石の移動が、前記第１従動磁石を前記法線方向に移動させ、前記複数のチャックが前記第１姿勢をとるときに前記第２駆動磁石と前記第２従動磁石との間に働く磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２姿勢をとるときにおける前記磁力の大きさが大きく、
前記複数のチャックが前記第１姿勢をとる場合において、前記複数のチャックが前記第１位置にあるときの前記磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２位置にあるときの前記磁力の大きさが大きい、請求項１または請求項３に記載の基板保持装置。
【請求項5】
前記複数のチャックが前記第２姿勢をとる場合において、前記複数のチャックが前記第１位置にあるときの前記磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２位置にあるときの前記磁力の大きさが大きい、請求項４に記載の基板保持装置。
【請求項6】
前記複数のチャックが前記第２姿勢から前記第１姿勢へと遷移するときの前記複数のチャックの前記回転は、前記基板が前記把持部に把持されることによって制限される、請求項１または請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の基板保持装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板保持装置において行なわれる基板処理方法であって、前記基板は第１面と、前記第１面よりも前記チャックベースに近い第２面とを有し、
前記第１位置において前記把持部に把持された前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に対して処理液の供給を行う第１工程と、
前記第１工程と共に、あるいは前記第１工程が終了してから、前記第２面に対するガスの供給を行なう第２工程と
を備え、
前記第２工程において、前記基板は前記把持部に把持されながら前記チャックベースによって回転しつつ、前記複数のチャックが前記第１位置から前記第２位置へ移動する、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は基板を保持する技術と、基板を処理する技術とに関する。保持の対象となる基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板が含まれる。
【背景技術】
【0002】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置（以下「枚葉型処理装置」と称す）や、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置が用いられる。一般的な枚葉型処理装置では、処理室内において１枚の基板が水平に保持され、処理の内容に応じて基板の回転や、基板への処理液（薬液やリンス液）の供給が行われる。
【0003】
枚葉型処理装置は、例えば回転軸を中心として回転するスピンベース上に、回転方向に沿って複数のチャックを備えている場合がある。当該チャックはその形状がピン状であることから「チャックピン」と称されることもある。またチャックを備えたスピンベースは「チャックベース」と称されることもある。
【0004】
このような枚葉型処理装置では、チャックが基板の周縁を上下方向から挟む（以下「把持」するとも称す）状態で上記回転や処理液の供給が行われる。また把持されずにその下面がチャックベースの上方で支持される（以下「載置」されるとも称す）状態で、基板がチャックベースから取り外される。あるいは基板は把持に先だってチャックベースへと載置される。なお、以下では「保持」を「載置」および「把持」のいずれをも含む概念として採用する。
【0005】
例えば、下記の特許文献１～６では、チャックベース上に設けられた複数のチャックピンを用いて基板が保持される技術が例示される。
【0006】
特許文献１では、カム板を介して、磁力によりチャックピンを回転させることにより、基板の把持およびその解除を行う技術が紹介される。
【0007】
特許文献２では、スピンチャックと称される構成要素が、ウエハを保持した状態で回転および昇降する技術が紹介される。
【0008】
特許文献３では、磁力によりチャックピンを昇降させる技術が紹介される。
【0009】
特許文献４では、磁力によりチャックピンを回転させることにより、基板の把持およびその解除を行う技術が紹介される。
【0010】
特許文献５では、チャックベースを昇降させる技術が紹介される。
【0011】
特許文献６では、チャックピンを支持する機構を昇降可能とする筒状の凹部が、チャックベースの周縁に設けられてチャックベースと共に回転する技術が紹介される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開２０１６－２５１８６号公報
【文献】特開２００５－１８３７０９号公報
【文献】特開２０１８－５００１３号公報
【文献】特開２０１０－１３００１８号公報
【文献】特許第５１７２８８４号公報
【文献】特開２０１９－４６９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
基板がチャックベースへ載置されたり、載置された基板がチャックベースから取り外されたりする工程（以下、当該工程を基板の「受け渡し」と称する）際、チャックベースを昇降させることは、当該昇降を実現する機構が大型化する観点では望ましくない。かかる観点からは特許文献３で紹介される技術のように、チャックピンを昇降させることが望ましい。
【0014】
しかしながら、特許文献３ではチャックピンによる基板の把持およびその解除を駆動する構成要素は、スプラッシュガードに固定されている。よってチャックピンの昇降に応じてスプラッシュガードをも昇降させる必要がある。
【0015】
本発明は、チャックの昇降と、チャックによる基板の把持およびその解除を容易に行う技術を提供することを目的の一つとする。また、基板に対する処理工程において、基板を回転させながらチャックベースと基板との距離を変更する技術を提供することも目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記の課題を解決するための第１態様は、基板を保持する基板保持装置であって、複数のチャックと、チャックベースと、第１機構と、第２機構とを備える。前記複数のチャックの各々が、前記基板の把持に用いられる把持部を有する。前記チャックベースは、前記複数のチャックを搭載し、前記把持部を露出させる主面を有し、前記把持部に把持される前記基板の回転に用いられる。
【0017】
前記第１機構は、前記複数のチャックを駆動して、第１位置と第２位置との間で、前記複数のチャックを移動させる第１駆動部と、可動の第１駆動磁石と、前記第１駆動部に固定され、前記第１駆動磁石の移動に従って移動して前記第１駆動部を動作させる第１従動磁石とを有する。前記第１位置における前記把持部の前記主面に対する高さは、前記第２位置における前記把持部の前記主面に対する高さよりも高い。
【0018】
前記第２機構は、前記複数のチャックを駆動して、前記把持部が前記基板の把持を可能とする第１姿勢と、前記把持を解除する第２姿勢との間で、前記複数のチャックを遷移させる第２駆動部と、可動の第２駆動磁石と、前記第２駆動部に固定され、前記第２駆動磁石の移動に従って移動して前記第２駆動部を動作させる第２従動磁石とを有する。
前記把持部は、前記基板が把持されるときに前記基板の周縁を把持する凹面を含む。前記主面の法線方向に平行な軸を中心とした前記複数のチャックの回転が、前記凹面の開口する方向を移動させる。前記第２駆動部は、前記法線方向における前記第２従動磁石の移動を前記複数のチャックの前記回転に変換する。前記第２駆動磁石の前記法線方向における移動が、前記第２従動磁石を前記法線方向において移動させる。
前記把持部は、前記基板が把持されるときに前記基板の周縁を把持する凹面を含む。前記主面の法線方向に平行な軸を中心とした前記複数のチャックの回転が、前記凹面の開口する方向を移動させる。前記第２駆動部は、前記法線方向における前記第２従動磁石の移動を前記複数のチャックの前記回転に変換する。前記第２駆動磁石の前記法線方向における移動が、前記第２従動磁石を前記法線方向において移動させる。
【0019】
上記の課題を解決するための第２の態様は、基板を保持する基板保持装置であって、複数のチャックと、チャックベースと、第１機構と、第２機構とを備える。前記複数のチャックの各々が、前記基板の把持に用いられる把持部を有する。前記チャックベースは、前記複数のチャックを搭載し、前記把持部を露出させる主面を有し、前記把持部に把持される前記基板の回転に用いられる。
前記第１機構は、前記複数のチャックを駆動して、第１位置と第２位置との間で、前記複数のチャックを移動させる第１駆動部と、可動の第１駆動磁石と、前記第１駆動部に固定され、前記第１駆動磁石の移動に従って移動して前記第１駆動部を動作させる第１従動磁石とを有する。前記第１位置における前記把持部の前記主面に対する高さは、前記第２位置における前記把持部の前記主面に対する高さよりも高い。
前記第２機構は、前記複数のチャックを駆動して、前記把持部が前記基板の把持を可能とする第１姿勢と、前記把持を解除する第２姿勢との間で、前記複数のチャックを遷移させる第２駆動部と、可動の第２駆動磁石と、前記第２駆動部に固定され、前記第２駆動磁石の移動に従って移動して前記第２駆動部を動作させる第２従動磁石とを有する。
前記複数のチャックは第１チャックと第２チャックとを含む。前記チャックベースによって前記基板が回転し、かつ前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１位置にある場合もしくは前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第２位置にある場合において：前記第１チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第２チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；前記第２チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第１チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１姿勢をとり得る。
前記第１機構は、前記複数のチャックを駆動して、第１位置と第２位置との間で、前記複数のチャックを移動させる第１駆動部と、可動の第１駆動磁石と、前記第１駆動部に固定され、前記第１駆動磁石の移動に従って移動して前記第１駆動部を動作させる第１従動磁石とを有する。前記第１位置における前記把持部の前記主面に対する高さは、前記第２位置における前記把持部の前記主面に対する高さよりも高い。
前記第２機構は、前記複数のチャックを駆動して、前記把持部が前記基板の把持を可能とする第１姿勢と、前記把持を解除する第２姿勢との間で、前記複数のチャックを遷移させる第２駆動部と、可動の第２駆動磁石と、前記第２駆動部に固定され、前記第２駆動磁石の移動に従って移動して前記第２駆動部を動作させる第２従動磁石とを有する。
前記複数のチャックは第１チャックと第２チャックとを含む。前記チャックベースによって前記基板が回転し、かつ前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１位置にある場合もしくは前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第２位置にある場合において：前記第１チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第２チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；前記第２チャックが前記第２姿勢をとるときには前記第１チャックは前記第２姿勢をとらずに前記第１姿勢をとり；前記第１チャックおよび前記第２チャックのいずれもが前記第１姿勢をとり得る。
【0020】
第３の態様は第２の態様であって、前記把持部は、前記基板が把持されるときに前記基板の周縁を把持する凹面を含む。前記主面の法線方向に平行な軸を中心とした前記複数のチャックの回転が、前記凹面の開口する方向を移動させる。前記第２駆動部は、前記法線方向における前記第２従動磁石の移動を前記複数のチャックの前記回転に変換する。前記第２駆動磁石の前記法線方向における移動が、前記第２従動磁石を前記法線方向において移動させる。
【0021】
第４の態様は第１の態様または第３の態様であって、前記法線方向における前記第１駆動磁石の移動が、前記第１従動磁石を前記法線方向に移動させる。前記複数のチャックが前記第１姿勢をとるときに前記第２駆動磁石と前記第２従動磁石との間に働く磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２姿勢をとるときにおける前記磁力の大きさが大きい。前記複数のチャックが前記第１姿勢をとる場合において、前記複数のチャックが前記第１位置にあるときの前記磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２位置にあるときの前記磁力の大きさが大きい。
【0022】
第５の態様は第４の態様であって、前記複数のチャックが前記第２姿勢をとる場合において、前記複数のチャックが前記第１位置にあるときの前記磁力の大きさよりも、前記複数のチャックが前記第２位置にあるときの前記磁力の大きさが大きい。
【0023】
第６の態様は第１の態様または第３の態様から第５の態様のいずれかであって、前記複数のチャックが前記第２姿勢から前記第１姿勢へと遷移するときの前記複数のチャックの前記回転は、前記基板が前記把持部に把持されることによって制限される。
【0024】
第７の態様は、第１の態様から第６の態様のいずれかにおいて行なわれる基板処理方法である。前記基板は第１面と、前記第１面よりも前記チャックベースに近い第２面とを有する。当該基板処理方法は、前記第１位置において前記把持部に把持された前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に対して処理液の供給を行う第１工程と、前記第１工程と共に、あるいは前記第１工程が終了してから、前記第２面に対するガスの供給を行なう第２工程とを備える。前記第２工程において、前記基板は前記把持部に把持されながら前記チャックベースによって回転しつつ、前記複数のチャックが前記第１位置から前記第２位置へ移動する。
【発明の効果】
【0026】
第１の態様によると、チャックの昇降と、チャックによる基板の把持およびその解除とが容易に行われる。基板の把持とその解除とが容易に行われる。
【0027】
第２の態様によると、チャックの昇降と、チャックによる基板の把持およびその解除とが容易に行われる。回転する基板を把持するチャックが交代される。
【0028】
第３の態様によると、基板の把持とその解除とが容易に行われる。
【0029】
第４の態様によると、チャックが第１位置にあってもチャックが第２姿勢をとることができる。
【0030】
第５の態様によると、チャックが第２位置にあってもチャックが第２姿勢をとることができる。
【0031】
第６の態様によると、基板の落下が検出される。
【0032】
第７の態様によると、基板を回転させながらもチャックベースと基板との距離が変更される。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】基板処理システムの構成の概略を例示する平面図である。
【図2】一つの基板処理装置の構成の概略を例示する全体図である。
【図3】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図4】チャックの上面図である。
【図5】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図6】チャックおよび基板を部分的に示す断面図である。
【図7】チャックの上面図である。
【図8】把持部と基板の周縁の位置との位置関係を示す上面図である。
【図9】環および第１駆動磁石、第２駆動磁石を部分的に示す上面図である。
【図10】カム板、軸、昇降板、第２従動磁石の位置関係を示す側面図である。
【図11】カム板、軸、昇降板、第２従動磁石の位置関係を示す側面図である。
【図12】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図13】本実施の形態における基板処理工程を例示するフローチャートである。
【図16】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図17】環および第１駆動磁石、第２駆動磁石を部分的に示す上面図である。
【図18】チャックベースの上面図である。
【図19】チャックの上面図である。
【図20】カム板、軸、昇降板、第２従動磁石の位置関係を示す側面図である。
【図21】基板の持ち替えを行うステップの具体的な動作を例示するフローチャートである。
【図22】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図23】チャックを示す上面図である。
【図24】把持部と基板の周縁の位置との位置関係を示す上面図である。
【図25】カム板、軸、昇降板、第２従動磁石の位置関係を示す側面図である。
【図26】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図27】スピンチャックの一部を示す断面図である。
【図28】基板が把持されているか否かを検出する構成を例示する断面図である。
【図29】基板が落下したことを検出する動作を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態が説明される。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
【0036】
なお、本実施の形態において「基板の保持」とは基板の位置、特に上下方向における位置を保つことを指し、「基板の載置」とは基板の下面を支持してチャックベースの上方において保持することを指し、「基板の把持」とは基板の周縁を上下方向から挟んで保持することを指す。当該実施の形態では基板の載置および把持のいずれも、チャックによって行われる。
【0037】
特に基板の周縁がチャックによって把持されている状態を「把持状態」と称し、基板の周縁がチャックによって把持されることなく基板が単にチャックピン上に載置される状態を「載置状態」と称する。また、把持状態および載置状態を問わず、基板が保持される状態を「保持状態」と称す。
【0038】
［基板処理システムの構成］
図１は基板処理システム７００の構成の概略を例示する平面図である。本実施の形態において発明の理解を容易にするために、方向Ｚが導入される。典型的には方向Ｚは鉛直上向きの方向である。
図１は基板処理システム７００の構成の概略を例示する平面図である。本実施の形態において発明の理解を容易にするために、方向Ｚが導入される。典型的には方向Ｚは鉛直上向きの方向である。
【0039】
基板処理システム７００は、基板処理装置７１０を備える。図１においては基板処理装置７１０は四つの組７１に設けられ、組７１の各々において３個ずつの基板処理装置７１０が設けられる場合が示される。
【0040】
基板処理装置７１０は基板Ｗに対して処理液を用いた処理を行う枚葉型処理装置である。基板Ｗは例えば半導体ウエハであり、円板状である。処理液は薬液およびリンス液を含む概念である。
【0041】
薬液の例として、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えばクエン酸、蓚酸）、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、界面活性剤、および腐食防止剤のうちの少なくとも一つを含む液体が挙げられる。
【0042】
リンス液の例として、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、および塩酸水が挙げられる。
【0043】
基板処理システム７００は流体キャビネット７０２、流体ボックス７０３、ロードポート７０６と、センターロボット７０８と、インデクサーロボット７０９とを更に備える。
【0044】
いずれのロードポート７０６も基板Ｗを複数枚で収容可能である。例えば基板Ｗはロードポート７０６において積層されて収容される。
【0045】
センターロボット７０８とロードポート７０６との間において、基板Ｗはインデクサーロボット７０９によって搬送される。
【0046】
インデクサーロボット７０９と基板処理装置７１０との間において、基板Ｗはセンターロボット７０８によって搬送される。
【0047】
流体キャビネット７０２には上述の処理液と、基板Ｗを処理する際に採用されるガスとが収容される。流体ボックス７０３は流体キャビネット７０２から処理液およびガスを基板処理装置７１０に供給する。図１においては流体ボックス７０３が組７１毎に設けられる場合が例示される。
【0048】
基板処理装置７１０の動作、センターロボット７０８の動作およびインデクサーロボット７０９の動作は、制御装置７３によって制御される。図１においては制御装置７３が基板処理システム７００に備えられる場合が例示される。
【0049】
制御装置７３は例えば制御部７３１および記憶部７３２を含む。制御部７３１はマイクロコンピュータで実現することができる。記憶部７３２はコンピュータプログラムを記憶する。制御部７３１は記憶部７３２が記憶するコンピュータプログラムを実行する。
【0050】
記憶部７３２は更にレシピデータを記憶する。レシピデータは複数のレシピを示す情報を含む。レシピの各々は基板Ｗの搬送および基板Ｗに対する処理のそれぞれについての内容および手順を規定する。
【0051】
記憶部７３２は主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置および補助記憶装置は、例えば半導体メモリーで実現される。補助記憶装置は他の記憶装置、例えばハードディスクドライブで実現されてもよいし、リムーバブルメディアで実現されてもよい。
【0052】
［基板処理装置の構成］
図２は一つの基板処理装置７１０の構成の概略を例示する全体図である。制御装置７３は基板処理装置７１０に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する。
図２は一つの基板処理装置７１０の構成の概略を例示する全体図である。制御装置７３は基板処理装置７１０に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する。
【0053】
基板処理装置７１０は、チャンバー７４と、ＦＦＵ（ファンフィルターユニット）７９と、排気ダクト７２とを備える。
【0054】
チャンバー７４はスピンチャック７５と、処理液供給機構７６と、カップ７７と、隔壁７８とを備える。隔壁７８は箱形であって内部空間を有し、スピンチャック７５と、処理液供給機構７６と、カップ７７とは当該内部空間に納められる。
【0055】
ＦＦＵ７９は送風ユニットであって隔壁７８の上方に位置する。ＦＦＵ７９はチャンバー７４の上方からチャンバー７４内にクリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送る。
【0056】
スピンチャック７５はチャンバー７４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持する基板保持装置として機能する。スピンチャック７５は鉛直な（ここでは方向Ｚと平行な）線である基板回転軸Ｑを中心として基板Ｗを回転させる。基板回転軸Ｑは例えば基板Ｗの中心を通る。
【0057】
処理液供給機構７６はスピンチャック７５に保持された基板Ｗの上側の表面（以下「第１面」と称す）Ｗ１に処理液を供給する。カップ７７は筒状であって、基板回転軸Ｑを中心としてスピンチャック７５を取り囲む。
【0058】
排気ダクト７２はカップ７７の底部に接続され、チャンバー７４内の気体を排出する。排出された気体は、基板処理装置７１０が設置される工場に設けられた排気設備（図示省略）に向けて案内される。
【0059】
ＦＦＵ７９および排気ダクト７２によって、チャンバー７４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が形成される。例えば基板Ｗの処理は、チャンバー７４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
【0060】
スピンチャック７５は、チャックベース７１１と、複数のチャックピン７１２と、チャック開閉機構７１３と、スピンモータ７１４とを含む。
【0061】
例えばチャックベース７１１は円板状であって、水平な姿勢で回転可能に保持される。チャックベース７１１の上方に露出する面（以下「主面」と称す）には、複数のチャックピン７１２が設けられる。例えばチャックピン７１２のいずれもが、主面の外周の部位において上方に突出して設けられる。
【0062】
チャック開閉機構７１３は複数のチャックピン７１２を開閉させる。チャックピン７１２の「開閉」の「閉」は、把持状態を得ることができる姿勢（以下「第１姿勢ＣＬ」とも称す）をチャックピン７１２がとることを指す。チャックピン７１２の「開閉」の「開」は、載置状態を得ることができる姿勢（以下「第２姿勢ＯＰ」とも称す）をチャックピン７１２がとることを指す。第２姿勢ＯＰから第１姿勢ＣＬへチャックピン７１２が遷移することで、第２姿勢ＯＰをとっていたチャックピン７１２が閉じられる。第１姿勢ＣＬから第２姿勢ＯＰへチャックピン７１２が遷移することで、第１姿勢ＣＬをとっていたチャックピン７１２が開かれる。
【0063】
チャックピン７１２の幾つかが第１姿勢ＣＬをとり、他の幾つかが第２姿勢ＯＰをとることもある（後の＜基板Ｗの“持ち替え“＞において説明される）。基板Ｗが把持されることなくチャックピン７１２が第１姿勢ＣＬをとる場合も想定される（後の＜基板Ｗの脱落の検知＞において説明される）。
【0064】
スピンモータ７１４はチャックベース７１１ひいてはチャックピン７１２を基板回転軸Ｑを中心として、例えば方向Ｚに沿って見て時計回りの方向ＲＤｒに回転させる。
【0065】
チャックベース７１１の外径は、基板Ｗの直径よりも大きい。チャックベース７１１の中心線は、基板回転軸Ｑ上に位置する。複数のチャックピン７１２は、周方向（基板回転軸Ｑを中心とする円周方向）に間隔を空けて位置される。チャックピン７１２のいずれも、基板Ｗの把持、あるいは載置に利用できる。
【0066】
チャックピン７１２は、基板Ｗを把持もしくは載置することによって、基板Ｗをチャックベース７１１から上側に離間させて保持する機能を有する。基板Ｗの下側の表面（以下「第２面」と称す）Ｗ２とチャックベース７１１の主面とが上下方向に離れた状態で、基板Ｗが方向Ｚを法線方向として、ここでは水平に保持される。第２面Ｗ２は第１面Ｗ１よりもチャックベース７１１に近い。法線方向である方向Ｚは、地球上では鉛直上向きの方向である。
【0067】
基板Ｗが把持状態にあるときにスピンモータ７１４がチャックベース７１１を回転させることにより、基板Ｗはチャックベース７１１およびチャックピン７１２と共に基板回転軸Ｑを中心として回転する。
【0068】
処理液供給機構７６は、薬液ノズル７３４と、薬液配管７３５と、薬液バルブ７３６とを含む。薬液ノズル７３４は第１面Ｗ１に向けて薬液を吐出する上面ノズルとして機能する。薬液配管７３５は薬液ノズル７３４に接続される。薬液バルブ７３６は薬液配管７３５の途中に設けられる。薬液配管７３５には薬液バルブ７３６を介して流体ボックス７０３（図１参照）から薬液が供給される。
【0069】
薬液バルブ７３６が開かれると、薬液配管７３５から薬液ノズル７３４に供給された薬液が、薬液ノズル７３４から下方に吐出される。かかる吐出によって、第１面Ｗ１へ薬液が供給される。薬液バルブ７３６が閉じられると、薬液ノズル７３４からの薬液の吐出が停止される。
【0070】
基板処理装置７１０は薬液ノズル移動装置７３７を含む。薬液ノズル移動装置７３７は薬液ノズル７３４を移動させる。
【0071】
薬液ノズル移動装置７３７は、薬液ノズル７３４から吐出された薬液が第１面Ｗ１に着液する処理位置と、薬液ノズル７３４がスピンチャック７５の周囲に退避した退避位置との間で薬液ノズル７３４を移動させる。
【0072】
薬液ノズル移動装置７３７は、薬液ノズル７３４を移動させることにより、薬液の着液位置を第１面Ｗ１内で移動させる。薬液ノズル７３４は、第１面Ｗ１に対する薬液の着液位置が中央部と周縁との間で移動しながら薬液を吐出する、スキャンノズルとして機能する。
【0073】
処理液供給機構７６は、リンス液ノズル７３８と、リンス液配管７３９と、リンス液バルブ７４０とを含む。リンス液ノズル７３８は、第１面Ｗ１に向けてリンス液を吐出する上面ノズルとして機能する。リンス液配管７３９はリンス液ノズル７３８に接続される。リンス液バルブ７４０はリンス液配管７３９の途中に設けられる。リンス液配管７３９にはリンス液バルブ７４０を介して流体ボックス７０３（図１）からリンス液が供給される。
【0074】
リンス液バルブ７４０が開かれると、リンス液配管７３９からリンス液ノズル７３８に供給されたリンス液が、リンス液ノズル７３８から下方に吐出される。かかる吐出によって、第１面Ｗ１へリンス液が供給される。リンス液バルブ７４０が閉じられると、リンス液ノズル７３８からのリンス液の吐出が停止される。
【0075】
基板処理装置７１０はリンス液ノズル移動装置７４１を含む。リンス液ノズル移動装置７４１はリンス液ノズル７３８を移動させる。
【0076】
リンス液ノズル移動装置７４１は、リンス液ノズル７３８から吐出されたリンス液が第１面Ｗ１に着液する処理位置と、リンス液ノズル７３８がスピンチャック７５の周囲に退避した退避位置との間でリンス液ノズル７３８を移動させる。
【0077】
リンス液ノズル移動装置７４１は、リンス液ノズル７３８を移動させることにより、リンス液の着液位置を第１面Ｗ１内で移動させる。リンス液ノズル７３８は、第１面Ｗ１に対するリンス液の着液位置が中央部と周縁との間で移動しながらリンス液を吐出する、スキャンノズルとして機能する。
【0078】
基板処理装置７１０は流体供給機構７４２を含む。流体供給機構７４２は処理液およびガスを第２面Ｗ２へ供給する機能を有する。
【0079】
流体供給機構７４２には薬液配管７４３、リンス液配管７４５、ガス配管７８１が接続され、それぞれから薬液、リンス液、ガスが供給される。当該ガスの例としては例えば不活性ガスあるいは窒素ガスが挙げられる。
【0080】
薬液配管７４３の途中には薬液バルブ７４４が設けられる。薬液配管７４３には薬液バルブ７４４を介して流体ボックス７０３（図１参照）から薬液が供給される。
【0081】
薬液バルブ７４４が開かれると、薬液配管７４３から流体供給機構７４２に供給された薬液が、第２面Ｗ２に向けて供給される。かかる供給によって、第２面Ｗ２へ薬液が供給される。薬液バルブ７４４が閉じられると、流体供給機構７４２からの薬液の供給が停止される。
【0082】
リンス液配管７４５の途中にはリンス液バルブ７４６が設けられる。リンス液配管７４５にはリンス液バルブ７４６を介して流体ボックス７０３（図１参照）からリンス液が供給される。
【0083】
リンス液バルブ７４６が開かれると、リンス液配管７４５から流体供給機構７４２に供給されたリンス液が、第２面Ｗ２に向けて供給される。かかる供給によって、第２面Ｗ２へリンス液が供給される。リンス液バルブ７４６が閉じられると、流体供給機構７４２からのリンス液の供給が停止される。
【0084】
ガス配管７８１の途中にはガスバルブ７８２が設けられる。ガス配管７８１にはガスバルブ７８２を介して流体ボックス７０３（図１参照）からガスが供給される。
【0085】
ガスバルブ７８２が開かれると、ガス配管７８１から流体供給機構７４２に供給されたガスが、第２面Ｗ２に向けて供給される。かかる供給によって、第２面Ｗ２へガスが供給される。ガスバルブ７８２が閉じられると、流体供給機構７４２からのガスの供給が停止される。
【0086】
カップ７７は、保持状態にある基板Ｗよりも外方（基板回転軸Ｑから離れる方向）に位置する。カップ７７は、外壁７４７と、複数の処理液カップと、複数のガードと、ガード昇降装置７５５とを含む。
【0087】
外壁７４７は筒状であってスピンチャック７５を取り囲む。複数の処理液カップは第１処理液カップ７４８、第２処理液カップ７４９、第３処理液カップ７５０を含む。第１処理液カップ７４８、第２処理液カップ７４９、第３処理液カップ７５０は、いずれもスピンチャック７５と外壁７４７との間でスピンチャック７５を囲む。
【0088】
第１処理液カップ７４８は第２処理液カップ７４９よりもスピンチャック７５に近く位置する。第２処理液カップ７４９は、第１処理液カップ７４８よりも外方に位置する。第３処理液カップ７５０は、第２処理液カップ７４９よりも外方に位置する。
【0089】
複数のガードは基板Ｗの周囲に飛散した処理液を受け止める。複数のガードはスピンチャック７５と外壁７４７との間でスピンチャック７５を取り囲む。複数のガードは第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４を含む。
【0090】
第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４はガード昇降装置７５５の制御により駆動され、独立して任意に昇降する。かかる昇降により、使用された処理液は、例えばその種類に応じて、第１処理液カップ７４８、第２処理液カップ７４９、第３処理液カップ７５０に導かれる。ガード昇降装置７５５は第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４を、互いに独立して昇降させる。第３処理液カップ７５０は第２ガード７５２と共に昇降する。第３処理液カップ７５０は例えば第２ガード７５２と一体である。
【0091】
第１処理液カップ７４８、第２処理液カップ７４９、第３処理液カップ７５０のいずれもが、上向きに開いた環状の溝を形成する。第１処理液カップ７４８、第２処理液カップ７４９、第３処理液カップ７５０に導かれた処理液は、これらの溝を通じて図示されない回収装置または廃液装置に送られる。
【0092】
第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４のいずれもが、傾斜部７５６と案内部７５７とを含む。傾斜部７５６は円筒状であり外方に向かうにつれて上方から下方に向かう。案内部７５７は円筒状であり傾斜部７５６の下端から下方に延びる。四つの傾斜部７５６は上下に重なって位置する。四つの案内部７５７は、同軸的に位置する。
【0093】
第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４の上端部は、それぞれの傾斜部７５６の上端部で構成される。これらの上端部は基板Ｗおよびチャックベース７１１よりも大きな直径を有する。
【0094】
第１ガード７５１の案内部７５７は第１処理液カップ７４８内に、第２ガード７５２の案内部７５７は第２処理液カップ７４９内に、第３ガード７５３の案内部７５７は第３処理液カップ７５０内に、それぞれ出入り可能である。
【0095】
ガード昇降装置７５５が第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４の少なくとも一つを昇降させることにより、カップ７７の展開および折り畳みが可能である。
【0096】
ガード昇降装置７５５は、第１ガード７５１の上端が基板Ｗより上方に位置する上位置と、第１ガード７５１の上端が基板Ｗより下方に位置する下位置との間で第１ガード７５１を昇降させ、上位置と下位置との間の任意の位置で第１ガード７５１を保持する機能を有する。ガード昇降装置７５５は、第２ガード７５２、第３ガード７５３、第４ガード７５４を同様に昇降させ、保持する機能を有する。
【0097】
基板Ｗへの処理液の供給および基板Ｗの乾燥は、複数のガードが、基板Ｗの周縁面に対向している状態で行われる。例えば第３ガード７５３を基板Ｗの周縁面に対向させる場合には、第１ガード７５１および第２ガード７５２が下位置に配置され、第３ガード７５３および第４ガード７５４が上位置に配置される。また、最も外側の第４ガード７５４を基板Ｗの周縁面に対向させる場合には、第４ガード７５４が上位置に配置され、第１ガード７５１、第２ガード７５２、第３ガード７５３が下位置に配置される。
【0098】
＜スピンチャック７５＞
次に、スピンチャック７５において採用される構成の詳細が説明される。図３は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。
次に、スピンチャック７５において採用される構成の詳細が説明される。図３は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。
【0099】
チャックベース１１はチャックベース７１１に採用される。固定ベース１５はチャックベース１１の下方に位置するが、図示の煩雑を避けるため、その占める位置のみが鎖線で示される。同様に、図示の煩雑を避けるため、チャックベース１１を回転させるスピンモータ７１４も図示を省略した。
【0100】
チャック１２は以下の例示では柱状であってチャックピン７１２に採用される。チャック１２は必ずしもピン状である必要はない。
【0101】
チャック１２はチャックベース１１の外周側かつ主面１１１側において、チャックベース１１を貫通する。主面１１１はチャックベース１１の方向Ｚ側の面であり、主面１１１の法線方向は方向Ｚに平行である。
【0102】
チャック１２がチャックベース１１を貫通する部位には軸受１１２が設けられる。軸受１１２はチャック１２の方向Ｚに沿った移動（方向Ｚに沿った移動を「昇降」とも表現する）を可能とし、方向Ｚに平行なチャック回転軸Ｊを中心としたチャック１２の回転を可能とする。軸受１１２はチャック１２の方向Ｚに非平行な移動を抑制する。
【0103】
ここではチャック開閉機構７１３に相当する構成として、回転板３０、カム板３１、軸３３、昇降板３４、磁石３５、回転シャフト３６が例示される。回転板３０はチャック１２の下方に取り付けられる。回転シャフト３６は回転板３０を介してチャック１２と同軸に取り付けられる。回転シャフト３６は軸受３７を介して昇降板２２に取り付けられる。軸受３７は、回転シャフト３６がチャック回転軸Ｊを中心として回転可能に回転シャフト３６を支持する。
【0104】
カム板３１は昇降板３４の上面に固定される。磁石３５は昇降板３４の下面に固定される。
【0105】
チャック１２、回転板３０、回転シャフト３６の自重によって回転シャフト３６は昇降板２２を押し下げる。昇降板２２は後述する磁力によって方向Ｚに沿って押し上げられる。よってチャック１２は昇降板２２の昇降に伴って昇降する。
【0106】
軸受１１２はチャック１２の方向Ｚに非平行な移動を抑制するので、昇降板２２が方向Ｚに非平行に移動することも間接的に抑制される。
【0107】
チャック１２はその方向Ｚ側に載置面１２２を有する。チャック１２は載置面１２２よりも方向Ｚ側に、更に把持部１２１を有する。載置面１２２は基板Ｗの載置に用いられ、把持部１２１は基板Ｗの把持に用いられる。
【0108】
チャック１２は、主面１１１に対する把持部１２１の高さが互いに異なる第１位置Ｈおよび第２位置Ｌに位置することができる。チャック１２は第１位置Ｈと第２位置Ｌとの間で移動（昇降）する。第２位置Ｌは第１位置Ｈよりも低い。具体的には、第１位置Ｈにおいて把持部１２１と主面１１１とを隔てる距離よりも、第２位置Ｌにおいて把持部１２１と主面１１１とを隔てる距離の方が短い。ただし、第１位置Ｈおよび第２位置Ｌのいずれにおいても、把持部１２１および載置面１２２は主面１１１から方向Ｚへ向けて露出する。図３はチャック１２が第１位置Ｈにある場合を例示する。
【0109】
受け渡し工程はチャック１２が第１位置Ｈにあるときに行われる。基板Ｗに対する処理液を用いた処理や、ガスを用いた処理は、第１位置Ｈおよび第２位置Ｌのいずれにおいても可能である。
【0110】
軸受３７、回転シャフト３６は、回転板３０ひいてはチャック１２がチャック回転軸Ｊを中心として回転する機能を有する、もしくは当該機能を補助する。
【0111】
回転板３０には軸３３が設けられる。例えば軸３３は方向Ｚに対して垂直な方向に設けられる。図３では軸３３は基板回転軸Ｑに対して外側に向けて突出する態様が例示される。
【0112】
カム板３１の後述される機能によって軸３３はチャック回転軸Ｊを中心として回転し、これに伴って回転板３０がチャック回転軸Ｊを中心として回転する。回転板３０がチャック回転軸Ｊを中心として回転することによってチャック１２のチャック回転軸Ｊを中心とする回転（以下「チャック自転」と称する）が得られる。
【0113】
＜チャック１２の開閉＞
以下、チャック自転によってチャック１２が開閉、つまり第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとの間を遷移することを説明する。
以下、チャック自転によってチャック１２が開閉、つまり第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとの間を遷移することを説明する。
【0114】
図３は基板Ｗが載置面１２２に載置されている状態を示す。このとき、チャック１２は第２姿勢ＯＰをとっている。
【0115】
図４は方向Ｚとは反対の方向に沿って見たチャック１２の上面図である。図４ではチャック１２が第２姿勢ＯＰをとっている状態が例示される。図４においては後の説明に用いるために、回転板３０、軸３３、及びカム板３１の一部も併記した。
【0116】
チャック１２が方向Ｄｒ２にチャック自転することにより第２姿勢ＯＰから第１姿勢ＣＬへと遷移する。チャック１２が方向Ｄｒ１にチャック自転することにより第１姿勢ＣＬから第２姿勢ＯＰへと遷移する。
【0117】
図５は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。図５はチャック１２が第１位置Ｈにあって基板Ｗが把持部１２１に把持されている状態を示す。このとき、チャック１２は第１姿勢ＣＬをとっている。
【0118】
図６は基板Ｗが把持部１２１に把持された状態におけるチャック１２および基板Ｗを部分的に示す断面図である。当該断面は方向Ｚに平行である。
【0119】
把持部１２１は凹面１２１ａを有する。凹面１２１ａに基板Ｗの周縁が嵌まることにより、基板Ｗは凹面１２１ａによって上下から挟まれて、把持部１２１に把持される。
【0120】
例えば把持部１２１が合成樹脂を含む材料で形成されることは、基板Ｗの周縁が把持されるときに基板Ｗが割れにくい観点で望ましい。
【0121】
図７は方向Ｚとは反対の方向に沿って見たチャック１２の上面図である。図７ではチャック１２が第１姿勢ＣＬをとっている状態が例示される。図７においては後の説明に用いるために、回転板３０、軸３３、及びカム板３１の一部も併記した。
【0122】
図８は把持部１２１と基板Ｗの周縁の位置Ｗ０との位置関係を示す上面図である。把持部１２１は、チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときの位置が実線で、チャック１２が第２姿勢ＯＰをとるときの位置が鎖線で、それぞれ示される。
【0123】
図３および図５は、いずれもチャック１２が第１位置Ｈにある状態を示す。チャック１２が第１位置Ｈにあって第２姿勢ＯＰをとるとき（図３参照）に基板Ｗが載置面１２２へ載置される（スピンチャック７５への基板Ｗの受け渡し）。基板Ｗが載置面１２２に載置された後にチャック自転によって凹面１２１ａが基板Ｗの周縁を方向Ｚに沿って案内し、把持部１２１が基板Ｗを把持する（図５参照）。
【0124】
あるいはチャック１２が第１位置Ｈにあって第１姿勢ＣＬをとっている状態から、チャック自転によって凹面１２１ａが基板Ｗの周縁を方向Ｚと反対方向に沿って案内し、基板Ｗが載置面１２２に載置される。その後に基板Ｗは載置面１２２から除かれる（スピンチャック７５からの基板Ｗの取り外し）。
【0125】
以上のことから、次の説明が可能である。スピンチャック７５は、基板Ｗを保持する基板保持装置であって、チャックベース１１と、複数のチャック１２とを備える。チャックベース１１はチャック１２を搭載する。チャック１２の各々が、基板Ｗの把持に用いられる把持部１２１を有する。チャックベース１１の主面１１１は把持部１２１を露出させる。基板Ｗは把持部１２１に把持される。把持部１２１に把持された基板Ｗの回転にチャックベース１１が用いられる。
【0126】
なお、上述の通り、チャック１２がとる第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとは、把持部１２１においてその凹面１２１ａが向く方向が異なることで区別される。よって以下ではチャック１２が第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとをとることを、把持部１２１が第１姿勢ＣＬをとる、あるいは第２姿勢ＯＰをとる、と表現することもある。
【0127】
＜チャック自転をもたらす機構＞
図３および図５を参照して、固定ベース１５には第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１が収納される。第１駆動磁石２０１は環２０に対して方向Ｚ側に、第２駆動磁石５０１は環５０に対して方向Ｚ側に、それぞれ固定される。
図３および図５を参照して、固定ベース１５には第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１が収納される。第１駆動磁石２０１は環２０に対して方向Ｚ側に、第２駆動磁石５０１は環５０に対して方向Ｚ側に、それぞれ固定される。
【0128】
図９は方向Ｚとは反対の方向に沿って見た、環２０，５０および第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１を部分的に示す上面図である。ここでは第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１が環状を呈する場合が例示される。第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１のいずれか一方、もしくはいずれもが、環状に配列された複数の磁石を用いて実現されてもよい。
【0129】
環２０，５０は方向Ｚに非平行な方向への移動が抑制されつつ昇降可能である。環２０，５０の昇降は第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１の昇降をもたらす。このような昇降を行なうための機構は、例えば特許文献１，４から公知であるので、その説明及び図示を省略する。
【0130】
磁石３５は第２駆動磁石５０１との間に磁力が働く。より具体的には磁石３５と第２駆動磁石５０１との間には斥力が働く。第２駆動磁石５０１の昇降は磁石３５の昇降から影響を受けず、磁石３５は第２駆動磁石５０１の昇降によって昇降する。よって以下では磁石３５を第２従動磁石３５とも称する。
【0131】
図１０および図１１は、いずれもカム板３１、軸３３、昇降板３４、第２従動磁石３５の位置関係を示す。図１０および図１１は、いずれもチャックベース１１の外周側から基板回転軸Ｑへ向かう方向に沿って見た側面図である。
【0132】
【0133】
【0134】
【0135】
孔３２は方向Ｚおよび方向ＲＤｒのいずれに対しても傾斜する方向に長い。図３、図４、図５、図７においては、軸３３の孔３２における位置を見やすくするために、カム板３１は孔３２の長手方向に沿った断面が描かれる。
【0136】
環５０が方向Ｚに沿って移動（上昇）することにより、第２駆動磁石５０１が上昇する。第２駆動磁石５０１との間に働く磁力による斥力により、第２駆動磁石５０１の上昇が第２従動磁石３５の上昇をもたらす。第２従動磁石３５の上昇は、昇降板３４を上昇させる。昇降板３４の上昇はカム板３１を上昇させる。
【0137】
カム板３１の上昇は孔３２を上昇させる。チャック１２、回転板３０、および回転シャフト３６の自重によって軸３３の上昇は抑制される。他方、軸３３のチャック回転軸Ｊを中心とした回転が可能であるので、孔３２の上昇は軸３３および回転板３０の回転、ひいてはチャック１２のチャック自転をもたらす。具体的には孔３２の上昇によって軸３３は孔３２に対して相対的に下降し、かかる相対的な下降によって孔３２は軸３３を方向Ｄｒ１に向けて案内する。軸３３が方向Ｄｒ１に回転することにより、チャック１２は方向Ｄｒ１へチャック自転する。
【0138】
以上のようにして、第２駆動磁石５０１が上昇することにより、方向Ｄｒ１へのチャック自転がもたらされ、ひいてはチャック１２が第２姿勢ＯＰをとる（図８の鎖線で示された把持部１２１も参照）。
【0139】
環５０が方向Ｚと反対の方向へ移動（下降）することにより、第２駆動磁石５０１が下降する。第２駆動磁石５０１の下降により、第２従動磁石３５は、第２駆動磁石５０１との間に働く磁力による斥力をうけつつ、カム板３１、昇降板３４、第２従動磁石３５の自重によって下降する。
【0140】
第２従動磁石３５の下降は、昇降板３４、カム板３１を下降させる。チャック１２、回転板３０、および回転シャフト３６は第１駆動磁石２０１と第１従動磁石２０２との間に働く斥力（後に＜チャック１２の昇降をもたらす機構＞において説明される）によって軸３３の下降は抑制される。他方、軸３３のチャック回転軸Ｊを中心とした回転が可能であるので、孔３２の下降は軸３３および回転板３０の回転、ひいてはチャック１２のチャック自転をもたらす。具体的には孔３２の下降によって軸３３は孔３２に対して相対的に上昇し、かかる相対的な上昇によって孔３２は軸３３を方向Ｄｒ２に向けて案内する。軸３３が方向Ｄｒ２に回転することにより、チャック１２は方向Ｄｒ２へチャック自転する。
【0141】
以上のようにして、第２駆動磁石５０１が下降することにより、方向Ｄｒ２へのチャック自転がもたらされ、ひいてはチャック１２が第１姿勢ＣＬをとる（図８の実線で示された把持部１２１も参照）。
【0142】
軸３３は孔３２に嵌まるので、軸３３の移動範囲は孔３２の方向Ｚ側の端（以下「上端」とも称す）と孔３２の方向Ｚとは反対側の端との間に制限される。軸３３は孔３２によって案内されてチャック回転軸Ｊを中心として回転する。よって軸３３が回転可能な範囲、ひいてはチャック１２がチャック自転で回転可能な範囲は、孔３２が開けられたカム板３１と軸３３との位置関係で決定される。
【0143】
このようなカム板３１の昇降によるチャック自転には、例えば特許文献１に開示された技術が適用されてもよい。あるいはカム板が用いられずに、例えば特許文献４に開示されたように磁石の斥力と引力とを用いてチャック自転が得られてもよい。また孔３２を昇降させる観点からは昇降板３４が省略されてもよい。
【0144】
上述のような第２駆動磁石５０１の昇降は、制御装置７３の制御のもと、不図示の機構によって実現される。
【0145】
なお、チャック自転は当該範囲の全てに亘って行われるとは限らない。基板Ｗが把持部１２１に把持される場合には、チャック自転が孔３２による軸３３の回転の抑止ではなく、基板Ｗによって止められ得るからである。
【0146】
つまりチャック１２が第１姿勢ＣＬをとる場合であっても、基板Ｗを把持するときよりも把持しないときの方が方向Ｄｒ２へ多く回転する場合がある。チャック１２の第１姿勢ＣＬが基板Ｗを把持するか否かに依存することについて、後の＜基板Ｗの脱落の検知＞で説明される。
【0147】
＜チャック１２の昇降をもたらす機構＞
第１駆動磁石２０１はチャックベース１１に収納された磁石２０２との間で磁力を働かせる。より具体的には磁石２０２と第１駆動磁石２０１との間には斥力が働く。第１駆動磁石２０１の昇降は磁石２０２の昇降から影響を受けず、磁石２０２は第１駆動磁石２０１の昇降によって昇降する。よって以下では磁石２０２を第１従動磁石２０２とも称する。第１従動磁石２０２は昇降板２２の下面に固定される。
第１駆動磁石２０１はチャックベース１１に収納された磁石２０２との間で磁力を働かせる。より具体的には磁石２０２と第１駆動磁石２０１との間には斥力が働く。第１駆動磁石２０１の昇降は磁石２０２の昇降から影響を受けず、磁石２０２は第１駆動磁石２０１の昇降によって昇降する。よって以下では磁石２０２を第１従動磁石２０２とも称する。第１従動磁石２０２は昇降板２２の下面に固定される。
【0148】
環２０が上昇することにより、第１駆動磁石２０１が上昇する。第１駆動磁石２０１との間に働く磁力に由来する斥力により、第１駆動磁石２０１の上昇が第１従動磁石２０２の上昇をもたらす。第１従動磁石２０２の上昇は、昇降板２２を上昇させる。昇降板２２の上昇はチャック１２を上昇させる。このような第１駆動磁石２０１の上昇により、チャック１２が上昇し、チャック１２は第１位置Ｈへ移動する。
【0149】
環２０が下降することにより、第１駆動磁石２０１が下降する。第１駆動磁石２０１の下降により、第１従動磁石２０２は、第１駆動磁石２０１との間に働く磁力に由来する斥力をうけつつ、チャック１２、回転板３０、および回転シャフト３６の自重によって下降する。
【0150】
第１従動磁石２０２の下降は、昇降板２２を下降させる。昇降板２２の下降はチャック１２を下降させる。このような第１駆動磁石２０１の下降より、チャック１２が下降し、チャック１２は第２位置Ｌへ移動する。
【0151】
このようなチャック１２の昇降には、例えば特許文献３に開示された技術が適用されてもよい。
【0152】
チャック１２、回転板３０、および回転シャフト３６の自重によって軸３３の上昇は抑制される。また第１駆動磁石２０１と第１従動磁石２０２との間に働く斥力は当該自重を支える程度に大きいので、軸３３の下降も抑制される。よって軸３３、ひいては回転板３０の回転は、チャック１２の昇降には影響を与えない。
【0153】
回転板３０の昇降は方向Ｚに沿い、回転板３０の回転は方向Ｚに平行なチャック回転軸Ｊを中心とする。よってチャック１２の昇降は回転板３０の回転、ひいてはチャック自転には影響を与えない。
【0154】
図１２は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。図１２は、チャック１２が第２位置Ｌにあって第１姿勢ＣＬをとる場合を例示する。図５と比較して図１２においては、第１駆動磁石２０１が下降した状態（主面１１１から遠ざかった位置にある）が示される。
【0155】
通常、チャック１２が第２位置Ｌにあるときには基板Ｗを把持した状態が採用されるので、チャック１２の全てが第２姿勢ＯＰをとることはない。但し、後に、＜基板Ｗの“持ち替え”＞で説明されるように、チャック１２の幾つかが第１姿勢ＣＬをとることを前提として、他の幾つかが第２姿勢ＯＰをとる場合もある。
【0156】
上述のような第１駆動磁石２０１の昇降は、制御装置７３の制御のもと、不図示の機構によって実現される。
【0157】
以上のことから、次の説明が可能である。スピンチャック７５は第１機構と第２機構とを備える。第１機構は、第１駆動部と、第１駆動磁石２０１と、第１従動磁石２０２とを有する。第２機構は、第２駆動部と、第２駆動磁石５０１と、第２従動磁石３５とを有する。
【0158】
第１駆動部は、チャック１２を駆動して、第１位置Ｈと第２位置Ｌとの間でチャック１２を移動させる。第１位置Ｈにおける把持部１２１の主面１１１に対する高さは、第２位置Ｌにおける当該高さよりも高い。第１駆動部は、昇降板２２、回転シャフト３６、回転板３０によって実現される。
【0159】
第１駆動磁石２０１は可動であり、特に昇降可能である。第１従動磁石２０２は第１駆動部に固定される。第１従動磁石２０２は例えば昇降板２２に固定され、第１駆動磁石２０１と対向する。第１従動磁石２０２は第１駆動磁石２０１の移動に従って移動する。典型的には第１従動磁石２０２は第１駆動磁石２０１の昇降に従って昇降する。第１従動磁石２０２は、第１駆動部を動作させる機能を担う。
【0160】
第２駆動部は、チャック１２を駆動して、第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとの間でチャック１２を遷移させる。第１姿勢ＣＬにおいては把持部１２１が基板Ｗの把持を可能とする。第２姿勢ＯＰにおいては把持が解除される。第２駆動部は、昇降板３４、カム板３１、軸３３、回転板３０、回転シャフト３６によって実現される。
【0161】
第２駆動磁石５０１は可動であり、特に昇降可能である。第２従動磁石３５は第２駆動部に固定される。第２従動磁石３５は例えば昇降板３４に固定され、第２駆動磁石５０１と対向する。第２従動磁石３５は第２駆動磁石５０１の移動に従って移動する。典型的には第２従動磁石３５は第２駆動磁石５０１の昇降に従って昇降する。第２従動磁石３５は、第２駆動部を動作させる機能を担う。
【0162】
回転板３０、回転シャフト３６は第１駆動部の機能を実現する構成要素でもあり、第２駆動部の機能を実現する構成要素でもある。これらは昇降することによってチャック１２を第１位置Ｈと第２位置Ｌとの間で移動させ、回転することによってチャック１２を第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとの間で遷移させるからである。
【0163】
また、次の説明が可能である。把持部１２１は凹面１２１ａを含む。凹面１２１ａは、基板Ｗが把持されるときに基板Ｗの周縁を把持する。チャック自転が凹面１２１ａの開口する方向を移動させる。チャック自転は、チャック回転軸Ｊを中心とした方向Ｄｒ１，Ｄｒ２への、チャック１２の回転である。チャック回転軸Ｊは、チャックベース１１（より具体的にはその主面１１１）の法線方向である方向Ｚに平行である。
【0164】
第２駆動磁石５０１の方向Ｚにおける移動（ここでは昇降）が、第２従動磁石３５を方向Ｚにおいて移動させる。第２駆動部は、方向Ｚにおける第２従動磁石３５の移動をチャック自転に変換する。
【0165】
このような構造を備えるスピンチャック７５は、チャック１２の昇降と、チャック１２による基板Ｗの把持およびその解除を容易に行う。
【0166】
＜磁力の大きさの関係＞
チャック１２の上昇は、回転板３０をも上昇させるので、軸３３を介してカム板３１ひいては第２従動磁石３５をも上昇させる。よってチャック１２が第１位置Ｈにあってもチャック１２が第２姿勢ＯＰをとることができるには、下記の関係があることがのぞましい。
チャック１２の上昇は、回転板３０をも上昇させるので、軸３３を介してカム板３１ひいては第２従動磁石３５をも上昇させる。よってチャック１２が第１位置Ｈにあってもチャック１２が第２姿勢ＯＰをとることができるには、下記の関係があることがのぞましい。
【0167】
便宜上、第２駆動磁石５０１と第２従動磁石３５との間に働く磁力について、チャック１２が第１位置Ｈにあって第２姿勢ＯＰをとるときの斥力ｆ１、チャック１２が第２位置Ｌにあって第２姿勢ＯＰをとるときの斥力ｆ２、チャック１２が第１位置Ｈにあって第１姿勢ＣＬをとるときの斥力ｆ３、チャック１２が第２位置Ｌにあって第１姿勢ＣＬをとるときの斥力ｆ４、を導入して説明する。
【0168】
チャック１２が第１位置Ｈおよび第２位置Ｌのいずれにあるかに拘わらず、チャック１２が第２姿勢ＯＰをとるときには、チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときと比較して、カム板３１が軸３３に対して相対的に上方に位置する。よって斥力ｆ１，ｆ２は斥力ｆ３，ｆ４よりも大きい。具体的には図３と図５との比較で理解されるように、第２駆動磁石５０１が上昇して主面１１１へ近づくことで、斥力ｆ１は斥力ｆ３よりも大きい。
【0169】
チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときには、チャック１２が第１位置Ｈにあるときの斥力ｆ３よりも、第２位置Ｌにあるときの斥力ｆ４の方が大きい。軸３３はチャック１２の昇降に伴って昇降するので、第２駆動磁石５０１は昇降しなくてもチャック１２が第２位置Ｌにあるとき（図１２参照）の斥力ｆ４は、チャック１２が第１位置Ｈにあるとき（図５参照）の斥力ｆ３よりも大きい。
【0170】
なお、幾つかのチャック１２は、第１位置Ｈにあるときのみならず第２位置Ｌにあるときにも第２姿勢ＯＰをとる場合も想定される（後述する＜基板Ｗの”持ち替え”＞参照）。この場合も同様に考えて、斥力ｆ１よりも斥力ｆ２の方が大きい。
【0171】
＜基板処理の流れ＞
図１３は本実施の形態における基板処理工程、具体的にはチャックベース１１に保持された基板Ｗが処理される工程を例示するフローチャートである。かかるフローチャートは制御装置７３の制御のもとで実行される。
図１３は本実施の形態における基板処理工程、具体的にはチャックベース１１に保持された基板Ｗが処理される工程を例示するフローチャートである。かかるフローチャートは制御装置７３の制御のもとで実行される。
【0172】
第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとは把持部１２１の凹面１２１ａが開口する向きによって区別できるので、図１３においては「把持部１２１は第１姿勢ＣＬ」あるいは「把持部１２１は第２姿勢ＯＰ」と記載される。
【0173】
ステップＳ１０１においてチャック１２が第１位置Ｈにおいて第２姿勢ＯＰをとる。ステップＳ１０１が実行された後、ステップＳ１０２において基板Ｗが載置面１２２へ載置される。具体的にはセンターロボット７０８によって基板Ｗが載置面１２２へ載置される。ステップＳ１０２が実行された直後の状態が図３に示される。
【0174】
ステップＳ１０２が実行された後、ステップＳ１０３において、チャック１２が第１位置Ｈに維持されたまま、第１姿勢ＣＬをとる。これにより基板Ｗは把持部１２１に把持される。ステップＳ１０３が実行された直後の状態が図５に示される。
【0175】
ステップＳ１０３が実行された後、ステップＳ１０４において基板Ｗが回転し始める。具体的には基板Ｗが把持された状態で、チャックベース１１が基板回転軸Ｑを中心として方向ＲＤｒに回転する。
【0176】
ステップＳ１０４が実行された後、ステップＳ１０５においてチャック１２が第１姿勢ＣＬを維持したまま、第２位置Ｌへ移動する。具体的には基板Ｗが把持されかつ回転した状態で、チャック１２が第２位置Ｌへ移動する。ステップＳ１０５が実行されている状態が図１２に対応する（但しチャックベース１１が回転していることは明示されない）。
【0177】
ステップＳ１０５が実行された後、ステップＳ１０６においてチャック１２が第１姿勢ＣＬを維持したまま、第１位置Ｈへ移動する。具体的には基板Ｗが把持されかつ回転した状態で、チャック１２が第１位置Ｈへ移動する。
【0178】
ステップＳ１０６が実行された後、ステップＳ１０７において基板Ｗの回転が停止される。具体的には基板Ｗが把持された状態で、チャックベース１１の回転が停止する。ステップＳ１０７が実行された直後の状態が図５に示される。
【0179】
ステップＳ１０７が実行された後、ステップＳ１０８において、チャック１２が第１位置Ｈに維持されたまま、第２姿勢ＯＰをとる。これにより基板Ｗは載置面１２２に載置される。ステップＳ１０８が実行された直後の状態が図３に示される。
【0180】
ステップＳ１０８が実行された後、基板Ｗが載置面１２２から取り外される。具体的にはセンターロボット７０８によって基板Ｗが載置面１２２から取り外される。
【0181】
図１３において処理液を使用する工程はステップＳ１２０によって表される。ステップＳ１２０はステップＳ１０３の実行後のいずれかのタイミングで開始し、その後、ステップＳ１０７の実行前のいずれかのタイミングで終了する。
【0182】
図１３において、基板Ｗに対してガスを供給する工程はステップＳ１１０によって表される。ステップＳ１１０はステップＳ１０２の実行後のいずれかのタイミングで開始し、その後、ステップＳ１０９の実行前のいずれかのタイミングで終了する。
【0183】
図１３において、ステップＳ２が併記される。ステップＳ２は、主面１１１の上方で基板Ｗが保持されたまま、基板Ｗを把持するチャック１２が交代される工程である。当該工程は便宜的に基板Ｗの「持ち替え」と仮称される。ステップＳ２はステップＳ１０２の実行後のいずれかのタイミングで開始し、その後、ステップＳ１０８の実行前のいずれかのタイミングで終了する。
【0184】
＜処理液の使用とガスの供給＞
図１４は図１３で示されたフローチャートの一部、具体的には、ステップＳ１１０，Ｓ１２０の動作を例示する断面図である。当該断面は図５に対応し、図１４は主面１１１およびその近傍を拡大して示す。
図１４は図１３で示されたフローチャートの一部、具体的には、ステップＳ１１０，Ｓ１２０の動作を例示する断面図である。当該断面は図５に対応し、図１４は主面１１１およびその近傍を拡大して示す。
【0185】
図１４はステップＳ１０４の実行後、ステップＳ１０５が実行される前に、ステップＳ１１０，Ｓ１２０のいずれもが実行されている状態を例示する。
【0186】
流体供給機構４２は、流体供給機構７４２として機能する。本実施の形態では流体供給機構４２は回転しない。方向Ｚに沿って延在して主面１１１側に開口する流体供給用の管４２１が流体供給機構４２に開いている。管４２１は薬液配管７４３、リンス液配管７４５、ガス配管７８１（図２参照）に連通する。
【0187】
図１４では、第１位置Ｈにあるチャック１２によって基板Ｗが把持されており、薬液ノズル７３４から薬液Ｆ１が第１面Ｗ１に供給され、管４２１から流体Ｆ２が供給される場合が例示される。薬液Ｆ１に替えてリンス液が第１面Ｗ１に供給されてもよい。流体Ｆ２は、薬液、リンス液、ガスのいずれであってもよい。第１位置Ｈにあるチャック１２によって基板Ｗが把持されている状態で、流体Ｆ２の供給を行わなくてもよい。
【0188】
【0189】
図１５はステップＳ１０４の実行後、ステップＳ１２０が実行されて終了し、その後に処理液が使用されずに基板Ｗが回転したまま、ステップＳ１０５が実行されてステップＳ１０６が実行される前にステップＳ１１０が実行されている状態を例示する。
【0190】
第２位置Ｌにあるチャック１２によって把持された基板Ｗに対し、その第２面Ｗ２へ例えば流体Ｆ２としてガスが供給される。チャック１２が第２位置Ｌにあって第２面Ｗ２と管４２１とを隔てる距離が、チャック１２が第１位置Ｈにあって第２面Ｗ２と管４２１とを隔てる距離よりも短い状況で、ガスが第２面Ｗ２へ供給されることは、少なくとも下記の二点において有利である。その第１は、主面１１１と第２面Ｗ２との間でガスに乱流が発生しにくい点である。その第２は、ガスの風速を大きくし易く、第１面Ｗ１からの処理液の回り込みを排除しやすい点である。
【0191】
チャック１２が第２位置Ｌにあって第２面Ｗ２と主面１１１とを隔てる距離が、チャック１２が第１位置Ｈにあって第２面Ｗ２と主面１１１とを隔てる距離よりも短い状況で、処理液を第１面Ｗ１へ供給することは、少なくとも下記の二点において不利である。その第１は第２面Ｗ２と主面１１１との両方に処理液が付着しやすい点である。その第２は主面１１１に不純物や汚れが付着したとき、第２面Ｗ２が汚染されやすい点である。
【0192】
このような有利な二点と不利な二点とを考慮すれば、把持された基板Ｗに対して薬液を使用し、ガスを供給する工程の望ましい態様は、次の様に例示される。（ａ１）チャック１２が第１位置Ｈにある状態で第１面Ｗ１に対する処理液の供給が開始され、停止される。（ａ２）その後、チャック１２が第２位置Ｌにある状態で、第２面Ｗ２へガスが供給される。
【0193】
工程（ａ１），（ａ２）の間で基板Ｗの回転が停止すると、工程（ａ１）で第１面Ｗ１を覆う処理液が、部分的に第１面Ｗ１に存在しなくなる可能性が高まる。このような処理液の部分的な不存在は、いわゆるウォーターマークの発生を招来しやすい。よってウォーターマークの発生を抑制する観点から、上記工程（ａ１），（ａ２）の間で基板Ｗは回転が維持されることは更に有利である。本実施の形態ではステップＳ１０４の実行後、ステップＳ１０７が実行されるまでは基板Ｗの回転は維持されているので、基板Ｗが回転したままで工程（ａ１），（ａ２）を実行することができる。
【0194】
なお、本実施の形態では工程（ａ１）において第２面Ｗ２へ流体Ｆ２が供給されることは排除されない（図１４参照）。この場合において流体Ｆ２が処理液であるかガスであるかは不問である。
【0195】
例えば、工程（ａ１）に対応して図１４に示される流体Ｆ２は処理液であり、工程（ａ２）に対応して図１５に示される流体Ｆ２がガスであってもよい。この場合第２面Ｗ２には管４２１から、基板Ｗが主面１１１に対して高く把持されている状態で処理液が供給され、基板Ｗが主面１１１に対して低く把持されている状態でガスが供給される。当該ガスは第２面Ｗ２に供給された処理液の乾燥に資する。
【0196】
【0197】
あるいはチャンバー７４はスピンチャック７５と、処理液供給機構７６と共に第１面Ｗ１へガスを供給する機構を備えてもよい。この場合、工程（ａ１）に替えて、次の工程を採用することができる。（ｂ１）チャック１２が第１位置Ｈにある状態で、第１面Ｗ１に対するガスの供給と第２面Ｗ２に対する処理液の供給が開始され、停止される。この場合、工程（ａ２）において第２面Ｗ２へ供給されるガスは、工程（ｂ１）において第２面Ｗ２へ供給された処理液の乾燥に資する。
【0198】
以上のことから、下記の説明が可能である。基板Ｗの第２面Ｗ２は、第１面Ｗ１よりもチャックベース１１、より具体的には主面１１１に近い。チャック１２が第１位置Ｈにあって基板Ｗが把持部１２１に把持されているとき、第１工程では第１面Ｗ１および第２面Ｗ２の少なくとも一方に対して処理液の供給が行われる。第２工程では、第１工程と共に、あるいは第１工程が終了してから、第２面Ｗ２に対するガスの供給が行なわれる。
【0199】
第２工程において、基板Ｗは把持部１２１に把持されながらチャックベース１１によって回転しつつ、チャック１２によって把持部１２１が第１位置Ｈから第２位置Ｌへ移動する。あるいは基板Ｗは把持部１２１に把持されながらチャックベース１１によって回転しつつ、チャック１２の移動によって基板Ｗがチャックベース１１へ近づく。
【0200】
このように、基板Ｗに対する処理工程において、基板Ｗを回転させながらもチャックベース１１と基板Ｗとの距離が変更される。
【0201】
＜基板Ｗの“持ち替え”＞
図１６は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。基板Ｗの持ち替えを可能とするチャック１２は、チャック１２Ａとチャック１２Ｂとを含む。以下、チャック１２としてチャック１２Ａとチャック１２Ｂとの複数、典型的には３個のチャック１２Ａと３個のチャック１２Ｂとが設けられる場合が例示される。
図１６は基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。基板Ｗの持ち替えを可能とするチャック１２は、チャック１２Ａとチャック１２Ｂとを含む。以下、チャック１２としてチャック１２Ａとチャック１２Ｂとの複数、典型的には３個のチャック１２Ａと３個のチャック１２Ｂとが設けられる場合が例示される。
【0202】
【0203】
チャック１２Ｂもチャック１２Ａと同様の把持部１２１および載置面１２２を有し、基板Ｗを載置したり、把持したりする。具体的にはチャック１２Ｂはチャック１２Ａと同じ第１機構を有し、異なる第２機構を有する。
【0204】
チャック１２Ｂもチャック１２Ａと同様の第１従動磁石２０２、昇降板２２、回転シャフト３６、回転板３０を有する。
【0205】
チャック１２Ｂの第２機構は第２駆動部と、第２駆動磁石６０１と、第２従動磁石６５とを有する。第２駆動部は、チャック１２Ｂを駆動して、第１姿勢ＣＬと第２姿勢ＯＰとの間でチャック１２Ｂを遷移させる。
【0206】
第２駆動部は、昇降板６４、カム板６１、軸６３、回転板３０、回転シャフト３６によって実現される。
【0207】
第２駆動磁石６０１は可動であり、特に昇降可能である。第２駆動磁石６０１は環６０に対して方向Ｚ側に固定される。第２駆動磁石６０１は環状に配列された複数の磁石を用いて実現されてもよい。
【0208】
環６０は方向Ｚに非平行な方向への移動が抑制されつつ昇降可能である。環６０の昇降は第２駆動磁石６０１の昇降をもたらす。このような昇降を行なうための機構は、例えば特許文献１，４から公知であるので、その説明及び図示を省略する。
【0209】
第２従動磁石６５が第２駆動部に固定される。第２従動磁石６５は例えば昇降板６４に固定され、第２駆動磁石６０１と対向する。第２従動磁石６５は第２駆動磁石６０１の移動に従って移動する。典型的には第２従動磁石６５は第２駆動磁石６０１の昇降に従って昇降する。第２従動磁石６５は、第２駆動部を動作させる機能を担う。
【0210】
昇降板６４、カム板６１、軸６３は、それぞれチャック１２Ａの昇降板３４、カム板３１、軸３３と同様に構成される。カム板６１には孔６２が開けられている。孔６２には軸３３が嵌まる。孔６２は方向Ｚおよび方向ＲＤｒのいずれに対しても傾斜する方向に長い。図１６においては、軸６３の孔６２における位置を見やすくするために、カム板６１は孔６２の長手方向に沿った断面が描かれる。
【0211】
チャック１２Ａと同様に、チャック１２Ｂにおいても、第２駆動磁石６０１の昇降によって第２従動磁石６５、昇降板６４、カム板６１が昇降し、軸６３ひいては回転シャフト３６がチャック回転軸Ｊを中心として回転する。
【0212】
第２駆動磁石５０１，６０１は独立に昇降する。環５０，６０の動作が干渉することを避けるため、環５０および第２駆動磁石５０１、第２従動磁石３５、カム板３１、昇降板３４、軸３３は回転シャフト３６よりもチャックベース１１の外周側に設けられ、環６０および第２駆動磁石６０１、第２従動磁石６５、カム板６１、昇降板６４、軸６３は回転シャフト３６よりもチャックベース１１の内周側に設けられる。
【0213】
図１７は方向Ｚとは反対の方向に沿って見た、環２０，５０，６０および第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１，６０１を部分的に示す上面図である。ここでは第１駆動磁石２０１、第２駆動磁石５０１，６０１が環状を呈する場合が例示される。
【0214】
図１８は方向Ｚとは反対の方向に沿って見た、チャックベース１１の上面図である。それぞれ３個のチャック１２Ａ，１２Ｂが環状に等間隔に配置される場合が例示される。環２０，５０，６０も併記されるが、これらはチャックベース１１よりも下方で固定ベース１５に収納されるので隠れ線たる破線で表現される。
【0215】
図１９は方向Ｚとは反対の方向に沿って見たチャック１２Ｂの上面図である。図１９ではチャック１２Ｂが第１姿勢ＣＬをとっている状態が例示される。図１９において回転板３０、軸６３、及びカム板６１の一部も併記した。図１９においては、軸６３の孔６２における位置を見やすくするために、カム板６１は孔６２の長手方向に沿った断面が描かれる。
【0216】
図２０はカム板６１、軸６３、昇降板６４、第２従動磁石６５の位置関係を示す。図２０は基板回転軸Ｑからチャックベース１１の外周側へ向かう方向に沿って見た側面図である。図２０はチャック１２Ｂが第１姿勢ＣＬをとる場合を示す。
【0217】
【0218】
【0219】
ステップＳ２０１において、チャック１２Ａの把持部１２１が第２姿勢ＯＰをとり、チャック１２Ｂの把持部１２１が第１姿勢ＣＬをとる。これにより基板Ｗはチャック１２Ａには把持されず、チャック１２Ｂに把持される。図１６はステップＳ２０１が実行された直後の状態を示す。
【0220】
基板Ｗは、３個のチャック１２Ｂによって把持されるので、チャック１２Ａの載置面１２２とは接触しない。
【0221】
例えばステップＳ１０２が実行された後、ステップＳ１０３が実行される前には、ステップＳ１０１において把持部１２１が第２姿勢ＯＰをとっていたので、チャック１２Ａ，１２Ｂのいずれの把持部１２１も第２姿勢ＯＰをとっている。ステップＳ１０３が実行される前にステップＳ２が開始するときには、ステップＳ２０１が実行されることにより、チャック１２Ａのチャック自転は行われず、チャック１２Ｂのチャック自転が行われる。
【0222】
ステップＳ１０３あるいはステップＳ１０４が実行された後にステップＳ２が開始するときには、ステップＳ２０１が実行されることにより、チャック１２Ｂのチャック自転は行われず、チャック１２Ａのチャック自転が行われる。
【0223】
ステップＳ２０１の実行後、ステップＳ２０２においてチャック１２Ａの把持部１２１が第１姿勢ＣＬをとり、チャック１２Ｂの把持部１２１も第１姿勢ＣＬをとる。よってチャック１２Ａ，１２Ｂのいずれによっても基板Ｗが把持される。ステップＳ２０２が実行されることにより、チャック１２Ｂのチャック自転は行われず、チャック１２Ａのチャック自転が行われる。
【0224】
ステップＳ２０２の実行後、ステップＳ２０３においてチャック１２Ａの把持部１２１が第１姿勢ＣＬをとり、チャック１２Ｂの把持部１２１が第２姿勢ＯＰをとる。これにより基板Ｗはチャック１２Ｂには把持されず、チャック１２Ａに把持される。ステップＳ２０３が実行されることにより、チャック１２Ａのチャック自転は行われず、チャック１２Ｂのチャック自転が行われる。基板Ｗは３個のチャック１２Ａによって把持されるので、チャック１２Ｂの載置面１２２とは接触しない。ステップＳ２０３の実行によってステップＳ２は終了する。
【0225】
ステップＳ２０１およびステップＳ２０３の実行により、基板Ｗがチャック１２Ｂによって把持された状態から、基板Ｗがチャック１２Ａによって把持された状態へ遷移する。このようにしてステップＳ２において基板Ｗの持ち替えが実行される。
【0226】
基板Ｗの持ち替えは、基板Ｗに対して供給された処理液が乾燥する観点で有利である。チャック１２Ｂによって把持された状態で基板Ｗが回転して乾燥されるとき、チャック１２Ｂの把持部１２１と基板Ｗとの間およびその近傍においては、処理液が乾燥しにくい傾向がある。そこで、基板Ｗを把持するチャック１２をチャック１２Ｂからチャック１２Ａへ変更することにより、基板Ｗのうち、チャック１２Ｂの把持部１２１によって把持されていた部位およびその近傍における処理液の乾燥が助長される。
【0227】
よってステップＳ２が実行される好ましいタイミングの一つとして、ステップＳ１２０の終了後（つまり処理液を用いた工程が終了してから）、ステップＳ１０７の実行前（つまり基板Ｗの回転が維持されている状態）であることが挙げられる。
【0228】
そして基板Ｗの回転が維持しているときにステップＳ２が実行されること、および基板Ｗが回転しているときには基板Ｗは把持されることに鑑みれば、ステップＳ２０１とステップＳ２０３との間でステップＳ２０２が実行されることは好適である。
【0229】
チャック１２Ａ，１２Ｂのいずれもが第２位置Ｌにある場合において、基板Ｗの持ち替えを行うことも可能である。図２２は、基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。図２２は、チャック１２Ａ，１２Ｂがいずれも第２位置Ｌにあって、チャック１２Ａの把持が解除され、チャック１２Ｂによって基板Ｗが把持される状態を示す。
【0230】
以上のことから、次の説明が可能である。チャックベース１１によって基板Ｗが回転し、かつチャック１２Ａ，１２Ｂのいずれもが第１位置Ｈにある場合もしくはチャック１２Ａ，１２Ｂのいずれもが第２位置Ｌにある場合において：チャック１２Ａが第２姿勢ＯＰをとるときにはチャック１２Ｂは第２姿勢ＯＰをとらずに第１姿勢ＣＬをとり（Ｓ２０１）；チャック１２Ｂが第２姿勢ＯＰをとるときにはチャック１２Ａは第２姿勢ＯＰをとらずに第１姿勢ＣＬをとり（Ｓ２０３）；チャック１２Ａ，１２Ｂのいずれもが第１姿勢ＣＬをとり得る（Ｓ２０２）。
【0231】
ステップＳ２０１，Ｓ２０３においてチャック１２Ａ，１２Ｂを互いに入れ替えた工程を採用することも可能である。
【0232】
チャック１２Ａ，１２Ｂのいずれに対しても、第１位置Ｈおよび第２位置Ｌをとらせるための機構が同一であり、第１姿勢ＣＬおよび第２姿勢ＯＰをとらせるための機構が類似する。よってチャック１２Ａ，１２Ｂのいずれをもチャック１２と把握して、上記＜磁力の大きさの関係＞と同様に次の説明が可能である。斥力ｆ１，ｆ２は斥力ｆ３，ｆ４よりも大きい。斥力ｆ１は斥力ｆ３よりも大きい。斥力ｆ３よりも斥力ｆ４の方が大きい。斥力ｆ４は、斥力ｆ３よりも大きい。斥力ｆ１よりも斥力ｆ２の方が大きい。つまりｆ２＞ｆ１＞ｆ４＞ｆ３の関係があることが望ましい。
【0233】
環５０，６０の動作が干渉することを避けるため、環６０および第２駆動磁石６０１、第２従動磁石６５、カム板６１、昇降板６４、軸６３は、環５０および第２駆動磁石５０１、第２従動磁石３５、カム板３１、昇降板３４、軸３３よりもチャックベース１１の外周側に設けられてもよい。
【0234】
＜基板Ｗの脱落の検知＞
チャック１２は、第２姿勢ＯＰから第１姿勢ＣＬへ遷移するとき、チャック自転して把持部１２１が方向Ｄｒ１へと回転する。基板Ｗが把持部１２１に把持される場合にはチャック自転が基板Ｗによって止められる場合もある。以下では、チャック自転が基板Ｗによって止められることを基板Ｗによる「係止」と称する。
チャック１２は、第２姿勢ＯＰから第１姿勢ＣＬへ遷移するとき、チャック自転して把持部１２１が方向Ｄｒ１へと回転する。基板Ｗが把持部１２１に把持される場合にはチャック自転が基板Ｗによって止められる場合もある。以下では、チャック自転が基板Ｗによって止められることを基板Ｗによる「係止」と称する。
【0235】
チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときの把持部１２１の向きは、基板Ｗによる係止若しくは軸３３が孔３２の上端に到達することで制限される。以下、チャック１２が第１姿勢ＣＬをとって基板Ｗが把持されているときには軸３３が孔３２の上端に到達しない場合を想定する。図５、図７および図１１はかかる場合を例示しており、軸３３と孔３２の上端との間は空いている。基板Ｗが把持されずにチャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときには、チャック自転は軸３３が孔３２の上端に到達して止まる。
【0236】
図２３は、基板Ｗによる係止がない場合に、第１姿勢ＣＬをとるチャック１２を示す上面図である。図２３においても図７と同様に、回転板３０、軸３３、及びカム板３１の一部も併記し、カム板３１は孔３２の方向に沿った断面が描かれる。チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときに、基板Ｗが把持されていなければ基板Ｗによる係止がなく、軸３３が孔３２の上端に到達する。
【0237】
図２４は把持部１２１と基板Ｗの周縁の位置Ｗ０との位置関係を示す上面図である。図２４において鎖線は基板Ｗを把持するときの把持部１２１および位置Ｗ０を示し、図８において実線で示された状態を示し、図７に対応する。図２４において実線は基板Ｗを把持しないときの把持部１２１を示し、図２３に対応する。
【0238】
図２５はカム板３１、軸３３、昇降板３４、第２従動磁石３５の位置関係を示す側面図である。図２５において鎖線は基板Ｗを把持するときの軸３３を示し、図１１において実線で示された状態を示し、図７に対応する。図２５において実線は基板Ｗを把持しないときの軸３３を示し、図２３に対応する。
【0239】
図２４に示されるように、把持部１２１が基板Ｗを把持するか否かにより、チャック１２がとる第１姿勢ＣＬは相違する。具体的には、基板Ｗが把持されるときにはチャック回転の方向Ｄｒ２へ回転角度が小さい。このような回転角度の相違は、図２５から理解されるように、昇降板３４と軸３３との相対的な位置関係の相違を招来する。
【0240】
軸３３の昇降は、軸３３のチャック回転軸Ｊを中心とした回転の影響を受けない。よってチャック１２が第１姿勢ＣＬをとる場合、基板Ｗが把持されているときの昇降板３４の位置は、基板Ｗが把持されていないときの昇降板３４の位置よりも方向Ｚ側にある。
【0241】
従って、昇降板３４の方向Ｚに沿った位置を検出することにより、チャック１２が第１姿勢ＣＬをとる場合に、基板Ｗが把持されているか否かを検出することができる。例えば基板Ｗを把持していたチャック１２から基板Ｗが落下したことが検出される。
【0242】
以上のことから次の説明が可能である。チャック１２が第２姿勢ＯＰから第１姿勢ＣＬへと遷移するときのチャック自転は、基板Ｗが把持部１２１に把持されることによって制限される。そして昇降板３４の位置を検出することで、第１姿勢ＣＬをとるチャック１２に基板Ｗが把持されているか否かが検出できる。第２従動磁石３５が昇降板３４に固定されていることに鑑みれば、昇降板３４の位置の検出は、間接的に第２従動磁石３５の位置を検出する。
【0243】
このような基板Ｗの把持の有無は、チャック１２が第１位置Ｈにあるか第２位置Ｌにあるかに拘わらずに検出できる。図２６および図２７は、基板回転軸Ｑを含み、スピンチャック７５の一部について方向Ｚに平行な断面を示す断面図である。図２６は、チャック１２が第１位置Ｈにあって第１姿勢ＣＬをとり、基板Ｗが把持されていない場合を例示する。図２７は、チャック１２が第２位置Ｌにあって第１姿勢ＣＬをとり、基板Ｗが把持されていない場合を例示する。
【0244】
図２８は基板Ｗが把持されているか否かを検出する構成を例示する断面図である。図２８は昇降板３４、第２駆動磁石５０１およびそれらの近傍を示す。チャックベース１１の固定ベース１５側の一部は透光性の窓１１ａになっている。固定ベース１５のチャックベース１１側の一部は透光性の窓１５ａになっている。
【0245】
固定ベース１５には自身から昇降板３４までの距離を測定する測距装置８１が設けられる。測距装置８１は光Ｌ１を昇降板３４の領域３４ａに照射し、領域３４ａが光Ｌ１を反射して発生した光Ｌ２を受光する。
【0246】
領域３４ａは昇降板３４のうち第２従動磁石３５が設けられていない領域であり、窓１１ａ，１５ａと共に測距装置８１と方向Ｚに沿って並ぶ。光Ｌ１は測距装置８１から窓１５ａ，１１ａをこの順に透過し、領域３４ａで反射して光Ｌ２が発生し、光Ｌ２は窓１１ａ，１５ａをこの順に透過し、測距装置８１で受光される。
【0247】
光を測定対象に照射し、当該測定対象によって反射された光を受光し、当該測定対象までの距離を測定する技術は公知であり、測距装置８１は公知の技術で構成されるので、詳細な説明は省略される。当該距離の測定は制御装置７３のもとで行われる。
【0248】
上述の様に昇降板３４は孔３２を昇降させる観点からは省略できるが、第２従動磁石３５の位置を検出する観点からは設けられることが望ましい。
【0249】
【0250】
ステップＳ３０１において、チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるか、第２姿勢ＯＰをとるかが判断される。かかる判断は図１３に示された基板処理工程において実行されるステップに依存する。上述の様に基板処理工程は制御装置７３の制御のもとで実行されるので、ステップＳ３０１における判断を制御装置７３が実行できる。
【0251】
ステップＳ３０１においてチャック１２が第２姿勢ＯＰにあると判断された場合、ステップＳ３０１が再び実行される。基板Ｗが落下したことは、基板Ｗが把持されているべき状況において基板Ｗが把持されていないと判断されることによって、検出されるからである。
【0252】
図１３に示されたフローチャートのステップＳ１０３が実行された後、ステップＳ１０８が実行される前に、基板落下検出が実行されるとき、ステップＳ３０１は省略されてもよい。ステップＳ１０３の実行によってチャック１２は第１姿勢ＣＬをとるからである。
【0253】
ステップＳ３０１においてチャック１２が第１姿勢ＣＬにあると判断された場合、ステップＳ３０２が実行される。ステップＳ３０２においては、測定距離の差分が取得される。ここで「測定距離」とは、測距装置８１によって測定された測距装置８１から昇降板３４までの距離である。測定距離は逐次に制御装置７３に了知され、その値の時間的変動が、測定距離の差分として制御装置７３に取得される。
【0254】
測定距離の差分は、昇降板３４の変動を、ひいてはカム板３１、孔３２、第２従動磁石３５の変動を示す。
【0255】
ステップＳ３０２の実行後、ステップＳ３０３において差分と閾値とが比較される。差分が閾値よりも大きいことは、昇降板３４が閾値よりも大きく変動したことを示す。チャック１２が第１姿勢ＣＬをとるときには通常は基板Ｗが把持されていることに鑑みれば、昇降板３４が閾値よりも大きく変動したことは、基板Ｗが落下したことを示す指標となる。
【0256】
よってステップＳ３０３において差分が閾値よりも大きいと判断されたとき（図２９において「Ｙ」と表記）、ステップ３０４において基板Ｗは落下していると判断される。ステップＳ３０３において差分が閾値以下であると判断されたとき（図２９において「Ｎ」と表記）、ステップ３０５において基板Ｗは（落下せず）正常に把持されていると判断される。
【0257】
ステップＳ３０４，Ｓ３０５のいずれかの実行により基板落下検出のフローチャートは終了する。但し、基板Ｗが落下したときには、基板Ｗに対する処理を中止することが好ましい。この観点から、ステップＳ３０４が実行された場合、チャックベース１１の回転、処理液およびガスの供給の停止を行うことが好ましい。
【0258】
上記閾値には、チャック１２が第１位置Ｈにあるか第２位置Ｌにあるかに拘わらずに同じ値が採用されてよい。チャック１２の昇降は回転板３０の回転、ひいてはチャック自転には影響を与えないからである。
【0259】
チャック１２Ａ，１２Ｂにおいても同様にして、基板Ｗが把持されているか否かを検出することができる。
【0260】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明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。上記実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【0261】
１１ チャックベース
１２，１２Ａ，１２Ｂ チャック
２２，３４，６４ 昇降板
３０ 回転板
３１，６１ カム板
３３，６３ 軸
３５，６５ 第２従動磁石
３６ 回転シャフト
１１１ 主面
１２１ 把持部
１２１ａ 凹面
２０１ 第１駆動磁石
２０２ 第１従動磁石
５０１，６０１ 第２駆動磁石
ＣＬ 第１姿勢
Ｄｒ１，Ｄｒ２，ＲＤｒ，Ｚ 方向
Ｆ１ 薬液
Ｆ２ 流体
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４ 斥力
Ｈ 第１位置
Ｊ チャック回転軸
Ｌ 第２位置
ＯＰ 第２姿勢
Ｑ 基板回転軸
Ｗ 基板
Ｗ０ 位置
Ｗ１ 第１面
Ｗ２ 第２面
１２，１２Ａ，１２Ｂ チャック
２２，３４，６４ 昇降板
３０ 回転板
３１，６１ カム板
３３，６３ 軸
３５，６５ 第２従動磁石
３６ 回転シャフト
１１１ 主面
１２１ 把持部
１２１ａ 凹面
２０１ 第１駆動磁石
２０２ 第１従動磁石
５０１，６０１ 第２駆動磁石
ＣＬ 第１姿勢
Ｄｒ１，Ｄｒ２，ＲＤｒ，Ｚ 方向
Ｆ１ 薬液
Ｆ２ 流体
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４ 斥力
Ｈ 第１位置
Ｊ チャック回転軸
Ｌ 第２位置
ＯＰ 第２姿勢
Ｑ 基板回転軸
Ｗ 基板
Ｗ０ 位置
Ｗ１ 第１面
Ｗ２ 第２面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】