特許 7572998 基板処理装置

(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】2024-10-16

(45)【発行日】2024-10-24

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241017BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241017BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/304 651L

H01L21/304 648K

H01L21/68 N

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022134815

(22)【出願日】2022-08-26

(65)【公開番号】P2024031325

(43)【公開日】2024-03-07

【審査請求日】2023-04-11

(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】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】根本 脩平

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１１１６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７３５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７７８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６３１４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底壁と、前記底壁の周囲から立設される側壁と、前記側壁の上端部を覆う天井壁とで内部空間を覆うように構成されたチャンバと、
前記内部空間内で、水平姿勢の基板を鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転させながら前記基板に薬液を処理液として供給することで、前記基板に対して所定の基板処理を施す基板処理部と、
前記底壁から鉛直上方に立設された複数のベース支持部材と、
前記底壁よりも高い剛性を有し、前記基板処理部を載置可能に仕上げられた載置面を鉛直上方に向けた姿勢で、かつ前記底壁から上方に離間した離間位置で、前記複数のベース支持部材の上端部により支持されるベース部材と、
を備え、
前記基板処理部は、
前記基板から飛散する前記処理液の液滴を捕集する飛散防止機構と、
前記ベース部材の上面に取り付けられ、前記飛散防止機構の一部を鉛直方向に昇降可能に構成する昇降機構と、
を有する、基板処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記飛散防止機構は、
上カップと下カップを有し、回転可能に構成された回転カップと、
前記回転カップを囲むように設けられる固定カップと、を有し、
前記昇降機構は、前記飛散防止機構のうち前記上カップを鉛直方向に昇降可能に構成する、基板処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ベース部材は金属プレートである、基板処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記基板処理部は、
下方端部が前記底壁から上方に離間した姿勢で前記ベース部材に取り付けられるとともに、上方端部で前記基板を略水平に保持しながら鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転可能に設けられる基板保持部と、
前記底壁から上方に離間した姿勢で前記ベース部材に取り付けられたモータと、前記モータで発生した回転駆動力を前記基板保持部の下方端部に伝達する動力伝達部と、を有し、前記回転駆動力によって前記基板保持部を前記回転軸まわりに回転させる回転機構と、
前記基板保持部の上方端部で保持された状態で前記回転軸まわりに回転される前記基板に前記処理液を供給する処理機構と、
を有する、基板処理装置。

【請求項5】

底壁と、前記底壁の周囲から立設される側壁と、前記側壁の上端部を覆う天井壁とで内部空間を覆うように構成されたチャンバと、
前記内部空間内で、水平姿勢の基板を鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転させながら前記基板に薬液を処理液として供給することで、前記基板に対して所定の基板処理を施す基板処理部と、
前記底壁から鉛直上方に立設された複数のベース支持部材と、
前記底壁よりも高い剛性を有し、前記基板処理部を載置可能に仕上げられた載置面を鉛直上方に向けた姿勢で、かつ前記底壁から上方に離間した離間位置で、前記複数のベース支持部材の上端部により支持されるベース部材と、
を備え、
前記基板処理部は、
下方端部が前記底壁から上方に離間した姿勢で前記ベース部材に取り付けられるとともに、上方端部で前記基板を略水平に保持しながら鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転可能に設けられる基板保持部と、
前記底壁から上方に離間した姿勢で前記ベース部材に取り付けられたモータと、前記モータで発生した回転駆動力を前記基板保持部の下方端部に伝達する動力伝達部と、を有し、前記回転駆動力によって前記基板保持部を前記回転軸まわりに回転させる回転機構と、
前記基板保持部の上方端部で保持された状態で前記回転軸まわりに回転される前記基板に前記処理液を供給する処理機構と、
を有し、
前記ベース部材は、前記モータの回転シャフトを前記底壁に向けて前記ベース部材の下面から垂下させた姿勢で前記モータを保持する第１保持部位と、前記基板保持部の下方端部を前記底壁に向けて前記ベース部材の下面から垂下させた姿勢で前記基板保持部を保持する第２保持部位と、を有し、
前記動力伝達部は、前記回転シャフトの下端部に取り付けられる第１プーリと、前記基板保持部の下方端部に取り付けられる第２プーリと、前記ベース部材の下方で前記第１プーリおよび前記第２プーリの間に架け渡された無端ベルトと、を有する、基板処理装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記底壁は、前記処理液に対して耐薬品性を有する樹脂材料で構成されている、基板処理装置。

【請求項7】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
鉛直方向において前記底壁と前記ベース部材との間に配置され、前記底壁に向かって流下してくる前記処理液を回収する回収部材を、さらに備える、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、チャンバの内部空間で基板に処理液を供給して上記基板を処理する基板処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の基板処理装置として、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。この装置では、チャンバの下壁（本発明の「底壁」に相当）上に基板処理部が設置される。また、下壁の周囲から側壁が基板処理部を取り囲むように立設されるとともに、基板処理部の上方に上壁が配置されている。この基板処理部では、スピンチャックが下壁、側壁および上壁により囲まれた内部空間に配置される。このスピンチャックは、半導体ウエハなどの略円板状の基板を水平に保持しながら、チャンバの下壁に固定されたモータからの回転駆動力を受けることで鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転する。これにより、基板がスピンチャックと一体的に回転軸まわりに回転する。こうして回転する基板の周縁部に処理液が供給される。これによって、基板の上面の周縁部を処理液で処理するベベル処理が基板処理の一例として実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２２－５２８３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の基板処理装置では、ＳＣ１、ＤＨＦなどの薬液が処理液として使用される。このため、漏液により処理液がチャンバの下壁に貯まり、基板処理部の一部、例えば上記モータに悪影響を与える可能性がある。そこで、特許文献１に記載されていないが、基板処理部の構成、特に電気部品にカバーを装着する必要があった。

【0005】

また、薬液に対する耐薬品性を確保するため、チャンバの構成材料として樹脂材料が多用されている。特に、下壁として樹脂材料が用いられており、当該樹脂製の下壁上に基板処理部の各部が配置されている。この樹脂製の下壁は強度的に劣っており、しかも撓みが発生することもある。したがって、下壁を基準ベースとして基板処理部の各部を組み立てることは難しく、各部に対して個別で鉛直方向における高さ調整を行う必要があった。

【0006】

これらに起因して、従来装置は、処理液の漏液による影響を回避するために、装置コストの増大およびメンテナンス作業性の悪化を招いていた。

【0007】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、薬液を処理液として用いて基板を処理する基板処理部をチャンバの内部空間に配置する基板処理装置において、処理液の漏液による悪影響を回避しつつ、低コストおよび良好なメンテナンス性で基板に対する基板処理を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、基板処理装置であって、底壁と、底壁の周囲から立設される側壁と、側壁の上端部を覆う天井壁とで内部空間を覆うように構成されたチャンバと、内部空間内で、水平姿勢の基板を鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転させながら基板に薬液を処理液として供給することで、基板に対して所定の基板処理を施す基板処理部と、前記底壁から鉛直上方に立設された複数のベース支持部材と、底壁よりも高い剛性を有し、基板処理部を載置可能に仕上げられた載置面を鉛直上方に向けた姿勢で、かつ底壁から上方に離間した離間位置で、複数のベース支持部材の上端部により支持されるベース部材と、を備え、基板処理部は、基板から飛散する処理液の液滴を捕集する飛散防止機構と、ベース部材の上面に取り付けられ、飛散防止機構の一部を鉛直方向に昇降可能に構成する昇降機構と、を有することを特徴としている。
る。

【0009】

このように構成された発明では、ベース部材がチャンバの底壁から上方に離間した離間位置で配置されており、チャンバの内部空間内において、いわゆる高床構造が形成されている。そして、当該ベース部材の上面上に基板処理部が設置される。このような高床構造のレイアウトを採用することで、仮に処理液の漏液が発生してチャンバの底壁に貯まったとしても、その処理液が基板処理部に接液するのを確実に防止することができる。したがって、ベース部材を樹脂材料で構成する必然性はなく、底壁よりも高い剛性を有する材料で構成することで、ベース部材の載置面を基準ベースとし、当該載置面上に基板処理部を設けることができる。したがって、従来装置よりも優れたメンテナンス性で基板処理部を設けることができる。また、鉛直方向において底壁よりも高い位置に基板処理部が設けられることで、処理液による悪影響を未然に防止するためのカバーなどの追加構成を基板処理部に取り付けることは不要となる。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、薬液を処理液として用いて基板を処理する基板処理部がチャンバの内部空間に配置されているにも関わらず、処理液の漏液による悪影響を回避しつつ、低コストおよび良好なメンテナンス性で基板に対する基板処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。

【図2】本発明に係る基板処理装置の第１実施形態の構成を示す図である。

【図3】チャンバの構成およびチャンバに装着される構成を模式的に示す図である。

【図4】ベース部材上に設置された基板処理部の構成を模式的に示す平面図である。

【図5】保持回転機構の構成を示す斜視図である。

【図6】スピンチャックに保持された基板と回転カップ部との寸法関係を示す図である。

【図7】回転カップ部および固定カップ部の一部を示す図である。

【図8】上面保護加熱機構の構成を示す外観斜視図である。

【図9】図８に示す上面保護加熱機構の断面図である。

【図10】ノズル移動部の構成を模式的に示す図である。

【図11】センタリング機構の構成および動作を模式的に示す図である。

【図12】基板観察機構の観察ヘッドを示す斜視図である。

【図13】図１２に示す観察ヘッドの分解組立斜視図である。

【図14】図２に示す基板処理装置により基板処理動作の一例として実行されるベベル処理を示すフローチャートである。

【図15】本発明に係る基板処理装置の第２実施形態の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。これは基板処理システム１００の外観を示すものではなく、基板処理システム１００の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理システム１００は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等（以下「パターン」と称する）が形成された基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理システム１００に装備される処理ユニット１において、処理液による基板処理が実行される。本明細書では、基板の両主面のうちパターンが形成されているパターン形成面（一方主面）を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、基板において、任意の領域に凹凸パターン形成されている面を意味する。

【0013】

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。

【0014】

図１に示すように、基板処理システム１００は、基板Ｗに対して処理を施す基板処理エリア１１０を有している。この基板処理エリア１１０に対し、インデクサ部１２０が隣接して設けられている。インデクサ部１２０は、基板Ｗを収容するための容器Ｃ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができる容器保持部１２１を有している。また、インデクサ部１２０は、容器保持部１２１に保持された容器Ｃにアクセスして、未処理の基板Ｗを容器Ｃから取り出したり、処理済みの基板Ｗを容器Ｃに収納したりするためのインデクサロボット１２２を備えている。各容器Ｃには、複数枚の基板Ｗがほぼ水平な姿勢で収容されている。

【0015】

インデクサロボット１２２は、装置筐体に固定されたベース部１２２ａと、ベース部１２２ａに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム１２２ｂと、多関節アーム１２２ｂの先端に取り付けられたハンド１２２ｃとを備える。ハンド１２２ｃはその上面に基板Ｗを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。

【0016】

基板処理エリア１１０では、載置台１１２がインデクサロボット１２２からの基板Ｗを載置可能に設けられている。また、平面視において、基板処理エリア１１０のほぼ中央に基板搬送ロボット１１１が配置される。さらに、この基板搬送ロボット１１１を取り囲むように、複数の処理ユニット１が配置される。具体的には、基板搬送ロボット１１１が配置された空間に面して複数の処理ユニット１が配置される。これらの処理ユニット１に対して基板搬送ロボット１１１は載置台１１２にランダムにアクセスし、載置台１１２との間で基板Ｗを受け渡す。一方、各処理ユニット１は基板Ｗに対して所定の処理を実行するものであり、本発明に係る基板処理装置に相当するものである。本実施形態では、これらの処理ユニット（基板処理装置）１は同一の機能を有している。このため、複数基板Ｗの並列処理が可能となっている。なお、基板搬送ロボット１１１はインデクサロボット１２２から基板Ｗを直接受け渡すことが可能であれば、必ずしも載置台１１２は必要ない。

【0017】

図２は本発明に係る基板処理装置の第１実施形態の構成を示す図である。また、図３はチャンバの構成およびチャンバに装着される構成を模式的に示す図である。図２、図３および以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示される場合がある。基板処理装置（処理ユニット）１で用いられるチャンバ１１は、図３に示すように、鉛直上方からの平面視で矩形形状の底壁１１ａと、底壁１１ａの周囲から立設される４枚の側壁１１ｂ～１１ｅと、側壁１１ｂ～１１ｅの上端部を覆う天井壁１１ｆと、を有している。これら底壁１１ａ、側壁１１ｂ～１１ｅおよび天井壁１１ｆを組み合わせることで、略直方体形状の内部空間１２が形成される。

【0018】

底壁１１ａの上面に、ベース支持部材１６、１６が互いに離間しながらボルトなどの締結部品により固定される。つまり、底壁１１ａからベース支持部材１６が立設される。これらベース支持部材１６、１６の上端部に、ベース部材１７がボルトなどの締結部品により固定される。このベース部材１７は、底壁１１ａよりも小さな平面サイズを有するとともに、底壁１１ａよりも厚肉で高い剛性を有する金属プレートで構成される。図２に示すように、ベース部材１７は、ベース支持部材１６、１６により底壁１１ａから鉛直上方に持ち上げられている。つまり、チャンバ１１の内部空間１２の底部において、いわゆる高床構造が形成されている。このベース部材１７の上面は、後で詳述するように、基板Ｗに対して基板処理を施す基板処理部ＳＰを設置可能に仕上げられ、当該上面に基板処理部ＳＰが設置される。この基板処理部ＳＰを構成する各部は装置全体を制御する制御ユニット１０と電気的に接続され、制御ユニット１０からの指示に応じて動作する。なお、ベース部材１７の形状、基板処理部ＳＰの構成や動作については、後で詳述する。

【0019】

図２および図３に示すように、チャンバ１１の天井壁１１ｆには、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１３が取り付けられている。このファンフィルタユニット１３は、基板処理装置１が設置されているクリーンルーム内の空気をさらに清浄化してチャンバ１１内の内部空間１２に供給する。ファンフィルタユニット１３は、クリーンルーム内の空気を取り込んでチャンバ１１内に送り出すためのファンおよびフィルタ（例えばＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ）を備えており、天井壁１１ｆに設けられた開口１１ｆ１を介して清浄空気を送り込む。これにより、チャンバ１１内の内部空間１２に清浄空気のダウンフローが形成される。また、ファンフィルタユニット１３から供給された清浄空気を均一に分散するために、多数の吹出し孔を穿設したパンチングプレート１４が天井壁１１ｆの直下に設けられている。

【0020】

図３に示すように、基板処理装置１では、４枚の側壁１１ｂ～１１ｅのうち基板搬送ロボット１１１と対向する側壁１１ｂには、搬送用開口１１ｂ１が設けられており、内部空間１２とチャンバ１１の外部とが連通される。このため、基板搬送ロボット１１１のハンド（図示省略）が搬送用開口１１ｂ１を介して基板処理部ＳＰにアクセス可能となっている。つまり、搬送用開口１１ｂ１を設けたことで、内部空間１２に対する基板Ｗの搬入出が可能となっている。また、この搬送用開口１１ｂ１を開閉するためのシャッター１５が側壁１１ｂに取り付けられている。

【0021】

シャッター１５にはシャッター開閉機構（図示省略）が接続されており、制御ユニット１０からの開閉指令に応じてシャッター１５を開閉させる。より具体的には、基板処理装置１では、未処理の基板Ｗをチャンバ１１に搬入する際にシャッター開閉機構はシャッター１５を開き、基板搬送ロボット１１１のハンドによって未処理の基板Ｗがフェースアップ姿勢で基板処理部ＳＰに搬入される。つまり、基板Ｗは上面Ｗｆを上方に向けた状態で基板処理部ＳＰのスピンチャック（図５中の符号２１）上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット１１１のハンドがチャンバ１１から退避すると、シャッター開閉機構はシャッター１５を閉じる。そして、チャンバ１１の処理空間（後で詳述する密閉空間１２ａに相当）内で基板Ｗの周縁部Ｗｓに対するベベル処理が基板処理部ＳＰにより本発明の「基板処理」の一例として実行される。また、ベベル処理の終了後においては、シャッター開閉機構がシャッター１５を再び開き、基板搬送ロボット１１１のハンドが処理済の基板Ｗを基板処理部ＳＰから搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ１１の内部空間１２が常温環境に保たれる。なお、本明細書において「常温」とは、５℃～３５℃の温度範囲にあることを意味する。

【0022】

図３に示すように、側壁１１ｄは、ベース部材１７に設置された基板処理部ＳＰ（図２）を挟んで側壁１１ｂの反対側に位置している。この側壁１１ｄには、メンテナンス用開口１１ｄ１が設けられている。メンテナンス時には、同図に示すように、メンテナンス用開口１１ｄ１は開放される。このため、オペレータは装置の外部からメンテナンス用開口１１ｄ１を介して基板処理部ＳＰにアクセス可能となっている。一方、基板処理時には、蓋部材１９がメンテナンス用開口１１ｄ１を塞ぐように取り付けられる。このように、本実施形態では、蓋部材１９は側壁１１ｄに対して着脱自在となっている。

【0023】

また、側壁１１ｅの外側面には、基板処理部ＳＰに対して加熱した不活性ガス（本実施形態では、窒素ガス）を供給するための加熱ガス供給部４７が取り付けられている。この加熱ガス供給部４７は、ヒータ４７１を内蔵している。

【0024】

このように、チャンバ１１の外壁側には、シャッター１５、蓋部材１９および加熱ガス供給部４７が配置される。これに対し、チャンバ１１の内側、つまり内部空間１２には、高床構造のベース部材１７の上面に基板処理部ＳＰが設置される。以下、図２、図４ないし図１２を参照しつつ、基板処理部ＳＰの構成について説明する。

【0025】

図４はベース部材上に設置された基板処理部の構成を模式的に示す平面図である。以下、装置各部の配置関係や動作などを明確にするために、Ｚ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。図４における座標系において、基板Ｗの搬送経路ＴＰと平行な水平方向を「Ｘ方向」とし、それと直交する水平方向を「Ｙ方向」としている。さらに詳しくは、チャンバ１１の内部空間１２から搬送用開口１１ｂ１およびメンテナンス用開口１１ｄ１に向かう方向をそれぞれ「＋Ｘ方向」および「－Ｘ方向」と称し、チャンバ１１の内部空間１２から側壁１１ｃ、１１ｅに向かう方向をそれぞれ「－Ｙ方向」および「＋Ｙ方向」と称し、鉛直上方および鉛直下方に向かう方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「－Ｚ方向」と称する。

【0026】

基板処理部ＳＰは、保持回転機構２、飛散防止機構３、上面保護加熱機構４、処理機構５、雰囲気分離機構６、昇降機構７、センタリング機構８および基板観察機構９を備えている。これらの機構は、ベース部材１７上に設けられている。つまり、チャンバ１１よりも高い剛性を有するベース部材１７を基準とし、保持回転機構２、飛散防止機構３、上面保護加熱機構４、処理機構５、雰囲気分離機構６、昇降機構７、センタリング機構８および基板観察機構９が相互に予め決められた位置関係で配置される。

【0027】

図５は保持回転機構の構成を示す斜視図である。保持回転機構２は、基板Ｗの表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持する基板保持部２Ａと、基板Ｗを保持した基板保持部２Ａおよび飛散防止機構３の一部を同期して回転させる回転機構２Ｂと、を備えている。このため、制御ユニット１０からの回転指令に応じて回転機構２Ｂが作動すると、基板Ｗおよび飛散防止機構３の回転カップ部３１は、鉛直方向Ｚと平行に延びる回転軸ＡＸまわりに回転される。

【0028】

基板保持部２Ａは、基板Ｗより小さい円板状の部材であるスピンチャック２１を備えている。スピンチャック２１は、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸ＡＸに一致するように設けられている。特に、本実施形態では、図４に示すように、基板保持部２Ａの中心（スピンチャック２１の中心軸に相当）がチャンバ１１の中心１１ｇよりも（＋Ｘ）方向にオフセットされる。つまり、チャンバ１１の上方からの平面視で、スピンチャック２１の中心軸（回転軸ＡＸ）が内部空間１２の中心１１ｇから搬送用開口１１ｂ１側に距離Ｌofだけずれた処理位置に位置するように、基板保持部２Ａは配置される。なお、後述する装置各部の配置関係を明確にするため、本明細書では、オフセットされた基板保持部２Ａの中心（回転軸ＡＸ）を通過するとともに、搬送経路ＴＰと直交する仮想線および搬送経路ＴＰと平行な仮想線をそれぞれ「第１仮想水平線ＶＬ１」および「第２仮想水平線ＶＬ２」と称する。

【0029】

スピンチャック２１の下面には、図５に示すように、円筒状の回転軸部２２が連結される。回転軸部２２は、その軸線を回転軸ＡＸと一致させた状態で、鉛直方向Ｚに延設される。また、回転軸部２２には、回転機構２Ｂが接続される。

【0030】

回転機構２Ｂは、基板保持部２Ａおよび飛散防止機構３の回転カップ部３１を回転させるための回転駆動力を発生するモータ２３と、当該回転駆動力を伝達するための動力伝達部２４とを有している。モータ２３は、回転駆動力の発生に伴い回転する回転シャフト２３１を有している。回転シャフト２３１を鉛直下方に延設させた姿勢でベース部材１７のモータ取付部位１７１に設けられている。より詳しくは、モータ取付部位１７１は、図３に示すように、メンテナンス用開口１１ｄ１と対向しながら（＋Ｘ）方向に切り欠かれた部位である。このモータ取付部位１７１の切欠幅（Ｙ方向サイズ）はモータ２３のＹ方向幅とほぼ同一である。このため、モータ２３は、その側面をモータ取付部位１７１と係合させながらＸ方向に移動自在となっている。

【0031】

モータ取付部位１７１で、モータ２３をＸ方向に位置決めしながらベース部材１７に固定するために、モータ固定金具２３２がボルトやネジなどの締結部材２３３によりベース部材１７に連結される。モータ固定金具２３２は、図５に示すように、水平部位２３２１と鉛直部位２３２２とを有し、（＋Ｙ）方向からの側面視で略Ｌ字形状を有している。図５への図示を省略しているが、モータ固定金具２３２の水平部位２３２１の中央部には、回転シャフト２３１を挿通するための貫通孔が設けられている。この貫通孔に回転シャフト２３１を鉛直下方に挿通した状態で、水平部位２３２１がモータ２３を支持する。また、鉛直部位２３２２は水平部位２３２１により下方から支持されたモータ２３と係合するように構成される。この鉛直部位２３２２には、２本のボルトやネジなど締結部材２３４がＹ方向において互いに離間して取り付けられている。各締結部材２３４の先端部は鉛直部位２３２２を貫通して（＋Ｘ）方向に延設され、各先端部がモータ取付部位１７１に螺合している。したがって、オペレータが締結部材２３４を正回転または逆回転させることで、モータ２３を支持したままモータ固定金具２３２がＸ方向に移動する。これによって、モータ２３をＸ方向において位置決めすることが可能となっている。また、位置決め後に、オペレータが締結部材２３３を正回転させることでモータ２３がモータ取付部位１７１と一体的にベース部材１７にしっかりと固定される。

【0032】

ベース部材１７から下方に突出した回転シャフト２３１の先端部には、第１プーリ２４１が取り付けられている。また、基板保持部２Ａの下方端部には、第２プーリ２４２が取り付けられている。より詳しくは、基板保持部２Ａの下方端部は、ベース部材１７のスピンチャック取付部位１７２に設けられた貫通孔に挿通され、ベース部材１７の下方に突出している。この突出部分に第２プーリ２４２が設けられている。そして、第１プーリ２４１および第２プーリ２４２の間に無端ベルト２４３が架け渡される。このように、本実施形態では、第１プーリ２４１、第２プーリ２４２および無端ベルト２４３により、動力伝達部２４が構成される。

【0033】

このような構成を有する動力伝達部２４を用いた場合、長尺のタイミングベルトを無端ベルト２４３として選定することができ、無端ベルト２４３の長寿命化を図ることができる。といっても、Ｘ方向におけるモータ２３の移動により第１プーリ２４１および第２プーリ２４２の間隔調整や無端ベルト２４３の交換などのメンテナンス作業は必要である。そこで、本実施形態では、図４に示すように、チャンバ１１の上方からの平面視で、搬送用開口１１ｂ１、基板保持部２Ａ、動力伝達部２４、モータ２３およびメンテナンス用開口１１ｄ１がこの順序で、第２仮想水平線ＶＬ２に沿って、かつ直線状に配置される。つまり、動力伝達部２４およびモータ２３は、メンテナンス用開口１１ｄ１を臨むように、配置される。したがって、蓋部材１９をチャンバ１１から取り外してメンテナンス用開口１１ｄ１を開放すると、メンテナンス用開口１１ｄ１を介して動力伝達部２４およびモータ２３が外部に露出する。その結果、オペレータによるメンテナンス作業が容易となり、メンテナンス作業の効率を向上させることができる。

【0034】

しかも、以下に説明する他の機構はベース部材１７の上方に配置されるのに対し、動力伝達部２４はベース部材１７の下方に配置される。このような配置を採用することで、他の機構との干渉を考慮することなく、オペレータによるメンテナンス作業をさらに効率的に行うことができる。

【0035】

スピンチャック２１の中央部には、図５に示すように、貫通孔２１１が設けられており、回転軸部２２の内部空間と連通している。内部空間には、バルブ（図示省略）が介装された配管２５を介してポンプ２６が接続される。当該ポンプ２６およびバルブは、制御ユニット１０に電気的に接続されており、制御ユニット１０からの指令に応じて動作する。これによって、負圧と正圧とが選択的にスピンチャック２１に付与される。例えば基板Ｗがスピンチャック２１の上面に略水平姿勢で置かれた状態でポンプ２６が負圧をスピンチャック２１に付与すると、スピンチャック２１は基板Ｗを下方から吸着保持する。一方、ポンプ２６が正圧をスピンチャック２１に付与すると、基板Ｗはスピンチャック２１の上面から取り外し可能となる。また、ポンプ２６の吸引を停止すると、スピンチャック２１の上面上で基板Ｗは水平移動可能となる。

【0036】

スピンチャック２１には、回転軸部２２の中央部に設けられた配管２８を介して窒素ガス供給部２９が接続される。窒素ガス供給部２９は、基板処理システム１００が設置される工場のユティリティーなどから供給される常温の窒素ガスを制御ユニット１０からのガス供給指令に応じた流量およびタイミングでスピンチャック２１に送給し、基板Ｗの下面Ｗｂ側で窒素ガスを中央部から径方向外側に流通させる。なお、本実施形態では、窒素ガスを用いているが、その他の不活性ガスを用いてもよい。この点については、後で説明する中央ノズルから吐出される加熱ガスについても同様である。また、「流量」とは、窒素ガスなどの流体が単位時間当たりに移動する量を意味している。

【0037】

回転機構２Ｂは、基板Ｗと一体的にスピンチャック２１を回転させるのみならず、当該回転に同期して回転カップ部３１を回転させるために、動力伝達部２７（図２）を有している。動力伝達部２７は、非磁性材料または樹脂で構成される円環部材２７ａ（図５）と、円環部材に内蔵されるスピンチャック側磁石（図示省略）と、回転カップ部３１の一構成である下カップ３２に内蔵されるカップ側磁石（図示省略）とを有している。円環部材２７ａは、図５に示すように回転軸部２２に取り付けられ、回転軸部２２とともに回転軸ＡＸまわりに回転可能となっている。より詳しくは、回転軸部２２は、図２および図５に示すように、スピンチャック２１の直下位置において、径方向外側に張出したフランジ部位を有している。そして、フランジ部位に対して円環部材２７ａが同心状に配置されるとともに、図示省略するボルトなどによって連結固定される。

【0038】

円環部材２７ａの外周縁部では、複数のスピンチャック側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。本実施形態では、互いに隣り合う２つのスピンチャック側磁石の一方では、外側および内側がそれぞれＮ極およびＳ極となるように配置され、他方では、外側および内側がそれぞれＳ極およびＮ極となるように配置される。

【0039】

これらのスピンチャック側磁石と同様に、複数のカップ側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。これらのカップ側カップ側磁石は下カップ３２に内蔵される。下カップ３２は次に説明する飛散防止機構３の構成部品であり、円環形状を有している。つまり、下カップ３２は、円環部材２７ａの外周面と対向可能な内周面を有している。この内周面の内径は円環部材２７ａの外径よりも大きい。そして、当該内周面を円環部材２７ａの外周面から所定間隔（＝（上記内径－上記外径）／２）だけ離間対向させながら下カップ３２が回転軸部２２および円環部材２７ａと同心状に配置される。この下カップ３２の外周縁上面には、係合ピンおよび連結用マグネットが設けられており、これらにより上カップ３３が下カップ３２と連結され、この連結体が回転カップ部３１として機能する。

【0040】

下カップ３２は、ベース部材１７の上面上において、図面への図示を省略したベアリングによって、上記配置状態のまま、回転軸ＡＸまわりに回転可能に支持される。この下カップ３２の内周縁部において、上記したようにカップ側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。また、互いに隣り合う２つのカップ側磁石の配置についてもスピンチャック側磁石と同様である。つまり、一方では、外側および内側がそれぞれＮ極およびＳ極となるように配置され、他方では、外側および内側がそれぞれＳ極およびＮ極となるように配置される。

【0041】

このように構成された動力伝達部２７では、モータ２３により回転軸部２２とともに円環部材２７ａが回転すると、スピンチャック側磁石とカップ側磁石との間での磁力作用によって、下カップ３２がエアギャップ（円環部材２７ａと下カップ３２との隙間）を維持しつつ円環部材２７ａと同じ方向に回転する。これにより、回転カップ部３１が回転軸ＡＸまわりに回転する。つまり、回転カップ部３１は基板Ｗと同一方向でしかも同期して回転する。

【0042】

飛散防止機構３は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周を囲みながら回転軸ＡＸまわりに回転可能な回転カップ部３１と、回転カップ部３１を囲むように固定的に設けられる固定カップ部３４と、を有している。回転カップ部３１は、下カップ３２に上カップ３３が連結されることで、回転する基板Ｗの外周を囲みながら回転軸ＡＸまわりに回転可能に設けられている。

【0043】

図６はスピンチャックに保持された基板と回転カップ部との寸法関係を示す図である。図７は回転カップ部および固定カップ部の一部を示す図である。下カップ３２は円環形状を有している。その外径は基板Ｗの外径よりも大きく、鉛直上方からの平面視においてスピンチャック２１で保持された基板Ｗから径方向にはみ出た状態で下カップ３２は回転軸ＡＸまわりに回転自在に配置される。当該はみ出た領域、つまり下カップ３２の上面周縁部では、周方向に沿って鉛直上方に立設する係合ピン（図示省略）と平板状の下マグネット（図示省略）とが交互に取り付けられている。

【0044】

一方、上カップ３３は、図２、図３および図６に示すように、下円環部位３３１と、上円環部位３３２と、これらを連結する傾斜部位３３３とを有している。下円環部位３３１の外径Ｄ３３１は下カップ３２の外径Ｄ３２と同一であり、下円環部位３３１は下カップ３２の周縁部３２１の鉛直上方に位置している。下円環部位３３１の下面では、係合ピンの鉛直上方に相当する領域において、下方に開口した凹部が係合ピンの先端部と嵌合可能に設けられている。また、下マグネットの鉛直上方に相当する領域において、上マグネットが取り付けられている。このため、凹部および上マグネットがそれぞれ係合ピンおよび下マグネットと対向した状態で、上カップ３３は下カップ３２に対して係脱可能となっている。

【0045】

上カップ３３は、昇降機構７により鉛直方向において昇降可能となっている。上カップ３３が昇降機構７により上方に移動されると、鉛直方向において上カップ３３と下カップ３２との間に基板Ｗの搬入出用の搬送空間が形成される。一方、昇降機構７により上カップ３３が下方に移動されると、凹部が係合ピンの先端部を被るように嵌合し、下カップ３２に対して上カップ３３が水平方向に位置決めされる。また、上マグネットが下マグネットに近接し、両者間で生じる引力によって、上記位置決めさた上カップ３３および下カップ３２が互いに結合される。これによって、図４の部分拡大図および図７に示すように、水平方向に延びる隙間ＧＰｃを形成した状態で、上カップ３３および下カップ３２が鉛直方向に一体化される。そして、回転カップ部３１は隙間ＧＰｃを形成したまま回転軸ＡＸまわりに回転自在となっている。

【0046】

回転カップ部３１では、図６に示すように、上円環部位３３２の外径Ｄ３３２は下円環部位３３１の外径Ｄ３３１よりも若干小さい。また、下円環部位３３１および上円環部位３３２の内周面の径ｄ３３１、ｄ３３２を比較すると、下円環部位３３１の方が上円環部位３３２よりも大きく、鉛直上方からの平面視で、上円環部位３３２の内周面が下円環部位３３１の内周面の内側に位置する。そして、上円環部位３３２の内周面と下円環部位３３１の内周面とが上カップ３３の全周にわたって傾斜部位３３３により連結される。このため、傾斜部位３３３の内周面、つまり基板Ｗを取り囲む面は、傾斜面３３４となっている。すなわち、図７に示すように、傾斜部位３３３は回転する基板Ｗの外周を囲んで基板Ｗから飛散する液滴を捕集可能となっており、上カップ３３および下カップ３２で囲まれた空間が捕集空間ＳＰｃとして機能する。

【0047】

しかも、捕集空間ＳＰｃを臨む傾斜部位３３３は、下円環部位３３１から基板Ｗの周縁部の上方に向かって傾斜している。このため、図７に示すように、傾斜部位３３３に捕集された液滴は傾斜面３３４に沿って上カップ３３の下端部、つまり下円環部位３３１に流動し、さらに隙間ＧＰｃを介して回転カップ部３１の外側に排出可能となっている。

【0048】

固定カップ部３４は回転カップ部３１を取り囲むように設けられ、排出空間ＳＰｅを形成する。固定カップ部３４は、液受け部位３４１と、液受け部位３４１の内側に設けられた排気部位３４２とを有している。液受け部位３４１は、隙間ＧＰｃの反基板側開口（図７の左手側開口）を臨むように開口したカップ構造を有している。つまり、液受け部位３４１の内部空間が排出空間ＳＰｅとして機能しており、隙間ＧＰｃを介して捕集空間ＳＰｃと連通される。したがって、回転カップ部３１により捕集された液滴は気体成分とともに隙間ＧＰｃを介して排出空間ＳＰｅに案内される。そして、液滴は液受け部位３４１の底部に集められ、固定カップ部３４から排液される。

【0049】

一方、気体成分は排気部位３４２に集められる。この排気部位３４２は区画壁３４３を介して液受け部位３４１と区画される。また、区画壁３４３の上方に気体案内部３４４が配置される。気体案内部３４４は、区画壁３４３の直上位置から排出空間ＳＰｅと排気部位３４２の内部にそれぞれ延設されることで、区画壁３４３を上方から覆ってラビリンス構造を有する気体成分の流通経路を形成している。したがって、液受け部位３４１に流入した流体のうち気体成分が上記流通経路を経由して排気部位３４２に集められる。この排気部位３４２は排気部３８と接続される。このため、制御ユニット１０からの指令に応じて排気部３８が作動することで固定カップ部３４の圧力が調整され、排気部位３４２内の気体成分が効率的に排気される。また、排気部３８の精密制御により、排出空間ＳＰｅの圧力や流量が調整される。例えば排出空間ＳＰｅの圧力が捕集空間ＳＰｃの圧力よりも下がる。その結果、捕集空間ＳＰｃ内の液滴を効率的に排出空間ＳＰｅに引き込み、捕集空間ＳＰｃからの液滴の移動を促進することができる。

【0050】

図８は上面保護加熱機構の構成を示す外観斜視図である。図９は図８に示す上面保護加熱機構の断面図である。上面保護加熱機構４は、スピンチャック２１に保持される基板Ｗの上面Ｗｆの上方に配置された遮断板４１を有している。この遮断板４１は水平な姿勢で保持された円板部４２を有している。円板部４２はヒータ駆動部４２２により駆動制御されるヒータ４２１を内蔵している。この円板部４２は基板Ｗよりも若干短い直径を有している。そして、円板部４２の下面が基板Ｗの上面Ｗｆのうち周縁部Ｗｓを除く表面領域を上方から覆うように、円板部４２は支持部材４３により支持される。なお、図８中の符号４４は円板部４２の周縁部に設けられた切欠部であり、これは処理機構５に含まれる処理液吐出ノズルとの干渉を防止するために設けられている。切欠部４４は、径方向外側に向かって開口している。

【0051】

支持部材４３の下端部は円板部４２の中央部に取り付けられている。支持部材４３と円板部４２とを上下に貫通するように、円筒状の貫通孔が形成される。また、当該貫通孔に対し、中央ノズル４５が上下に挿通している。この中央ノズル４５には、図２に示すように、配管４６を介して加熱ガス供給部４７と接続される。加熱ガス供給部４７は、基板処理システム１００が設置される工場の用力などから供給される常温の窒素ガスをヒータ４７１により加熱して制御ユニット１０からの加熱ガス供給指令に応じた流量およびタイミングで基板処理部ＳＰに供給する。

【0052】

ここで、ヒータ４７１をチャンバ１１の内部空間１２に配置すると、ヒータ４７１から放射される熱が基板処理部ＳＰ、特に後述するように処理機構５や基板観察機構９に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施形態では、ヒータ４７１を有する加熱ガス供給部４７が、図４に示すように、チャンバ１１の外側に配置される。また、本実施形態では、配管４６の一部にリボンヒータ４８が取り付けられている。リボンヒータ４８は制御ユニット１０からの加熱指令に応じて発熱して配管４６内を流れる窒素ガスを加熱する。

【0053】

こうして加熱された窒素ガス（以下「加熱ガス」という）が中央ノズル４５に向けて圧送され、中央ノズル４５から吐出される。例えば図９に示すように、円板部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗに近接した処理位置に位置決めされた状態で加熱ガスが供給されることによって、加熱ガスは基板Ｗの上面Ｗｆとヒータ内蔵の円板部４２とに挟まれた空間ＳＰａの中央部から周縁部に向って流れる。これによって、基板Ｗの周囲の雰囲気が基板Ｗの上面Ｗｆに入り込むのを抑制することができる。その結果、上記雰囲気に含まれる液滴が基板Ｗと円板部４２とで挟まれた空間ＳＰａに巻き込まれるのを効果的に防止することができる。また、ヒータ４２１による加熱と加熱ガスによって上面Ｗｆが全体的に加熱され、基板Ｗの面内温度を均一化することができる。これによって、基板Ｗが反るのを抑制し、処理液の着液位置を安定化させることができる。

【0054】

図２に示すように、支持部材４３の上端部は、第１仮想水平線ＶＬ１に沿って延びる梁部材４９に固定される。この梁部材４９は、ベース部材１７の上面に取り付けられた昇降機構７と接続されており、制御ユニット１０からの指令に応じて昇降機構７により昇降される。例えば図２では梁部材４９が下方に位置決めされることで、支持部材４３を介して梁部材４９に連結された円板部４２が処理位置に位置している。一方、制御ユニット１０からの上昇指令を受けて昇降機構７が梁部材４９を上昇させると、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２が一体的に上昇するとともに、上カップ３３も連動して下カップ３２から分離して上昇する。これによって、スピンチャック２１と、上カップ３３および円板部４２との間が広がり、スピンチャック２１に対する基板Ｗの搬出入を行うことが可能となる。

【0055】

処理機構５は、基板Ｗの上面側に配置される処理液吐出ノズル５１Ｆ（図４）と、基板Ｗの下面側に配置される処理液吐出ノズル５１Ｂ（図２）と、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂに処理液を供給する処理液供給部５２とを有している。以下においては、上面側の処理液吐出ノズル５１Ｆと下面側の処理液吐出ノズル５１Ｂとを区別するために、それぞれ「上面ノズル５１Ｆ」および「下面ノズル５１Ｂ」と称する。また、図２において、処理液供給部５２が２つ図示されるが、これらは同一である。

【0056】

本実施形態では、３本の上面ノズル５１Ｆが設けられるとともに、それらに対して処理液供給部５２が接続される。また、処理液供給部５２はＳＣ１、ＤＨＦなどの薬液や機能水（ＣＯ２水など）を処理液として供給可能に構成されており、３本の上面ノズル５１ＦからＳＣ１、ＤＨＦおよび機能水がそれぞれ独立して吐出可能となっている。

【0057】

各上面ノズル５１Ｆでは、先端下面に処理液を吐出する吐出口（図示省略）が設けられている。そして、図４中の拡大図に示すように、各吐出口を基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部を向けた姿勢で複数（本実施形態では３個）の上面ノズル５１Ｆの下方部が円板部４２の切欠部４４（図６参照）に配置されるとともに、上面ノズル５１Ｆの上方部がノズルホルダ５３に対して径方向Ｄ１（第１仮想水平線ＶＬ１に対してノズル吐出仰角度が４５゜、旋回角度が６５°程度傾いた方向）に移動自在に取り付けられている。このノズルホルダ５３はノズル移動部５４に接続される。

【0058】

図１０はノズル移動部の構成を模式的に示す図である。ノズル移動部５４は、図１０に示すように、ノズルヘッド５６（＝上面ノズル５１Ｆ＋ノズルホルダ５３）を保持したまま、後で説明する昇降部７１３のリフター７１３ａの上端部に取り付けられている。このため、制御ユニット１０からの昇降指令に応じてリフター７１３ａが鉛直方向に伸縮すると、それに応じてノズル移動部５４およびノズルヘッド５６が鉛直方向Ｚに移動する。

【0059】

また、ノズル移動部５４では、ベース部材５４１がリフター７１３ａの上端部に固着されている。このベース部材５４１には、直動アクチュエータ５４２が取り付けられている。直動アクチュエータ５４２は、径方向Ｘにおけるノズル移動の駆動源として機能するモータ（以下「ノズル駆動モータ」という）５４３と、ノズル駆動モータ５４３の回転軸に連結されたボールねじなどの回転体の回転運動を直線運動に変換してスライダー５４４を径方向Ｄ１に往復移動させる運動変換機構５４５とを有している。また、運動変換機構５４５では、スライダー５４４の径方向Ｄ１への移動を安定化させるために、例えばＬＭガイド（登録商標）などのガイドが用いられている。

【0060】

こうして径方向Ｘに往復駆動されるスライダー５４４には、連結部材５４６を介してヘッド支持部材５４７が連結されている。このヘッド支持部材５４７は、径方向Ｘに延びる棒形状を有している。ヘッド支持部材５４７の（＋Ｄ１）方向端部はスライダー５４４に固着される。一方、ヘッド支持部材５４７の（－Ｄ１）方向端部はスピンチャック２１に向かって水平に延設され、その先端部にノズルヘッド５６が取り付けられている。このため、制御ユニット１０からのノズル移動指令に応じてノズル駆動モータ５４３が回転すると、その回転方向に対応して（＋Ｄ１）方向または（－Ｄ１）方向に、しかも回転量に対応した距離だけ、スライダー５４４、ヘッド支持部材５４７およびノズルヘッド５６が一体的に移動する。その結果、ノズルヘッド５６に装着されている上面ノズル５１Ｆが径方向Ｄ１に位置決めされる。例えば、図１０に示すように、上面ノズル５１Ｆが予め設定されたホーム位置に位置決めされたとき、運動変換機構５４５に設けられたバネ部材５４８がスライダー５４４により圧縮され、スライダー５４４に対して（－Ｘ）方向に付勢力を与える。これにより、運動変換機構５４５に含まれるバックラッシを制御することができる。つまり、運動変換機構５４５はガイドなどの機械部品を有しているため、径方向Ｄ１に沿ったバックラッシをゼロとすることは事実上困難であり、これについて十分な考慮を払わないと、径方向Ｄ１における上面ノズル５１Ｆの位置決め精度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、バネ部材５４８を設けたことで、上面ノズル５１Ｆをホーム位置に静止させた際には、常時、バックラッシを（－Ｄ１）方向に片寄らせている。これにより、次のような作用効果が得られる。制御ユニット１０からのノズル移動指令に応じてノズル移動部５４は３本の上面ノズル５１Ｆを一括して方向Ｄ１に駆動させる。このノズル移動指令には、ノズル移動距離に関する情報が含まれている。この情報に基づき上面ノズル５１Ｆが径方向Ｄ１に指定されたノズル移動距離だけ移動されると、上面ノズル５１Ｆがベベル処理位置に正確に位置決めされる。

【0061】

ベベル処理位置に位置決めた上面ノズル５１Ｆの吐出口５１１は基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部に向いている。そして、制御ユニット１０からの供給指令に応じて処理液供給部５２が３種類の処理液のうち供給指令に対応する処理液を当該処理液用の上面ノズル５１Ｆに供給すると、上面ノズル５１Ｆから処理液が基板Ｗの端面から予め設定された位置に供給される。

【0062】

また、ノズル移動部５４の構成部品の一部に対し、雰囲気分離機構６の下密閉カップ部材６１が着脱自在に固定される。つまり、ベベル処理を実行する際には、上面ノズル５１Ｆおよびノズルホルダ５３は、ノズル移動部５４を介して下密閉カップ部材６１と一体化されており、昇降機構７によって下密閉カップ部材６１とともに鉛直方向Ｚに昇降される。一方、キャリブレーション処理を実行する際には、下密閉カップ部材６１は取り外され、上面ノズル５１Ｆおよびノズルホルダ５３はノズル移動部５４により径方向Ｄ１に往復移動されるとともに昇降機構７により鉛直方向Ｚに昇降される。

【0063】

本実施形態では、基板Ｗの下面Ｗｂの周縁部に向けて処理液を吐出するために、下面ノズル５１Ｂおよびノズル支持部５７がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの下方に設けられている。ノズル支持部５７は、鉛直方向に延設された薄肉の円筒部位５７１と、円筒部位５７１の上端部において径方向外側に折り広げられた円環形状を有するフランジ部位５７２とを有している。円筒部位５７１は、円環部材２７ａと下カップ３２との間に形成されたエアギャップに遊挿自在な形状を有している。そして、図２に示すように、円筒部位５７１がエアギャップに遊挿されるとともにフランジ部位５７２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗと下カップ３２との間に位置するように、ノズル支持部５７は固定配置される。フランジ部位５７２の上面周縁部に対し、３つの下面ノズル５１Ｂが取り付けられている。各下面ノズル５１Ｂは、基板Ｗの下面Ｗｂの周縁部に向けて開口した吐出口（図示省略）を有しており、配管５８を介して処理液供給部５２から供給される処理液を吐出可能となっている。

【0064】

これら上面ノズル５１Ｆおよび下面ノズル５１Ｂから吐出される処理液により、基板Ｗの周縁部に対するベベル処理が実行される。また、基板Ｗの下面側では、周縁部Ｗｓの近傍までフランジ部位５７２が延設される。このため、配管２８を介して下面側に供給された窒素ガスが、フランジ部位５７２に沿って捕集空間ＳＰｃに流れる。その結果、捕集空間ＳＰｃから液滴が基板Ｗに逆流するのを効果的に抑制する。

【0065】

雰囲気分離機構６は、下密閉カップ部材６１と、上密閉カップ部材６２とを有している。下密閉カップ部材６１および上密閉カップ部材６２はともに上下に開口した筒形状を有している。そして、それらの内径は回転カップ部３１の外径よりも大きく、雰囲気分離機構６は、スピンチャック２１、スピンチャック２１に保持された基板Ｗ、回転カップ部３１および上面保護加熱機構４を上方からすっぽりと囲むように配置される、より詳しくは、図２に示すように、上密閉カップ部材６２は、その上方開口が天井壁１１ｆの開口１１ｆ１を下方から覆うように、パンチングプレート１４の直下位置に固定配置される。このため、チャンバ１１内に導入された清浄空気のダウンフローは、上密閉カップ部材６２の内部を通過するものと、上密閉カップ部材６２の外側を通過するものとに分けられる。

【0066】

また、上密閉カップ部材６２の下端部は、内側に折り込まれた円環形状を有するフランジ部６２１を有している。このフランジ部６２１の上面にオーリング６３が取り付けられている。上密閉カップ部材６２の内側において、下密閉カップ部材６１が鉛直方向に移動自在に配置される。

【0067】

下密閉カップ部材６１の上端部は、外側に折り広げられた円環形状を有するフランジ部６１１を有している。このフランジ部６１１は、鉛直上方からの平面視で、フランジ部６２１と重なり合っている。このため、下密閉カップ部材６１が下降すると、図４中の部分拡大図に示すように、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１がオーリング６３を介して上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１で係止される。これにより、下密閉カップ部材６１は下限位置に位置決めされる。この下限位置では、鉛直方向において上密閉カップ部材６２と下密閉カップ部材６１とが繋がり、上密閉カップ部材６２の内部に導入されたダウンフローがスピンチャック２１に保持された基板Ｗに向けて案内される。

【0068】

下密閉カップ部材６１の下端部は、外側に折り込まれた円環形状を有するフランジ部６１２を有している。このフランジ部６１２は、鉛直上方からの平面視で、固定カップ部３４の上端部（液受け部位３４１の上端部）と重なり合っている。したがって、上記下限位置では、図３中の部分拡大図に示すように、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１２がオーリング６４を介して固定カップ部３４で係止される。これにより、鉛直方向において下密閉カップ部材６１と固定カップ部３４が繋がり、上密閉カップ部材６２、下密閉カップ部材６１および固定カップ部３４により密閉空間１２ａが形成される。この密閉空間１２ａ内において、基板Ｗに対するベベル処理が実行可能となっている。つまり、下密閉カップ部材６１が下限位置に位置決めされることで、密閉空間１２ａが密閉空間１２ａの外側空間１２ｂから分離される（雰囲気分離）。したがって、外側雰囲気の影響を受けることなく、ベベル処理を安定して行うことができる。また、ベベル処理を行うために処理液を用いるが、処理液が密閉空間１２ａから外側空間１２ｂに漏れるのを確実に防止することができる。よって、外側空間１２ｂに配置する部品の選定・設計の自由度が高くなる。

【0069】

下密閉カップ部材６１は鉛直上方にも移動可能に構成される。また、鉛直方向における下密閉カップ部材６１の中間部には、上記したように、ノズル移動部５４のヘッド支持部材５４７を介してノズルヘッド５６（＝上面ノズル５１Ｆ＋ノズルホルダ５３）が固定される。また、これ以外にも、図２および図４に示すように、梁部材４９を介して上面保護加熱機構４が下密閉カップ部材６１の中間部に固定される。つまり、図４に示すように、下密閉カップ部材６１は、周方向において互いに異なる３箇所で梁部材４９の一方端部、梁部材４９の他方端部およびヘッド支持部材５４７とそれぞれ接続される。そして、昇降機構７が梁部材４９の一方端部、梁部材４９の他方端部およびヘッド支持部材５４７を昇降させることで、それに伴って下密閉カップ部材６１も昇降する。

【0070】

この下密閉カップ部材６１の内周面では、図２および図４に示すように、内側に向けて突起部６１３が上カップ３３と係合可能な係合部位として複数本（４本）突設される。各突起部６１３は上カップ３３の上円環部位３３２の下方空間まで延設される。また、各突起部６１３は、下密閉カップ部材６１が下限位置に位置決めされた状態で上カップ３３の上円環部位３３２から下方に離れるように取り付けられている。そして、下密閉カップ部材６１の上昇によって各突起部６１３が下方から上円環部位３３２に係合可能となっている。この係合後においても、下密閉カップ部材６１がさらに上昇することで上カップ３３を下カップ３２から離脱させることが可能となっている。

【0071】

本実施形態では、昇降機構７により下密閉カップ部材６１が上面保護加熱機構４およびノズルヘッド５６とともに上昇し始めた後で、上カップ３３も一緒に上昇する。これによって、上カップ３３、上面保護加熱機構４およびノズルヘッド５６がスピンチャック２１から上方に離れる。下密閉カップ部材６１の退避位置への移動によって、基板搬送ロボット１１１のハンドがスピンチャック２１にアクセスするための搬送空間が形成される。そして、当該搬送空間を介してスピンチャック２１への基板Ｗのローディングおよびスピンチャック２１からの基板Ｗのアンローディングが実行可能となっている。このように、本実施形態では、昇降機構７による下密閉カップ部材６１の最小限の上昇によってスピンチャック２１に対する基板Ｗのアクセスを行うことが可能となっている。

【0072】

昇降機構７は２つの昇降駆動部７１、７２を有している。昇降駆動部７１では、第１昇降モータ（図示省略）がベース部材１７の第１昇降取付部位１７３（図３）に取り付けられている。第１昇降モータは、制御ユニット１０からの駆動指令に応じて作動して回転力を発生する。この第１昇降モータに対し、２つの昇降部７１２、７１３が連結される。昇降部７１２、７１３は、第１昇降モータから上記回転力を同時に受ける。そして、昇降部７１２は、第１昇降モータの回転量に応じて梁部材４９の一方端部を支持する支持部材４９１を鉛直方向Ｚに昇降させる。また、昇降部７１３は、第１昇降モータの回転量に応じてノズルヘッド５６を支持するヘッド支持部材５４７を鉛直方向Ｚに昇降させる。

【0073】

昇降駆動部７２では、第２昇降モータ（図示省略）がベース部材１７の第２昇降取付部位１７４（図３）に取り付けられている。第２昇降モータに対し、昇降部７２２が連結される。第２昇降モータは、制御ユニット１０からの駆動指令に応じて作動して回転力を発生し、昇降部７２２に与える。昇降部７２２は、第２昇降モータの回転量に応じて梁部材４９の他方端部を支持する支持部材４９２を鉛直方向に昇降させる。

【0074】

昇降駆動部７１、７２は、下密閉カップ部材６１の側面に対し、その周方向において互いに異なる３箇所にそれぞれ固定される支持部材４９１、４９２、５４を同期して鉛直方向に移動させる。したがって、上面保護加熱機構４、ノズルヘッド５６および下密閉カップ部材６１の昇降を安定して行うことができる。また、下密閉カップ部材６１の昇降に伴って上カップ３３も安定して昇降させることができる。

【0075】

図１１はセンタリング機構の構成および動作を模式的に示す図である。センタリング機構８は、ポンプ２６による吸引を停止している間（つまりスピンベース２１の上面上で基板Ｗが水平移動可能となっている間）に、センタリング処理を実行する。このセンタリング処理により上記偏心が解消され、基板Ｗの中心が回転軸ＡＸと一致する。センタリング機構８は、図４および図１１に示すように、第１仮想水平線ＶＬ１に対して４０゜程度傾いた当接移動方向Ｄ２において、回転軸ＡＸに対し、搬送用開口１１ｂ１側（図１１の右手側）に配置されたシングル当接部８１と、メンテナンス用開口１１ｄ１側（図１１の左手側）に配置されたマルチ当接部８２と、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２を当接移動方向Ｄ２に移動させるセンタリング駆動部８３と、を有している。

【0076】

シングル当接部８１は、当接移動方向Ｄ２と平行に延設された形状を有し、スピンチャック２１側の先端部でスピンチャック２１上の基板Ｗの端面と当接可能に仕上げられている。一方、マルチ当接部８２は、鉛直上方からの平面視で略Ｙ字形状を有し、スピンチャック２１側の二股部位の各先端部でスピンチャック２１上の基板Ｗの端面と当接可能に仕上げられている。これらシングル当接部８１およびマルチ当接部８２は、当接移動方向Ｄ２に移動自在となっている。

【0077】

センタリング駆動部８３は、シングル当接部８１を当接移動方向Ｄ２に移動させるためのシングル移動部８３１と、マルチ当接部８２を当接移動方向Ｄ２に移動させるためのマルチ移動部８３２と、を有している。シングル移動部８３１はベース部材１７のシングル移動取付部位１７５（図３）に取り付けられ、マルチ移動部８３２はベース部材１７のマルチ移動取付部位１７６（図３）に取り付けられている。基板Ｗのセンタリング処理を実行しない間、センタリング駆動部８３は、図４および図１１の（ａ）欄に示すように、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１から離間して位置決めする。このため、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２は搬送経路ＴＰから離れ、チャンバ１１に対して搬入出される基板Ｗに対してシングル当接部８１およびマルチ当接部８２が干渉するのを効果的に防止することができる。

【0078】

一方、基板Ｗのセンタリング処理を実行する際には、制御ユニット１０からのセンタリング指令に応じて、シングル移動部８３１がシングル当接部８１を回転軸ＡＸに向けて移動させるとともに、マルチ移動部８３２がマルチ当接部８２を回転軸ＡＸに向けて移動させる。これにより、図１１の（ｂ）欄に示すように、基板Ｗの中心が回転軸ＡＸと一致する。

【0079】

図１２は基板観察機構の観察ヘッドを示す斜視図である。図１３は図１２に示す観察ヘッドの分解組立斜視図である。基板観察機構９は、光源部９１と、撮像部９２と、観察ヘッド９３と、観察ヘッド駆動部９４と、有している。光源部９１および撮像部９２は、ベース部材１７の光学部品取付位置１７７（図３）において並設される。光源部９１は、制御ユニット１０からの照明指令に応じて照明光を観察位置に向けて照射する。この観察位置は、基板Ｗの周縁部Ｗｓに対応する位置であり、図１２において観察ヘッド９３が位置決めされる位置に相当する。

【0080】

観察位置と、観察位置から基板Ｗの径方向外側に離れた離間位置との間を、観察ヘッド９３は往復移動可能となっている。当該観察ヘッド９３に対し、観察ヘッド駆動部９４が接続される。観察ヘッド駆動部９４はベース部材１７のヘッド駆動位置１７８（図３）でベース部材１７に取り付けられている。そして、制御ユニット１０からのヘッド移動指令に応じて観察ヘッド駆動部９４は、第１仮想水平線ＶＬ１に対して１０゜程度傾いたヘッド移動方向Ｄ３に観察ヘッド９３を往復移動させる。より具体的には、基板Ｗの観察処理を実行しない間、観察ヘッド駆動部９４は観察ヘッド９３を退避位置に移動して位置決めしている。このため、観察ヘッド９３は搬送経路ＴＰから離れ、チャンバ１１に対して搬入出される基板Ｗに対して観察ヘッド９３が干渉するのを効果的に防止することができる。一方、基板Ｗの観察処理を実行する際には、制御ユニット１０からの基板観察指令に応じて、観察ヘッド駆動部９４が観察ヘッド９３を観察位置に移動させる。

【0081】

この観察ヘッド９３は、図１２および図１３に示すように、５つの拡散面９３１ａ～９３１ｄを有する拡散照明部９３１と、３枚のミラー部材９３２ａ～９３２ｃで構成されるガイド部９３２と、保持部９３３と、を有している。

【0082】

保持部９３３は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：polyetheretherketone）で構成されており、図１２および図１３に示すように、基板Ｗ側の端部に切欠部９３３１が設けられている。切欠部９３３１の鉛直方向サイズは基板Ｗの厚みよりも幅広であり、図１２に示すように、観察ヘッド９３が観察位置に位置決めされると、切欠部９３３１が基板Ｗの周縁部Ｗｓおよび周縁部Ｗｓからさらに径方向内側に入った領域まで入り込む。また、保持部９３３は拡散照明部９３１と相互に嵌合可能な形状に仕上げられている。しかも、保持部９３３は、ミラー部材９３２ａ～９３２ｃを裏面側からそれぞれ支持するミラー支持部９３３ａ～９３３ｃを有している。このため、拡散照明部９３１と保持部９３３とは、相互に嵌合されることで、ミラー部材９３２ａ～９３２ｃを保持しながら一体化される。

【0083】

拡散照明部９３１は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）で構成される。拡散照明部９３１は、図１２および図１３に示すように、水平方向に延設されたプレート形状を有しており、保持部９３３と同様に、基板Ｗ側の端部に切欠部９３１１が形成される。この切欠部９３１１は、図１２に示すように、基板Ｗの周方向から見て逆Ｃ字形状を有している。また、拡散照明部９３１では、切欠部９３１１に沿って傾斜面が設けられている。傾斜面は切欠部９３１１に近づくにしたがって照明光が進む方向（方向Ｄ３と直交する水平方向）に傾斜するように仕上げられたテーパー面である。特に、このテーパー面のうち切欠部９３１１の鉛直上方領域、側方領域および鉛直下方領域がそれぞれ拡散面９３１ａ～９３１ｃとして機能する。また、切欠部９３１１において、ミラー部材９３２ａ、９３２ｃの回転軸ＡＸ側に位置する領域がそれぞれ拡散面９３１ｄ、９３１ｅとして機能する。

【0084】

このように構成された観察ヘッド９３が観察位置に位置決めされると、拡散面９３１ａ～９３１ｅが光源部９１による照明領域（図１２の太破線領域）に位置する。この位置決め状態で制御ユニット１０からの照明指令に光源部９１が点灯すると、照明光が照明領域に照射される。このとき、拡散面９３１ａ～９３１ｅが照明光を拡散反射させ、基板Ｗの周縁部Ｗｓおよびその隣接領域を種々の方向から照明する。ここで、照明光のうち周縁部Ｗｓを含む基板Ｗの上面に向う上面拡散光の一部は周縁部Ｗｓの上面および周縁部Ｗｓの隣接領域（周縁部Ｗｓに対して径方向内側に隣接する上面領域）で反射される。この反射光はミラー部材９３２ａの反射面で反射された後で、撮像部９２に導光される。また、照明光のうち周縁部Ｗｓを含む基板Ｗの下面に向う下面拡散光の一部は周縁部Ｗｓの下面および周縁部Ｗｓの隣接領域（周縁部Ｗｓに対して径方向内側に隣接する下面領域）で反射される。この反射光はミラー部材９３２ｃの反射面で反射された後で、撮像部９２に導光される。照明光のうち基板Ｗの側面（端面）Ｗｓｅに向う側面拡散光の一部は基板Ｗの側面Ｗｓｅで反射される。この反射光はミラー部材６２ｂの反射面で反射された後で、撮像部９２に導光される。

【0085】

撮像部９２は、物体側テレセントリックレンズで構成される観察レンズ系と、ＣＭＯＳカメラとを有している。したがって、観察ヘッド９３から導光される反射光のうち観察レンズ系の光軸に平行な光線のみがＣＭＯＳカメラのセンサ面に入射され、基板Ｗの周縁部Ｗｓおよび隣接領域の像がセンサ面上に結像される。こうして撮像部９２は基板Ｗの周縁部Ｗｓおよび隣接領域を撮像し、基板Ｗの上面画像、側面画像および下面画像を取得する。そして、その画像を示す画像データを撮像部９２は制御ユニット１０に送信する。

【0086】

制御ユニット１０は、演算処理部１０Ａ、記憶部１０Ｂ、読取部１０Ｃ、画像処理部１０Ｄ、駆動制御部１０Ｅ、通信部１０Ｆおよび排気制御部１０Ｇを有している。記憶部１０Ｂは、ハードディスクドライブなどで構成されており、上記基板処理装置１によりベベル処理を実行するためのプログラムを記憶している。当該プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭ（例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等）に記憶されており、読取部１０Ｃにより記録媒体ＲＭから読み出され、記憶部１０Ｂに保存される。また、当該プログラムの提供は、記録媒体ＲＭに限定されるものではなく、例えば当該プログラムが電気通信回線を介して提供されるように構成してもよい。画像処理部１０Ｄは、基板観察機構９により撮像された画像に種々の処理を施す。駆動制御部１０Ｅは、基板処理装置１の各駆動部を制御する。通信部１０Ｆは、基板処理システム１００の各部を統合して制御する制御部などと通信を行う。排気制御部１０Ｇは排気部３８を制御する。

【0087】

また、制御ユニット１０には、各種情報を表示する表示部１０Ｈ（例えばディスプレイなど）や操作者からの入力を受け付ける入力部１０Ｊ（例えば、キーボードおよびマウスなど）が接続される。

【0088】

演算処理部１０Ａは、ＣＰＵ（= Central Processing Unit）やＲＡＭ（=Random
Access Memory）等を有するコンピュータにより構成されており、記憶部１０Ｂに記憶されるプログラムにしたがって基板処理装置１の各部を以下のように制御し、ベベル処理を実行する。以下、図１４を参照しつつ基板処理装置１によるベベル処理について説明する。

【0089】

図１４は図２に示す基板処理装置により基板処理動作の一例として実行されるベベル処理を示すフローチャートである。基板処理装置１により基板Ｗにベベル処理を施す際には、演算処理部１０Ａは、昇降駆動部７１、７２により下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２を一体的に上昇させる。この下密閉カップ部材６１の上昇途中で、突起部６１３が上カップ３３の上円環部位３３２と係合し、それ以降、下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２と一緒に上カップ３３が上昇して退避位置に位置決めされる。これにより、スピンチャック２１の上方に基板搬送ロボット１１１のハンド（図示省略）が進入するのに十分な搬送空間が形成される。また、演算処理部１０Ａは、センタリング駆動部８３によりシングル移動部８３１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１から離れた退避位置に移動させるとともに、観察ヘッド駆動部９４により観察ヘッド９３をスピンチャック２１から離れた待機位置に移動させる。これにより、図４に示すように、スピンチャック２１の周囲に配置される構成要素のうちノズルヘッド５６、光源部９１、撮像部９２、モータ２３およびマルチ当接部８２は、第１仮想水平線ＶＬ１よりもメンテナンス用開口１１ｄ１側（同図の下側）に位置する。また、シングル移動部８３１および観察ヘッド９３は、第１仮想水平線ＶＬ１よりも搬送用開口１１ｂ１側に位置しているが、搬送経路ＴＰに沿った基板Ｗの移動領域から外れている。本実施形態では、このようなレイアウト構造を採用しているため、チャンバ１１に対する基板Ｗの搬入出時に、スピンチャック２１の周囲に配置される構成要素が基板Ｗと干渉するのを効果的に防止することができる。

【0090】

このように搬送空間の形成完了と基板Ｗとの干渉防止とを確認すると、演算処理部１０Ａは、通信部１０Ｆを介して基板搬送ロボット１１１に基板Ｗのローディングリスエストを行い、図４に示す搬送経路ＴＰに沿って未処理の基板Ｗが基板処理装置１に搬入されてスピンチャック２１の上面に載置されるのを待つ。そして、スピンチャック２１上に基板Ｗが載置される（ステップＳ１）。なお、この時点では、ポンプ２６は停止しており、スピンチャック２１の上面上で基板Ｗは水平移動可能となっている。

【0091】

基板Ｗのローディングが完了すると、基板搬送ロボット１１１が搬送経路ＴＰに沿って基板処理装置１から退避する。それに続いて、演算処理部１０Ａは、シングル移動部８３１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１上の基板Ｗに近接するように、センタリング駆動部８３を制御する。これによりスピンチャック２１に対する基板Ｗの偏心が解消され、基板Ｗの中心がスピンチャック２１の中心と一致する（ステップＳ２）。こうしてセンタリング処理が完了すると、演算処理部１０Ａは、シングル移動部８３１およびマルチ当接部８２が基板Ｗから離間するようにセンタリング駆動部８３を制御するとともに、ポンプ２６を作動させて負圧をスピンチャック２１に付与する。これにより、スピンチャック２１は基板Ｗを下方から吸着保持する。

【0092】

次に、演算処理部１０Ａは、昇降駆動部７１、７２に下降指令を与える。これに応じて、昇降駆動部７１、７２が下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２を一体的に下降させる。この下降途中で、下密閉カップ部材６１の突起部６１３により下方から支持される上カップ３３が下カップ３２に連結される。これによって、回転カップ部３１（＝上カップ３３と下カップ３２の連結体）が形成される。

【0093】

回転カップ部３１の形成後に、下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２が一体的にさらに下降し、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１、６１２がそれぞれ上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１および固定カップ部３４で係止される。これにより、下密閉カップ部材６１が下限位置（図２の位置）に位置決めされる（ステップＳ３）。上記係止後においては、図４の部分拡大図に示すように、上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１とおよび下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１がオーリング６３を介して密着されるとともに、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１２および固定カップ部３４がオーリング６３を介して密着される。その結果、図２に示すように、鉛直方向において下密閉カップ部材６１と固定カップ部３４が繋がり、上密閉カップ部材６２、下密閉カップ部材６１および固定カップ部３４により密閉空間１２ａが形成され、密閉空間１２ａが外側雰囲気（外側空間１２ｂ）から分離される（雰囲気分離）。

【0094】

この雰囲気分離状態で、円板部４２の下面が基板Ｗの上面Ｗｆのうち周縁部Ｗｓを除く表面領域を上方から覆っている。また、上面ノズル５１Ｆが、円板部４２の切欠部４４内で吐出口５１１を基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部に向けた姿勢で位置決めされる。こうして基板Ｗへの処理液の供給準備が完了すると、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転指令を与え、基板Ｗを保持するスピンチャック２１および回転カップ部３１の回転を開始する（ステップＳ４）。基板Ｗおよび回転カップ部３１の回転速度は、例えば１８００回転／分に設定される。また、演算処理部１０Ａはヒータ駆動部４２２を駆動制御してヒータ４２１を所望温度、例えば１８５℃まで昇温させる。

【0095】

次に、演算処理部１０Ａは、加熱ガス供給部４７に加熱ガス供給指令を与える。これにより、ヒータ４７１により加熱された窒素ガス、つまり加熱ガスが加熱ガス供給部４７から中央ノズル４５に向けて圧送される（ステップＳ５）。この加熱ガスは、配管４６を通過する間、リボンヒータ４８により加熱される。これにより、加熱ガスは、配管４６を介したガス供給中における温度低下を防止しながら、中央ノズル４５から基板Ｗと円板部４２とで挟まれた空間ＳＰａ（図９）に向けて吐出される。これにより、基板Ｗの上面Ｗｆが全面的に加熱される。また、基板Ｗの加熱はヒータ４２１によっても行われる。このため、時間の経過によって基板Ｗの周縁部Ｗｓの温度が上昇し、ベベル処理に適した温度、例えば９０℃に達する。また、周縁部Ｗｓ以外の温度も、ほぼ等しい温度にまで上昇する。すなわち、本実施形態では、基板Ｗの上面Ｗｆの面内温度は、ほぼ均一である。したがって、基板Ｗが反るのを効果的に抑制することができる。

【0096】

これに続いて、演算処理部１０Ａは、処理液供給部５２を制御して上面ノズル５１Ｆおよび下面ノズル５１Ｂに処理液を供給する。つまり、上面ノズル５１Ｆから基板Ｗの上面周縁部に当たるように処理液の液流が吐出されるとともに、下面ノズル５１Ｂから基板Ｗの下面周縁部に当たるように処理液の液流が吐出される。これによって、基板Ｗの周縁部Ｗｓに対するベベル処理が実行される（ステップＳ６）。そして、演算処理部１０Ａは、基板Ｗのベベル処理に要する処理時間の経過などを検出すると、処理液供給部５２に供給停止指令を与え、処理液の吐出を停止する。

【0097】

それに続いて、演算処理部１０Ａは、加熱ガス供給部４７に供給停止指令を与え、加熱ガス供給部４７から中央ノズル４５に向けて窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ７）。また、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転停止指令を与え、スピンチャック２１および回転カップ部３１の回転を停止させる（ステップＳ８）。

【0098】

次のステップＳ９で、演算処理部１０Ａは基板Ｗの周縁部Ｗｓを観察してベベル処理の結果を検査する。より具体的には、演算処理部１０Ａは、基板Ｗのローディング時と同様にして、上カップ３３を退避位置に位置決めし、搬送空間を形成する。そして、演算処理部１０Ａは、観察ヘッド駆動部９４を制御して観察ヘッド９３を基板Ｗに近接させる。そして、演算処理部１０Ａは、光源部９１を点灯させることで観察ヘッド９３を介して基板Ｗの周縁部Ｗｓを照明する。また、周縁部Ｗｓおよび隣接領域で反射された反射光を撮像部９２が受光して周縁部Ｗｓおよび隣接領域を撮像する。つまり、基板Ｗが回転軸ＡＸまわりに回転している間に撮像部９２が取得した複数の周縁部Ｗｓの像から基板Ｗの回転方向に沿った周縁部Ｗｓの周縁部画像を取得する。すると、演算処理部１０Ａは、観察ヘッド駆動部９４を制御して観察ヘッド９３を基板Ｗから退避させる。これと並行して、演算処理部１０Ａは、撮像された周縁部Ｗｓおよび隣接領域の画像、つまり周縁部画像に基づき、演算処理部１０Ａは、ベベル処理が良好に行われたか否かを検査する。なお、本実施形態では、その検査の一例として、周縁部画像から基板Ｗの端面から基板Ｗの中央部に向かって処理液により処理された処理幅を検査している（処理後検査）。

【0099】

検査後、演算処理部１０Ａは、通信部１０Ｆを介して基板搬送ロボット１１１に基板Ｗのアンローディングリスエストを行い、処理済の基板Ｗが基板処理装置１から搬出される（ステップＳ１０）。なお、これら一連の工程は繰り返して実行される。

【0100】

上記した実施形態では、モータ取付部位１７１およびスピンチャック取付部位１７２がそれぞれ本発明の「第１保持部位」および「第２保持部位」の一例に相当している。

【0101】

以上のように、本実施形態では、装置各部が上記のように配置されていることから次のような作用効果が得られる。

【0102】

（Ａ）従来の基板処理装置では、基板保持部として機能するスピンチャック２１に保持された基板Ｗにアクセスして基板処理を実行するため、スピンチャック２１がチャンバ１１の中心１１ｇまたはその近傍に配置することが一般的であった。これに対し、本実施形態においては、図４に示すように、チャンバ１１の内部空間１２において、基板保持部２Ａが内部空間１２の中心１１ｇよりも搬送用開口側にオフセットした処理位置に配置される。このオフセット（距離Ｌof）分だけ、搬送経路ＴＰに沿った基板Ｗの搬送距離および搬送時間が短縮され、省電力化される。

【0103】

（Ｂ）チャンバ１１の内部空間１２を広げずとも、上記オフセット分だけスピンチャック２１の反搬送用開口側の領域、つまり第１仮想水平線ＶＬ１を挟んで搬送用開口１１ｂ１の反対側の領域が広がり、処理機構５の配置について設計自由度が高くなる。ただし、図１０に示すように、ノズル移動部５４により処理液吐出ノズル５１Ｂを基板Ｗの径方向Ｄ１に移動させるように構成した基板処理装置においては、処理液吐出ノズル５１Ｂの移動方向にノズル移動部５４はある程度のストロークを要する。したがって、例えば処理液吐出ノズル５１Ｂの移動方向を搬送経路ＴＰと同じ方向に設定すると、反搬送用開口側の領域が広がっているにもかかわらず、処理機構、特にノズル移動部５４が内部空間１２に収まらない場合が生じ得る。しかしながら、本実施形態では、上記のように、ノズル移動部５４が基板Ｗの径方向のうち第１仮想水平線ＶＬ１に対して傾斜した径方向Ｄ１に処理液吐出ノズル５１Ｆを移動させるように構成している。これによって、チャンバ１１内でのスピンチャック２１、ノズルヘッドおよびノズル移動部５４の配置関係が最適化され、徒に内部空間１２が大きなチャンバ１１を用いることなく、ベベル処理を良好に実行することができる。その結果、排気部３８による内部空間１２の排気量を抑制することができ、環境負荷および消費電力の低減を図ることができる。

【0104】

（Ｃ）上記実施形態では、図３および図４に示すように、基板Ｗを加熱するための加熱ガスを得るためのヒータ４７１がチャンバ１１の外壁（側壁１１ｅ）に取り付けられている。つまり、ヒータ４７１がチャンバ１１の外部に設けられている。したがって、ヒータ４７１で発生した熱がチャンバ１１の内部空間１２に配置される各種機構に及ぶのを防止することができる。特に、光源部９１および撮像部９２は、熱の影響を受け易いため、本実施形態では、ヒータ４７１の取付部位から離れた離間位置に光源部９１および撮像部９２が配置されている。したがって、上記レイアウト構造を採用することで、光源部９１および撮像部９２はヒータ４７１で発生した熱の影響を受け難くなる。その結果、温度変化の影響による観察精度の低下を防止し、基板の周縁部を高精度で観察することができる。また、ヒータ４７１からの熱影響に関しては、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂも同様であることからヒータ４７１の取付部位から離れた離間位置に処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂが配置されている。より詳しくは、光源部９１、撮像部９２、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂは、図４に示すように、チャンバ１１の上方からの平面視で、第２仮想水平線ＶＬ２を挟んでヒータ４７１の反対側に配置されている。このような配置構造を採用することで、ヒータ４７１から光源部９１、撮像部９２、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂまでの距離が長くなり、ヒータ４７１からの熱影響を確実に抑えることができる。

【0105】

（Ｄ）また、ヒータ４７１よりも少ないものの、加熱ガス（ヒータ４７１により加熱された不活性ガス）を中央ノズル４５に送り込むための配管４６および配管４６の周囲に配置されるリボンヒータ４８からも熱が放出される。そこで、本実施形態では、配管４６およびリボンヒータ４８は、チャンバ１１の上方からの平面視で、第２仮想水平線ＶＬ２を挟んでヒータ４７１からの熱影響を受け易い構成（光源部９１、撮像部９２、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂの反対側で、かつ第１仮想水平線ＶＬ１を挟んで搬送用開口１１ｂ１の反対側に配設されている。このため、配管４６などから放出される熱の影響が上記構成に及ぶのを抑制している。

【0106】

（Ｅ）上記実施形態では、２つのプーリ２４１、２４２と無端ベルト２４３とで動力伝達部２４が構成されており、当該動力伝達部２４により基板保持部２Ａとモータ２３とが連結されている。このため、動力伝達部２４がモータで発生する駆動力を基板保持部２Ａに伝達する。したがって、基板処理装置１の稼働に伴いモータ２３や動力伝達部２４に不具合、例えば無端ベルト２４３の伸びや破損などが発生すると、適宜、動力伝達部２４の調整や動力伝達部２４を構成する部品の交換などのメンテナンス作業が必要となる。このような場合、オペレータは、蓋部材１９をチャンバ１１から取り外してメンテナンス用開口１１ｄ１を開放することで、メンテナンス用開口１１ｄ１を介して動力伝達部２４およびモータ２３を外部に露出させることができる。その上で、オペレータはメンテナンス用開口１１ｄ１を介してメンテナンス作業を行うことができる。その結果、メンテナンス作業の効率を向上させることができる。

【0107】

（Ｆ）上記したように基板保持部２Ａが内部空間１２の中心１１ｇよりも搬送用開口側にオフセットした処理位置に配置されることで、第１仮想水平線ＶＬ１を挟んで搬送用開口１１ｂ１の反対側の領域、つまりメンテナンス用開口１１ｄ１に面する領域が広がっている。このため、メンテナンス用開口１１ｄ１を介したメンテナンス作業がオフセットを伴わない場合に比べて容易となる。この点については、次の光源部９１および撮像部９２に対するメンテナンス作業について同様である。

【0108】

（Ｇ）図４に示すように、基板観察機構９の光源部９１および撮像部９２も、メンテナンス用開口１１ｄ１を臨むように配置されている、このため、オペレータはメンテナンス用開口１１ｄ１を介して光源部９１および撮像部９２にもアクセス可能となっている。したがって、光源部９１および撮像部９２に対するメンテナンス作業についても、容易に実行可能となっている。

【0109】

（Ｈ）モータ２３は、図５に示すように、その回転シャフト２３１をチャンバ１１の底壁１１ａから上方に離間させつつ底壁１１ａ（図３）に向けてベース部材１７のモータ取付部位１７１（図３）の下面から垂下させた姿勢でベース部材１７に保持される。また、基板保持部２Ａの下方端部は、底壁１１ａ（図３）から上方に離間させつつ底壁１１ａに向けてベース部材１７のスピンチャック取付部位１７２（図３）の下面から垂下させた姿勢でベース部材１７に保持される。しかも、動力伝達部２４（＝第１プーリ２４１＋第２プーリ２４２＋無端ベルト２４３）はベース部材１７の下方に配置される。このような配置を採用することで、他の機構との干渉を考慮することなく、メンテナンス作業を効率的に行うことが可能となっている。また、基板保持部２Ａの下方端部およびモータ２３の回転シャフト２３１と、底壁１１ａとの間に形成される隙間を利用して無端ベルト２４３の交換が可能となる。つまり、第１プーリ２４１および第２プーリ２４２を取り外すことなく、無端ベルト２４３を交換することができる。

【0110】

（Ｉ）また、基板保持部２Ａの中央部に配管２５、２８などを接続するためのポート（図示省略）を設けるなどの理由から基板保持部２Ａの下方端部が鉛直下方に延設されることがある。この場合、基板保持部２Ａの下方端部と、底壁１１ａとの間に形成される隙間ＳＰｘが狭くなってしまう。そこで、例えば図１５に示すように、チャンバ１１の底壁１１ａのうち基板保持部２Ａの下方端部に対向する領域に座グリ部１１ａ１を設け、上記隙間ＳＰｘを広げるように構成してもよい。

【0111】

（Ｊ）ベース部材１７がチャンバ１１の底壁１１ａから上方に離間した離間位置で配置されており、チャンバ１１の内部空間１２内において、いわゆる高床構造が形成されている。そして、当該ベース部材１７の上面が基板処理部ＳＰを設置するための載置面として仕上げられている。このような高床構造のレイアウトを採用することで、仮に処理液の漏液が発生してチャンバ１１の底壁１１ａに貯まったとしても、その処理液が基板処理部ＳＰに接液するのを確実に防止することができる。したがって、ベース部材１７を樹脂材料で構成する必然性はなく、底壁１１ａよりも高い剛性を有する材料で構成することで、ベース部材１７の載置面を基準ベースとし、当該載置面上に基板処理部ＳＰを設けることができる。したがって、処理部の耐薬品性を考慮して底壁を樹脂材料で構成した従来装置よりも優れたメンテナンス性で基板処理部ＳＰを設けることができる。また、鉛直方向Ｚにおいて底壁１１ａよりも高い位置に基板処理部ＳＰが設けられることで、処理液による悪影響を未然に防止するためのカバーなどの追加構成を基板処理部ＳＰに取り付けることは不要となる。その結果、薬液を処理液として用いて基板Ｗを処理する基板処理部ＳＰがチャンバ１１の内部空間１２に配置されているにも関わらず、処理液の漏液による悪影響を回避しつつ、低コストおよび良好なメンテナンス性で基板に対する基板処理を行うことができる。

【0112】

ここで、例えば皿状の容器が、底壁１１ａに向かって流動してくる処理液、つまり漏液を回収する回収部材として、底壁１１ａの上面に配置されてもよい。これによって、処理液を確実に回収し、チャンバ１１から排除することができる。また、回収した処理液を必要に応じて再利用してもよく、これにより処理液の消費量を抑えることができ、環境負荷の低減を図ることができる。

【0113】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、回転カップ部３１を有する基板処理装置１に対して本発明を適用している。また、上記実施形態では、上面保護加熱機構４、雰囲気分離機構６、センタリング機構８および基板観察機構９を有する基板処理装置１に対して本発明を適用している。しかしながら、例えば特許文献１に記載されているように、これらの構成を有さない基板処理装置、つまりチャンバ１１の内部空間１２で基板Ｗの周縁部に処理液を供給して上記周縁部を処理する基板処理装置に対して本発明を適用することができる。

【0114】

また、「基板処理」の一例としてベベル処理を実行する基板処理装置に対して本発明を適用しているが、回転する基板に処理液を供給することで基板に対して基板処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0115】

この発明は、チャンバの内部空間で基板に処理液を供給して上記基板を処理する基板処理装置全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0116】

１…基板処理装置
２Ａ…基板保持部
２Ｂ…回転機構
５…処理機構
１１…チャンバ
１１ａ…底壁
１１ｂ～１１ｅ…側壁
１１ｆ…天井壁
１２…内部空間
２１…スピンチャック
２３…モータ
２４…動力伝達部
１７１…モータ取付部位（第１保持部位）
１７２…スピンチャック取付部位（第２保持部位）
２３１…回転シャフト
２４１…第１プーリ
２４２…第２プーリ
２４３…無端ベルト
ＡＸ…回転軸
ＳＰ…基板処理部
Ｚ…鉛直方向

【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】