特許 7700008 基板処理装置および基板処理方法

(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】2025-06-20

(45)【発行日】2025-06-30

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250623BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20250623BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20250623BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/306 R

H01L21/68 P

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021154175

(22)【出願日】2021-09-22

(65)【公開番号】P2023045638

(43)【公開日】2023-04-03

【審査請求日】2024-06-17

(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】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中井 仁司

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０１２５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６０５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２９１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４５８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２１３７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２９５５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２１／３０４－２１／３０６３

Ｈ０１Ｌ２１／３０８

Ｈ０１Ｌ２１／４６５－２１／４６７

Ｈ０１Ｌ２１／６７ －２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上方に向いた基板保持面を有する保持板を有し、前記基板保持面上に基板を吸引して保持する吸引チャックと、
鉛直方向に沿う回転軸線まわりに前記吸引チャックを回転させる回転駆動ユニットと、
前記保持板の下方に配置され、前記保持板に対して下方から対向する対向部材と、
前記吸引チャックを前記対向部材に対して相対的に上下動させる上下動ユニットと、
前記保持板に設けられた第１強磁性体片と、
前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第２強磁性体片と、
前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接または当該基板の周端面から離間するように開閉する開閉ピンと、
を含む、基板処理装置。

【請求項2】

前記第１強磁性体片および前記第２強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記開閉ピンが、前記基板保持面上で基板を前記回転軸線に対してセンタリングするためのセンタリングピンを含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記開閉ピンが、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動によって前記保持板および前記対向部材が接近することによって係合する凹凸結合によって前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する回転規制リンクをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記対向部材が、前記回転軸線まわりに回転可能である、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

基板の周端面の異なる位置にそれぞれ当接可能に配置された複数の前記開閉ピンを含み、
前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動を複数の前記開閉ピンに共通に伝達するリンク機構をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

上方に向いた基板保持面を有する保持板を有し、前記基板保持面上に基板を吸引して保持する吸引チャックと、
鉛直方向に沿う回転軸線まわりに前記吸引チャックを回転させる回転駆動ユニットと、
前記保持板の下方に配置され、前記保持板に対して下方から対向する対向部材と、
前記吸引チャックを前記対向部材に対して相対的に上下動させる上下動ユニットと、
前記保持板に設けられた第１強磁性体片と、
前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第２強磁性体片と、
前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接および当該基板の周端面から離間するように開閉する第１開閉ピンと、
前記対向部材に設けられ、前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接および当該基板の周端面から離間するように開閉する第２開閉ピンと、
を含む、基板処理装置。

【請求項9】

前記吸引チャックが前記対向部材に対して第１相対回転位置にある状態で前記吸引チャックが前記対向部材に接近すると、前記第２強磁性体片が移動して前記第１開閉ピンが基板の周端面に接近し、
前記吸引チャックが前記対向部材に対して前記第１相対回転位置とは異なる第２相対回転位置にある状態で前記吸引チャックが前記対向部材に接近すると、前記第２開閉ピンが作動して基板の周端面に接近する、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記第１強磁性体片および前記第２強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である、請求項８または９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記回転軸線まわりの周方向に前記第２強磁性体片から間隔を空けて配置され、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第３強磁性体片をさらに含み、
前記第２開閉ピンは、前記第３強磁性体片の移動に伴って作動する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記第１強磁性体片および前記第３強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である、請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記第１開閉ピンが、前記基板保持面上で基板を前記回転軸線に対してセンタリングするためのセンタリングピンを含む、請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記第２開閉ピンが、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンを含む、請求項８～１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動によって前記保持板および前記対向部材が接近することによって係合する凹凸結合によって前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する回転規制リンクをさらに含む、請求項８～１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動によって前記保持板および前記対向部材が接近することによって係合する凹凸結合によって前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する回転規制リンクをさらに含み、
前記回転規制リンクは、前記第１相対回転位置および前記第２相対回転位置の少なくとも一方において、前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記対向部材が、前記回転軸線まわりに回転可能である、請求項８～１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記吸引チャックに基板が保持されているときに、当該基板の周縁部を処理する周縁処理手段をさらに含む、請求項８～１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記第２開閉ピンは、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンであり、
前記保持ピンに基板が保持されているときに、当該基板の下面を処理する下面処理手段をさらに含む、請求項８～１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項20】

上方に向いた基板保持面を有する保持板を有する吸引チャックと、前記保持板に設けられた第１強磁性体片と、前記吸引チャックの下方に配置され前記保持板に対して下方から対向する対向部材、および前記吸引チャックの上下動によって作動する保持ピンを有するメカニカルチャックと、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動されて前記保持ピンを作動させる第３強磁性体片とを備えた基板処理装置によって基板を処理する方法であって、
前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板を載置する工程と、
前記基板保持面上で基板をセンタリングする工程と、
前記センタリング後に、前記吸引チャックで基板を吸引保持する工程と、
前記吸引チャックで基板を吸引保持した状態で、前記吸引チャックを鉛直な回転軸線まわりに回転しながら、前記基板の周縁部を処理する周縁処理工程と、
前記吸引チャックによる前記基板の吸引保持を解除し、前記吸引チャックを下降させて前記保持ピンを作動させることにより、前記吸引チャックから前記保持ピンに基板を渡し、前記基板の下面が前記吸引チャックの上方に離間した状態で前記保持ピンを前記基板の周端面に当接させて、前記メカニカルチャックによって前記基板を保持する工程と、
前記基板を保持した前記メカニカルチャックを前記回転軸線まわりに回転しながら、当該メカニカルチャックに保持された基板の下面を処理する下面処理工程と、
を含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板を処理する装置および方法に関する。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel 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、太陽電池用基板等が含まれる。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、基板の周辺部を処理するベベル処理を行う基板処理装置を開示している。この基板処理装置は、基板を吸着して保持する真空チャック部を有する回転部と、基板の周辺部に処理液を供給するノズル部と、基板から排出される処理液を受けるドレインカップとを備えている。この基板処理装置は、さらに、ドレインカップの外側に配置された基板位置決め装置を備えている。基板位置決め装置は、回転部を挟んで対向する第１の位置決め機構および第２の位置決め機構を備えている。第１の位置決め機構は、基板の側面と接触する第１の基準部を基板の半径方向に駆動する第１の駆動部を備える。第２の位置決め機構は、基板の側面と接触する第２の基準部を基板の半径方向に駆動する第２の駆動部を備える。第１の駆動部は、位置制御可能なステッピングモータ等からなり、制御部によって制御される。第２の駆動部は、直線的に移動可能なエアシリンダまたはモータ等により構成され、制御部によって制御される。

【0003】

基板に対してベベル処理を行う際には、真空チャック部上で基板を浮上させた状態で、第１の駆動部および第２の駆動部を制御して、基板の中心と回転部の回転中心とを一致させる。その後、基板を真空チャック部に吸着させ、第１の基準部および第２の基準部を基板の側面から退避させる。そして、回転部によって基板を回転させながら、ノズル部から基板に処理液を供給してベベル処理が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２５８９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の基板処理装置は、基板の側面に当接する第１の基準部および第２の基準部を駆動するために専用の駆動装置を必要としている。そのため、基板処理装置に備えるべき駆動装置が多く、それに応じてコストが高くつき、かつ構造が複雑である。したがって、主として、コストの低減および構造の簡素化の観点から、改善の余地がある。

【0006】

そこで、この発明の一実施形態は、基板を吸引して保持する吸引チャックと、基板の周端面に当接する開閉ピンとを有する基板処理装置のコストの低減および構造の簡素化に有利な構成および方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の一実施形態は、上方に向いた基板保持面を有する保持板を有し、前記基板保持面上に基板を吸引して保持する吸引チャックと、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに前記吸引チャックを回転させる回転駆動ユニットと、前記保持板の下方に配置され、前記保持板に対して下方から対向する対向部材と、前記吸引チャックを前記対向部材に対して相対的に上下動させる上下動ユニットと、前記保持板に設けられた（たとえば固定された）第１強磁性体片と、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第２強磁性体片と、前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接または当該基板の周端面から離間するように開閉する開閉ピン（周端面当接片）と、を含む、基板処理装置を提供する。

【0008】

この構成により、吸引チャックを上下動することにより、第１強磁性体片および第２強磁性体片の間に働く磁力が変化し、それによって、第２強磁性体片が移動する。その移動に伴い、開閉ピンが開閉作動する。したがって、吸引チャックを上下動する機構を利用して開閉ピンを作動させることができるので、専用の駆動装置を必要としない。そのため、構造が簡単であり、それに応じてコストを低減できる。

【0009】

吸引チャックの一つの例は、真空吸引による負圧によって基板を基板保持面に吸着するバキュームチャックである。吸引チャックの別の例は、ベルヌーイ吸引によって基板を基板の保持面に吸引して保持するベルヌーイチャックである。

【0010】

一つの実施形態では、前記第１強磁性体片および前記第２強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である。すなわち、第１強磁性体片および第２強磁性体片の一方のみが永久磁石であってもよく、それらの両方が永久磁石であってもよい。両方が永久磁石の場合には、第１強磁性体片および第２強磁性体片の間に働く吸引磁力を利用する構成のほか、それらの間に働く反発磁力を利用する構成とすることもできる。

【0011】

一つの実施形態では、前記開閉ピンが、前記基板保持面上で基板を前記回転軸線に対してセンタリング（中心合わせ）するためのセンタリングピンを含む。この構成により、吸引チャックを上下動させる機構を利用して、基板を回転軸線に対してセンタリングすることができる。したがって、専用の駆動装置を必要としない、簡単で低コストの構成でセンタリング機能を備えることができる。

【0012】

センタリングピンは、回転軸線に対して接近／離反するように移動し、基板の周端面に実質的に点接触（たとえば１点で点接触）する構造を有していることが好ましい。より具体的には、センタリングピンは、鉛直方向に延びる軸形状の当接部を有し、その当接部は基板の周端面に向かって凸の筒状面（たとえば当該軸形状の軸線に沿って延びる筒状面（より具体的には円筒面））を備え、その筒状面が基板の周端面に当接するように構成されていることが好ましい。

【0013】

一つの実施形態では、前記開閉ピンが、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンを含む。この構成により、吸引チャックを上下動させる機構を利用して、吸引チャックから保持ピンへと基板を渡し、保持ピンによって基板を保持させることができる。したがって、専用の駆動装置を必要としない、簡単で低コストの構成で、吸引チャックと保持ピンとの間で基板を持ち替えることができ、吸引チャックおよび保持ピンのいずれによっても基板を保持できる機能を備えることができる。

【0014】

一つの実施形態では、前記基板処理装置は、前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動によって前記保持板および前記対向部材が接近することによって係合する凹凸結合によって前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する回転規制リンクをさらに含む。

【0015】

この構成により、吸引チャックの上下動によって、回転規制リンクを係合／解除できる。回転規制リンクの解除状態では、吸引チャックのみに回転駆動ユニットの回転力を伝達できる。回転規制リンクの係合状態では、回転駆動ユニットの回転力が吸引チャックに伝達され、さらに対向部材にも伝達される。

【0016】

一つの実施形態では、前記対向部材が、前記回転軸線まわりに回転可能である。

【0017】

回転規制リンクを備えている場合には、回転規制リンクを係合状態とすることにより、回転駆動ユニットによって吸引チャックを回転させると、その回転力によって対向部材を回転させることができる。したがって、対向部材に保持ピンが設けられている場合には、保持ピンによって基板を保持した状態で対向部材を回転軸線まわりに回転できるので、基板を回転させながら基板を処理することができる。

【0018】

たとえば、吸引チャックによって基板を保持して回転させながら、基板の周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができる。そして、保持ピンによって基板を保持した状態で対向部材を回転（したがって、基板を回転）させながら、基板の下面の処理を行うことができる。

【0019】

一つの実施形態では、前記基板処理装置は、基板の周端面の異なる位置にそれぞれ当接可能に配置された複数の前記開閉ピンを含む。前記基板処理装置は、前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動を複数の前記開閉ピンに共通に伝達するリンク機構をさらに含む。

【0020】

この構成によれば、リンク機構によって複数の開閉ピンを同期して作動させることができる。それにより、開閉ピンを精密に動作させることができる。

【0021】

この発明の一つの実施形態は、上方に向いた基板保持面を有する保持板を有し、前記基板保持面上に基板を吸引して保持する吸引チャックと、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに前記吸引チャックを回転させる回転駆動ユニットと、前記保持板の下方に配置され、前記保持板に対して下方から対向する対向部材と、前記吸引チャックを前記対向部材に対して相対的に上下動させる上下動ユニットと、前記保持板に設けられた（たとえば固定された）第１強磁性体片と、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第２強磁性体片と、前記対向部材に設けられ、前記第２強磁性体片の移動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接および当該基板の周端面から離間するように開閉する第１開閉ピン（第１周端面当接片）と、前記対向部材に設けられ、前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動に伴って作動し、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板が保持されているときに、当該基板の周端面に当接および当該基板の周端面から離間するように開閉する第２開閉ピン（第２周端面当接片）と、を含む、基板処理装置を提供する。

【0022】

この構成により、吸引チャックを上下動することにより、第１強磁性体片および第２強磁性体片の間に働く磁力が変化し、それによって、第２強磁性体片が移動する。その移動に伴い、第１開閉ピンが開閉作動する。また、吸引チャックの上下動に伴って、第２開閉ピンが開閉作動する。したがって、吸引チャックを上下動する機構を利用して第１開閉ピンおよび第２開閉ピンを作動させることができるので、専用の駆動装置を必要としない。そのため、構造が簡単であり、それに応じてコストを低減できる。

【0023】

吸引チャックの一つの例は、真空吸引による負圧によって基板を基板保持面に吸着するバキュームチャックである。吸引チャックの別の例は、ベルヌーイ吸引によって基板を基板の保持面に吸引して保持するベルヌーイチャックである。

【0024】

一つの実施形態では、前記吸引チャックが前記対向部材に対して第１相対回転位置にある状態で前記吸引チャックが前記対向部材に接近すると、前記第２強磁性体片が移動して前記第１開閉ピンが基板の周端面に接近する。一方、前記吸引チャックが前記対向部材に対して前記第１相対回転位置とは異なる第２相対回転位置にある状態で前記吸引チャックが前記対向部材に接近すると、前記第２開閉ピンが作動して基板の周端面に接近する。

【0025】

この構成により、第１相対回転位置で吸引チャックを上下動させることにより、第１開閉ピンを開閉作動させることができる。また、第２相対回転位置で吸引チャックを上下動させることにより、第２開閉ピンを作動させることができる。したがって、吸引チャックの上下動によって、第１開閉ピンおよび第２開閉ピンを選択的に作動させることができる。たとえば、第１開閉ピンおよび第２開閉ピンが異なる機能を有する場合には、その機能を選択的に使用することができる。

【0026】

一つの実施形態では、前記第１強磁性体片および前記第２強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である。すなわち、第１強磁性体片および第２強磁性体片の一方のみが永久磁石であってもよく、それらの両方が永久磁石であってもよい。両方が永久磁石の場合には、第１強磁性体片および第２強磁性体片の間に働く吸引磁力を利用する構成のほか、それらの間に働く反発磁力を利用する構成とすることもできる。

【0027】

一つの実施形態では、前記基板処理装置は、前記回転軸線まわりの周方向に前記第２強磁性体片から間隔を空けて配置され、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動される第３強磁性体片をさらに含む。前記第２開閉ピンは、前記第３強磁性体片の移動に伴って作動する。

【0028】

この構成により、吸引チャックを上下動することにより、第１強磁性体片および第３強磁性体片の間に働く磁力が変化し、それによって、第３強磁性体片が移動する。その移動に伴い、第２開閉ピンが開閉作動する。第３強磁性体片は、第２強磁性体片から周方向に間隔を空けて配置されているので、たとえば、吸引チャックと対向部材との相対回転位置を適切に選択することにより、第１強磁性体片と第２強磁性体片との間に有効な磁力（第２強磁性体片を移動させ得る磁力）が作用する状態と、第１強磁性体片と第３強磁性体片との間に有効な磁力（第３強磁性体片を移動させ得る磁力）が作用する状態とを切り換えることができる。それにより、第１開閉ピンおよび第２開閉ピンを選択的に作動させることができる。

【0029】

一つの実施形態では、前記第１強磁性体片および前記第３強磁性体片のうちの少なくとも一方は永久磁石である。すなわち、第１強磁性体片および第３強磁性体片の一方のみが永久磁石であってもよく、それらの両方が永久磁石であってもよい。両方が永久磁石の場合には、第１強磁性体片および第３強磁性体片の間に働く吸引磁力を利用する構成のほか、それらの間に働く反発磁力を利用する構成とすることもできる。

【0030】

一つの実施形態では、前記第１開閉ピンが、前記基板保持面上で基板を前記回転軸線に対してセンタリング（中心合わせ）するためのセンタリングピンを含む。この構成により、吸引チャックを上下動させる機構を利用して、基板を回転軸線に対してセンタリングすることができる。したがって、専用の駆動装置を必要としない、簡単で低コストの構成でセンタリング機能を備えることができる。

【0031】

センタリングピンは、回転軸線に対して接近／離反するように移動し、基板の周端面に実質的に点接触（たとえば１点で点接触）する構造を有していることが好ましい。より具体的には、センタリングピンは、鉛直方向に延びる軸形状の当接部を有し、その当接部は基板の周端面に向かって凸の筒状面（たとえば当該軸形状の軸線に沿って延びる筒状面（より具体的には円筒面））を備え、その筒状面が基板の周端面に当接するように構成されていることが好ましい。

【0032】

一つの実施形態では、前記第２開閉ピンが、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンを含む。この構成により、吸引チャックを上下動させる機構を利用して、吸引チャックから保持ピンへと基板を渡し、保持ピンによって基板を保持させることができる。したがって、専用の駆動装置を必要としない、簡単で低コストの構成で、吸引チャックと保持ピンとの間で基板を持ち替えることができ、吸引チャックおよび保持ピンのいずれによっても基板を保持できる機能を備えることができる。

【0033】

一つの実施形態では、前記基板処理装置、前記上下動ユニットによる前記吸引チャックの上下動によって前記保持板および前記対向部材が接近することによって係合する凹凸結合によって前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する回転規制リンクをさらに含む。

【0034】

この構成により、吸引チャックの上下動によって、回転規制リンクを係合／解除できる。回転規制リンクの解除状態では、吸引チャックのみに回転駆動ユニットの回転力を伝達できる。回転規制リンクの係合状態では、回転駆動ユニットの回転力が吸引チャックに伝達され、さらに対向部材にも伝達される。

【0035】

一つの実施形態では、前記回転規制リンクは、前記第１相対回転位置および前記第２相対回転位置の少なくとも一方において、前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制する。この構成により、第１相対回転位置および第２相対回転位置の一方または両方において、吸引チャックおよび対向部材を一体的に回転させることができる。

【0036】

前記第２開閉ピンが保持ピンであるときには、回転規制リンクは、少なくとも前記第２相対回転位置において係合状態となって、前記保持板および前記対向部材の相対回転を規制することが好ましい。それより、保持ピンで基板を保持した状態で、回転駆動ユニットの回転力によって当該基板を回転軸線まわりに回転することができる。

【0037】

一つの実施形態では、前記対向部材が、前記回転軸線まわりに回転可能である。

【0038】

回転規制リンクを備えている場合には、回転規制リンクを係合状態とすることにより、回転駆動ユニットによって吸引チャックを回転させると、その回転力によって対向部材を回転させることができる。したがって、たとえば、対向部材に保持ピンが設けられている場合には、保持ピンによって基板を保持した状態で対向部材を回転軸線まわりに回転できるので、基板を回転させながら基板を処理することができる。

【0039】

たとえば、吸引チャックによって基板を保持して回転させながら、基板の周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができる。そして、保持ピンによって基板を保持した状態で対向部材を回転（したがって、基板を回転）させながら、基板の下面の処理を行うことができる。

【0040】

一つの実施形態では、前記基板処理装置は、前記吸引チャックに基板が保持されているときに、当該基板の周縁部を処理する周縁処理手段をさらに含む。

【0041】

この構成により、吸引チャックで基板を保持しながら、基板の周縁部を処理できる。吸引チャックは、基板を吸引して保持するので、基板の周縁部に当接することなく基板を保持できる。したがって、吸引チャックで基板を保持しながら周縁部の処理（ベベル処理）を行うことにより、基板の周縁部を隈無く処理できる。

【0042】

前記周縁処理手段は、基板の周縁部に向けて処理流体（たとえばエッチング液やリンス液等の処理液）を供給する処理流体ノズルを含んでいてもよい。処理流体ノズルは、基板の周縁部の上面に処理流体を供給する上面ノズルであってもよい。

【0043】

一つの実施形態では、前記第２開閉ピンは、前記吸引チャックから基板を受け取って保持する保持ピンである。前記基板処理装置は、前記保持ピンに基板が保持されているときに、当該基板の下面を処理する下面処理手段をさらに含む。

【0044】

この構成により、保持ピン（第２開閉ピン）で基板を保持しながら、基板の下面を処理することができる。保持ピンは、基板の周端面に当接して基板を保持するので、基板の下面の処理を阻害しない。したがって、基板の下面の良好な処理が可能である。

【0045】

前記下面処理手段は、基板の下面に向けて処理流体（たとえばエッチング液やリンス液等の処理液）を供給する処理流体ノズル（下面ノズル）を含んでいてもよい。

【0046】

この発明の一つの実施形態は、上方に向いた基板保持面を有する吸引チャックと、前記吸引チャックの下方に配置され、前記吸引チャックの上下動によって作動する保持ピンを有するメカニカルチャックとを備えた基板処理装置によって基板を処理する方法を提供する。この基板処理方法は、前記吸引チャック上に基板を載置する工程と、前記基板保持面上で基板をセンタリングする工程と、前記センタリング後に、前記吸引チャックで基板を吸引保持する工程と、前記吸引チャックで基板を吸引保持した状態で、前記吸引チャックを鉛直な回転軸線まわりに回転しながら、前記基板の周縁部を処理する周縁処理工程と、前記吸引チャックによる前記基板の吸引保持を解除し、前記吸引チャックを下降させて前記保持ピンを作動させることにより、前記吸引チャックから前記保持ピンに基板を渡し、前記基板の下面が前記吸引チャックの上方に離間した状態で前記保持ピンを前記基板の周端面に当接させて、前記メカニカルチャックによって前記基板を保持する工程と、前記基板を保持した前記メカニカルチャックを前記回転軸線まわりに回転しながら、当該メカニカルチャックに保持された基板の下面を処理する下面処理工程と、を含む。

【0047】

この方法によれば、吸引チャックの基板保持面上で基板をセンタリングした後に、吸引チャックで基板を吸引保持するので、基板は回転軸線に対してセンタリングされた状態で吸引チャックに保持される。その状態で吸引チャックを回転軸線まわりに回転しながら基板の周縁部を処理することにより、基板の周縁部を正確に処理できる。より具体的には、基板周縁部の処理幅を精密に制御できる。吸引チャックは、基板の周縁部に接することなく基板を保持できるので、基板の周縁部を隈無く処理できる。一方、基板の周縁部の処理の後には、吸引チャックの吸引保持が解除され、吸引チャックの下方に配置されたメカニカルチャックに基板が渡される。メカニカルチャックは、基板の下面が吸引チャックの上方に離間した状態で、基板保持ピンを基板の周端面に当接させて当該基板を保持する。そして、メカニカルチャックを回転軸線まわりに回転させながら、基板の下面の処理が行われる。メカニカルチャックは、基板の下面に接することなく基板を保持できるので、基板の下面の処理を阻害しない。こうして、回転軸線を共有する吸引チャックからメカニカルチャックへと基板を引き渡すことによって、基板の周縁部の処理（ベベル処理）と、基板の下面の処理とを連続的に（より具体的には、同一チャンバ内で）実行することができる。それにより、基板処理の生産性を向上することができる。

【0048】

メカニカルチャックの保持ピンは、吸引チャックを上下動する機構を利用して作動させることができるので、専用の駆動装置を必要としない。そのため、構造が簡単であり、それに応じてコストを低減できる。

【0049】

この発明の一つの実施形態は、上方に向いた基板保持面を有する保持板を有する吸引チャックと、前記保持板に設けられた第１強磁性体片と、前記吸引チャックの下方に配置され前記保持板に対して下方から対向する対向部材、および前記吸引チャックの上下動によって作動する保持ピンを有するメカニカルチャックと、前記対向部材に移動可能に設けられ、前記第１強磁性体片との距離に応じて前記第１強磁性体片との間に生じる磁力によって駆動されて前記保持ピンを作動させる第３強磁性体片とを備えた基板処理装置によって基板を処理する方法を提供する。この基板処理方法は、前記吸引チャックの前記基板保持面上に基板を載置する工程と、前記基板保持面上で基板をセンタリングする工程と、前記センタリング後に、前記吸引チャックで基板を吸引保持する工程と、前記吸引チャックで基板を吸引保持した状態で、前記吸引チャックを鉛直な回転軸線まわりに回転しながら、前記基板の周縁部を処理する周縁処理工程と、前記吸引チャックによる前記基板の吸引保持を解除し、前記吸引チャックを下降させて前記保持ピンを作動させることにより、前記吸引チャックから前記保持ピンに基板を渡し、前記基板の下面が前記吸引チャックの上方に離間した状態で前記保持ピンを前記基板の周端面に当接させて、前記メカニカルチャックによって前記基板を保持する工程と、前記基板を保持した前記メカニカルチャックを前記回転軸線まわりに回転しながら、当該メカニカルチャックに保持された基板の下面を処理する下面処理工程と、を含む。
これらの基板処理方法においても、前述の基板処理装置に関して述べた様々な特徴を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の一例である基板処理ユニットの内部構成を図解的に示す側面図である

【図2A】図２Ａは、吸引チャックおよびメカニカルチャックに関する構成例を示す縦断面図であり、基板のセンタリング時の状態を示す。

【図2B】図２Ｂは、吸引チャックおよびメカニカルチャックに関する構成例を示す縦断面図であり、基板の周縁部の処理（ベベル処理）を実行するときの状態を示す。

【図2C】図２Ｃは、吸引チャックおよびメカニカルチャックに関する構成例を示す縦断面図であり、基板の下面の処理を実行するときの状態を示す。

【図3A-3C】図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、センタリングピン駆動機構の構成例を説明するための図であり、センタリングピンが開状態のときの構成を示す。

【図4A-4C】図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、センタリングピン駆動機構の構成例を説明するための図であり、センタリングピンが閉状態のときの構成を示す。

【図5】図５は、吸引チャックの保持板における第１磁石片の配置例を説明するための平面図である。

【図6】図６は、メカニカルチャックの保持ピン、センタリングピン、第２磁石片および第３磁石片の配置例を説明するための平面図である。

【図7A-7B】図７Ａは、連結ピンを２つの連結凹部のうちの一方である第１連結凹部に係合させた状態の平面図である。図７Ｂは、連結ピンを２つの連結凹部のうちの他方である第２連結凹部に係合させた状態の平面図である。

【図8】図８は、基板処理ユニットによる基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図9】図９は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理ユニットの構成例を説明するための断面図である。

【図10】図１０は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理ユニットの構成例を説明するための断面図である。

【図11A-11B】図１１Ａおよび図１１Ｂは、この発明の第４の実施形態を説明するための図であり、磁気反発力によって保持ピンを駆動する構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0051】

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0052】

図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部構成を図解的に示す側面図である。一般的な基板処理システムは、複数の基板処理ユニットと、複数の基板処理ユニットに対して基板を搬送する基板搬送ロボットとを備えている。図１には、このような基板処理システムに備えられる基板処理ユニットの構成を示し、以下では、基板処理ユニットの構成を主として説明する。基板処理ユニットは、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の一例である。

【0053】

基板処理ユニット１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉型である。基板Ｗは、この実施形態では、半導体ウエハ等の円形基板である。基板処理ユニット１００は、基板Ｗに対して処理流体を用いた処理を施すように構成されている。処理流体の例は、処理液および処理ガスを含む。処理液の例は、薬液およびリンス液を含む。薬液は、基板Ｗの材料と反応する薬品である。基板Ｗの材料とは、半導体材料のほか、基板Ｗの表面に形成された酸化膜、窒化膜、レジスト等の膜材料を含む。リンス液は、主として基板Ｗ上の薬液を洗い流すための液体である。薬液の例としては、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸、フッ硝酸、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、フッ化アンモニウム、ＨＦＥＧ（フッ酸およびエチレングリコールの混合液）、リン酸、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（クエン酸、シュウ酸等）、有機アルカリ（ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）等）、硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素水混合液（ＳＣ２）、アルコール類（イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等）、界面活性剤、腐食防止剤、疎水化剤を挙げることができる。リンス液の例としては、脱イオン水（ＤＩＷ）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、希釈濃度（たとえば１０ppm～１００ppm）の塩酸水を挙げることができる。処理ガスの例としては、基板Ｗと反応する反応性ガス（オゾンガス、フッ素ガス、フッ化水素を含む気体、ＩＰＡを含む気体等）、および基板Ｗに対して化学的に不活性な不活性ガス（窒素ガス等）を挙げることができる。

【0054】

基板処理ユニット１００は、チャンバ１と、吸引チャック１０と、メカニカルチャック２０と、筐体２と、上面ノズル５と、下面ノズル６とを含む。基板処理ユニット１００は、さらに、第１処理流体供給機構８０と、第２処理流体供給機構８５と、ノズル移動機構９０と、ガード９４と、吸引チャック１０を鉛直な回転軸線Ａまわりに回転させる回転駆動ユニット６０とを備えている。基板処理ユニット１００は、さらに、吸引チャック１０をメカニカルチャック２０に対して相対的に上下動させる上下動ユニット７０を備えている。回転駆動ユニット６０および上下動ユニット７０は、筐体２に収容されている。

【0055】

基板処理ユニット１００の各部は、制御装置１２０によって制御される。制御装置１２０は、具体的には、第１処理流体供給機構８０、第２処理流体供給機構８５、ノズル移動機構９０、回転駆動ユニット６０、上下動ユニット７０などを制御する。制御装置１２０は、典型的には、コンピュータであり、プロセッサおよびメモリを備えており、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって、様々な機能を実行するように構成されている。

【0056】

吸引チャック１０およびメカニカルチャック２０は、チャンバ１内に収容され、チャンバ１内で基板Ｗを保持するように構成されている。

【0057】

吸引チャック１０は、基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直な回転軸線Ａまわりに回転可能な構成を有している。吸引チャック１０は、上方に向いた基板保持面１４を有する保持板１１を有し、基板保持面１４上に基板Ｗを吸引して保持するように構成されている。保持板１１は、平面視において、保持対象の基板Ｗよりも小さく、基板保持面１４は基板Ｗの下面の中央領域に対向するように構成されている。保持板１１は、セラミック材料、樹脂材料等の非磁性体で構成されている。

【0058】

メカニカルチャック２０は、基板Ｗを水平姿勢で保持して、吸引チャック１０と共通の回転軸線Ａまわりに回転可能な構成を有している。メカニカルチャック２０は、保持板１１の下方に配置され、保持板１１に対して下方から対向する対向部材の一例であるスピンベース２１を備えている。スピンベース２１は、セラミック材料、樹脂材料等の非磁性体で構成されている。スピンベース２１は、平面視において回転軸線Ａを中心とした円形を成すように構成されている。

【0059】

スピンベース２１には、基板Ｗの周端面に当接することにより、基板Ｗのセンタリングを行うセンタリングピンＣＰ（第１開閉ピンまたは第２開閉ピンの一例）が設けられている。スピンベース２１には、さらに、基板Ｗの周縁部を保持することにより基板Ｗを水平に保持する保持ピンＨＰ（第１開閉ピンまたは第２開閉ピンの一例）が設けられている。

【0060】

複数の保持ピンＨＰが、回転軸線Ａまわりの周方向に間隔を空けて配置されており、各保持ピンＨＰは、スピンベース２１の周縁部から上方に突出している。センタリングピンＣＰは、保持ピンＨＰに対して、回転軸線Ａまわりの周方向にずれた位置に配置されている。複数のセンタリングピンＣＰが周方向に間隔を空けて配置されており、各センタリングピンＣＰは、スピンベース２１の周縁部から上方に突出している。

【0061】

３本以上のセンタリングピンＣＰが設けられることが好ましい。同様に、３本以上の保持ピンＨＰが設けられることが好ましい。センタリングピンＣＰおよび保持ピンＨＰは、樹脂材料等の非磁性体材料で構成されている。

【0062】

第１処理流体供給機構８０は、上面ノズル５に第１処理流体ＦＬ１を供給する。第１処理流体供給機構８０は、第１処理流体ＦＬ１が流通する第１配管８１と、第１配管８１の流路を開閉する第１バルブ８２とを含む。第１バルブ８２を開閉することにより、上面ノズル５からの第１処理流体ＦＬ１の吐出／停止を切り換えることができる。上面ノズル５は、基板Ｗの上面に向けて第１処理流体ＦＬ１を吐出する。第１バルブ８２の開閉は、制御装置１２０によって制御される。

【0063】

ノズル移動機構９０は、鉛直方向および水平方向に上面ノズル５を移動する。ノズル移動機構９０は、先端部に上面ノズル５が結合されたアーム９１と、アーム９１を駆動することによって上面ノズル５を移動させるアーム駆動機構９２とを含む。アーム駆動機構９２は、たとえば電動モータを含む。ノズル移動機構９０は、たとえば、上面ノズル５を移動することにより、吸引チャック１０に保持された基板Ｗの周縁部の上面に上面ノズル５の着液位置を配置する。その状態で上面ノズル５から第１処理流体ＦＬ１が吐出されることにより、基板Ｗの周縁部に対する処理、いわゆるベベル処理を行うことができる。

【0064】

第２処理流体供給機構８５は、下面ノズル６に第２処理流体ＦＬ２を供給する。下面ノズル６は、吸引チャック１０の下面に結合された回転軸である内回転軸１５を挿通するように配置されている。下面ノズル６の上端が吐出口であり、この吐出口は、メカニカルチャック２０に基板Ｗが保持されたときに、その基板Ｗの下面に向けて第２処理流体ＦＬ２を吐出する。第２処理流体供給機構８５は、第２処理流体ＦＬ２が流通する第２配管８６と、第２配管８６の流路を開閉する第２バルブ８７とを含む。第２バルブ８７を開閉することにより、下面ノズル６からの第２処理流体ＦＬ２の吐出／停止を切り換えることができる。第２バルブ８７の開閉は、制御装置１２０によって制御される。

【0065】

ガード９４は、基板Ｗに供給され、その回転に伴って遠心力によって外方に排出される処理流体を受け止める。ガード９４は、第１ガード部９５と、第２ガード部９６とを含む。第２ガード部９６は、第１ガード部９５の内側に配置されている。第２ガード部９６は、第１ガード部９５よりも下方で処理流体を受け止めるように構成されている。この実施形態では、吸引チャック１０に基板Ｗを保持しているときに排出される処理流体が第１ガード部９５で受けられ、メカニカルチャック２０に基板Ｗを保持しているときに排出される処理流体が第２ガード部９６で受けられる。

【0066】

図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、吸引チャック１０およびメカニカルチャック２０に関する、より詳しい構成例を示す縦断面図であり、吸引チャック１０が異なる高さに配置されている状態をそれぞれ示す。

【0067】

筐体２の上壁で構成された保持部３によって、ガード９４が支持されている。ガード９４は、筒状の第１ガード部９５および第２ガード部９６に加えて、それらを結合する底部９７を備え、底部９７が筐体２に支持されている。底部９７は、第１ガード部９５および第２ガード部９６によってそれぞれ受けられた処理流体（主として処理液）を受ける第１溝９８および第２溝９９を形成している。

【0068】

ガード９４によって取り囲まれるように、メカニカルチャック２０が配置されている。メカニカルチャック２０は、円盤状のスピンベース２１と、スピンベース２１の下面に結合された中空の回転軸である外回転軸２２とを備えている。外回転軸２２は、外周面に配置された外軸受２３、およびそれを支持する軸受支持部２４を介して、筐体２の保持部３によって支持されている。それにより、メカニカルチャック２０は、回転軸線Ａまわりに回転可能である。

【0069】

吸引チャック１０の保持板１１は、中央付近に吸引ヘッド１２を備えており、吸引ヘッド１２の上面である基板保持面１４に基板Ｗの下面を吸引して保持するように構成されている。保持板１１は、平面視において、吸引ヘッド１２よりも大きく、保持対象の基板Ｗよりも小さい。この実施形態では、保持板１１は、さらに、平面視において、スピンベース２１よりも小さい。より詳細には、吸引ヘッド１２の上面である基板保持面１４に基板Ｗを保持した状態で、基板Ｗの周縁よりも内側に保持板１１の全体が位置する。

【0070】

保持板１１の下面に、中空の回転軸である内回転軸１５が結合され、鉛直方向に沿って下方に延びている。内回転軸１５の外周面は、ボールスプライン等のスライド軸受１６によって保持されている。スライド軸受１６は、内回転軸１５の上下動を案内する一方、内回転軸１５とともに回転軸線Ａまわりに回転するように構成されている。すなわち、内回転軸１５は、スライド軸受１６に対して上下動可能である一方、スライド軸受１６に対する周方向回転は不能であり、スライド軸受１６が回転軸線Ａまわりに回転することによって、スライド軸受１６とともに回転する。

【0071】

スライド軸受１６には、電動モータ６１の回転力が、モータプーリー６２、ベルト６３およびプーリー６４によって伝達される。電動モータ６１は、筐体２の保持部３に保持されている。電動モータ６１、ベルト６３およびプーリー６４などにより、吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転させる回転駆動ユニット６０が構成されている。

【0072】

スライド軸受１６は、その外周面に配置された内軸受１７を介して、メカニカルチャック２０の回転軸である外回転軸２２の内周面に支持されている。すなわち、スライド軸受１６と外回転軸２２の内周面との間に内軸受１７が配置されている。それにより、スライド軸受１６はメカニカルチャック２０に対して回転軸線Ａまわりの相対回転が可能であり、それに応じて、吸引チャック１０は、メカニカルチャック２０に対して回転軸線Ａまわりの相対回転が可能である。

【0073】

吸引チャック１０の回転軸である内回転軸１５は、上下動ユニット７０に結合されている。上下動ユニット７０は、内回転軸１５の下端を支持する支持ブラケット７１と、支持ブラケット７１を上下動させる昇降機構であるボールねじ機構７２とを含む。支持ブラケット７１は、下軸受７６を介して内回転軸１５を回転可能に支持している。ボールねじ機構７２は、支持ブラケット７１に結合されたボールナット７３と、ボールナット７３に螺合して鉛直方向に延びたねじ軸７４と、ねじ軸７４を回転させる駆動ユニット７５とを含む。駆動ユニット７５は、典型的には、電動モータと、電動モータの回転力をねじ軸７４に伝達する動力伝達機構とを含む。ねじ軸７４の上端は、筐体２の保持部３に回転可能に支持されており、ねじ軸７４の下端は、チャンバ１の底部１Ｂに固定された固定台４に回転可能に支持されている。

【0074】

駆動ユニット７５に備えられる電動モータは、ステッピングモータやパルスモータのような位置制御の可能な電動モータである。電動モータの位置制御によって、吸引チャック１０の高さを制御することができる。駆動ユニット７５（より具体的にはその電動モータ）は、制御装置１２０（図１参照）によって制御される。

【0075】

支持ブラケット７１には、内回転軸１５の内周面と整合する開口７１ａが形成されている。この開口７１ａを通り、かつ内回転軸１５を挿通するように、下面ノズル６が配置されている。下面ノズル６は、チャンバ１の底部１Ｂに固定されている。下面ノズル６には、第２処理流体供給機構８５の第２配管８６が接続されている。

【0076】

支持ブラケット７１の下面と、チャンバ１の底面との間には、ベローズ７８が配置されている。ベローズ７８は、下面ノズル６を取り囲むように配置されており、支持ブラケット７１の上下動に追従して伸縮し、その内方の空間の気密性を確保する。

【0077】

下面ノズル６と内回転軸１５の内周面との間の空間は、気体流路１８を提供している。気体流路１８は、下面ノズル６とベローズ７８の内面との間の空間に連通している。気体流路１８の上端は、吸引ヘッド１２の中央部において開口し、吸引口１３を形成している。気体流路１８の下端は、チャンバ１の底部１Ｂを貫通する連通管１０１に連通している。連通管１０１には、気体配管１０２が結合されている。気体配管１０２には、吸引機構１０５と、ガス供給機構１１０とが接続されている。

【0078】

吸引機構１０５は、コンプレッサ等を含む吸引部１０６と、吸引部１０６と気体配管１０２とを接続する吸引配管１０７と、吸引配管１０７に介装された吸引バルブ１０８とを含む。吸引バルブ１０８を開くことによって、気体流路１８内の気体が吸引されて気体流路１８内が負圧となるので、吸引ヘッド１２上に基板Ｗを吸着（真空吸着）して保持できる。

【0079】

ガス供給機構１１０は、ガス供給源から供給されるガスを、ガス供給配管１１１を介して気体配管１０２に供給する。ガス供給配管１１１には、ガス供給バルブ１１２が介装されている。供給されるガスは、不活性ガス（窒素ガス等）または空気であってもよい。ガス供給バルブ１１２を開くことによって、気体流路１８に気体を供給できる。それにより、吸引ヘッド１２における基板Ｗの吸着を解除したり、基板Ｗの下面に向けて不活性ガス等を供給したり、不活性ガス等の供給によって基板保持面１４上に基板Ｗを浮上させたりすることができる。

【0080】

支持ブラケット７１には、下軸受７６の下方において、内回転軸１５の下端に接するシール部材７７が配置されている。内回転軸１５が回転するとき、シール部材７７は内回転軸１５に摺接し、それらの間の気密性を保持する。

【0081】

スピンベース２１および保持板１１の相対回転を規制するために、回転規制リンク２７が設けられている。回転規制リンク２７は、上下動ユニット７０による上下動によって保持板１１をスピンベース２１に接近させることによって係合する凹凸結合により、スピンベース２１および保持板１１の相対回転を規制する。この実施形態では、保持板１１には、下方に突出する連結ピンＰが備えられており、スピンベース２１には、連結ピンＰと凹凸結合する連結凹部Ｒ１，Ｒ２が設けられており、これらが回転規制リンク２７を構成している。

【0082】

吸引チャック１０がメカニカルチャック２０に対する適切な相対回転位置に配置されているときに、保持板１１が下降してスピンベース２１に接近すると、連結ピンＰが連結凹部Ｒ１またはＲ２に係合する。これにより、保持板１１とスピンベース２１との相対回転が規制される。そのため、回転駆動ユニット６０によって吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転させると、その回転がスピンベース２１に伝達され、メカニカルチャック２０が吸引チャック１０とともに回転軸線Ａまわりに回転する。

【0083】

保持板１１を上昇させてスピンベース２１から離間させると、連結ピンＰが連結凹部Ｒ１，Ｒ２から離脱し、保持板１１とスピンベース２１とが相対回転可能になる。したがって、回転駆動ユニット６０によって吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転させても、その回転はメカニカルチャック２０には伝達されない。

【0084】

保持板１１には、第１強磁性体片としての第１磁石片Ｍ１（永久磁石片）が設けられている。この実施形態では、周方向に間隔を空けて複数個の第１磁石片Ｍ１が設けられている。また、スピンベース２１には、第２強磁性体片としての第２磁石片Ｍ２（永久磁石片）が設けられている。この実施形態では、周方向に間隔を空けて複数個の第２磁石片Ｍ２が設けられている。さらに、スピンベース２１には、第２強磁性体片または第３強磁性体片としての第３磁石片Ｍ３（永久磁石片）が設けられている。この実施形態では、周方向に間隔を空けて複数個の第３磁石片Ｍ３が設けられている。

【0085】

複数の第１磁石片Ｍ１、複数の第２磁石片Ｍ２および複数の第３磁石片Ｍ３は、回転軸線Ａから見て等しい角度間隔でそれぞれ配置されている。第１磁石片Ｍ１は、保持板１１に対する位置が実質的に固定されている。第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３は、スピンベース２１に対して所定の作動範囲で移動可能であるように、スピンベース２１に取り付けられている。この実施形態では、第１磁石片Ｍ１、第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の個数は、同数であり、具体的には３個である。むろん、この個数は、一例に過ぎない。

【0086】

平面視において第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の周方向位置が整合しているとき、吸引チャック１０を上下動させて第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の間の距離を変動させると、その距離に応じて生じる磁力により、第２磁石片Ｍ２が移動する（図２Ａ参照）。このとき、第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３との間に作用する磁力は実質的に無視できる程度であり、第３磁石片Ｍ３の位置は実質的に変動しない。

【0087】

同様に、平面視において第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の周方向位置が整合しているとき、吸引チャック１０を上下動させて第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間の距離を変動させると、その距離に応じて生じる磁力により、第３磁石片Ｍ３が移動する（図２Ｃ参照）。このとき、第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２との間に作用する磁力は実質的に無視できる程度であり、第２磁石片Ｍ２の位置は実質的に変動しない。したがって、吸引チャック１０とメカニカルチャック２０との相対回転位置を適切に選択することにより、吸引チャック１０の上下動によって、第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３のうちの一方を選択的に移動させることができる。

【0088】

スピンベース２１には、第２磁石片Ｍ２の移動をセンタリングピンＣＰに伝達するセンタリングピン駆動機構３０が備えられている。センタリングピン駆動機構３０は、この実施形態では、複数のセンタリングピンＣＰの動作を同期させるためのリンク機構を含む。同様に、スピンベース２１には、第３磁石片Ｍ３の移動を保持ピンＨＰに伝達する保持ピン駆動機構４０が備えられている。

【0089】

保持ピン駆動機構４０は、この実施形態では、保持ピンＨＰの下端に結合され、回転軸線Ａに対して放射方向（回転半径方向）にスライド可能にスピンベース２１に保持されたスライダ４１と、スライダ４１を回転軸線Ａから離れる開方向に付勢するばね４２とを含む。第３磁石片Ｍ３は、スライダ４１に固定されている。

【0090】

吸引ヘッド１２を下降すると、第１磁石片Ｍ１が第３磁石片Ｍ３よりも回転軸線Ａに近い位置に配置され（図２Ｃ参照）、それらの間の吸引磁力によって、スライダ４１がばね４２の力に抗して回転軸線Ａに近づくように移動する。それにより、保持ピンＨＰが回転軸線Ａに近づくように移動し、基板Ｗの周端面に当接し、基板Ｗの周縁部を保持する閉状態となる。吸引ヘッド１２が上昇すると第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間の磁力が弱まるので、ばね４２の力によって、スライダ４１が回転軸線Ａから離れる方向に移動し、保持ピンＨＰが開状態となって、基板Ｗの周縁部の保持が解除される。

【0091】

保持ピンＨＰは、スピンベース２１からほぼ鉛直方向に立設された軸部５５と、軸部５５の頭部に配置された当接部５６とを含む。当接部５６は、側面視において、回転軸線Ａに向かってＶ字形に開いた保持溝５７を備えている。保持溝５７は、基板Ｗの周縁部を受け容れて保持するように構成されている。基板Ｗの周端面は、典型的には、回転軸線Ａを含む鉛直な切断面において外側に膨出する円弧形状をなす凸湾曲面を形成している。保持溝５７は、このような周端面に対して上方および下方からそれぞれ接する２つの斜面を有している。

【0092】

図３Ａおよび図４Ａは、センタリングピン駆動機構３０の構成例を説明するための図解的な断面図であり、２本のセンタリングピンＣＰおよび回転軸線Ａを通る切断面での構成を示す。図３ＡはセンタリングピンＣＰが開状態のときの構成を示し、図４ＡはセンタリングピンＣＰが閉状態のときの構成を示す。図３Ｂおよび図４Ｂは、図３Ａおよび図４Ａの切断面線Ｂからみた図解的な断面をそれぞれ示す。また、図３Ｃおよび図４Ｃは、図３Ａおよび図４Ａの矢印Ｃに沿って平面視したときのセンタリングピンＣＰの近傍の構成をスピンベース２１等の図示を省略した状態で示す。

【0093】

センタリングピンＣＰは、鉛直方向に沿って立設された軸部５１と、軸部５１の上端に固定された当接部５２とを含む。軸部５１は、その軸線まわりに回動可能にスピンベース２１に取り付けられている。具体的には、軸部５１の下端部が軸受５４を介してスピンベース２１に結合されている。当接部５２は、軸部５１の軸線、すなわち回動軸線５３から偏心した位置で軸部５１の上端に取り付けられている。したがって、軸部５１が回動軸線５３まわりに回動されると、当接部５２は、回転軸線Ａに接近／離反する方向に移動する。

【0094】

当接部５２は、この実施形態では、軸部５１よりも細い直線状の軸形状を有し、鉛直方向に沿って軸部５１の上端に立設されている。当接部５２は、より具体的には、その軸形状に沿って延びる円筒面からなる外周面を備え、その外周面が基板Ｗの周端面に実質的に点接触（たとえば１点で点接触）によって当接するように構成されている。

【0095】

センタリングピン駆動機構３０は、センタリングピンＣＰの軸部５１に結合され、回動軸線５３と直交する放射方向に張り出したレバー３１と、レバー３１の先端部に設けられたカムフォロワ３２と、カムフォロワ３２と係合したカムガイド３３と、カムガイド３３を上下方向に案内する上下方向ガイド３４とを含む。これらは、複数のセンタリングピンＣＰを同期して作動させるリンク機構を構成している。カムガイド３３に第２磁石片Ｍ２が固定されている。

【0096】

カムガイド３３は、上下方向に対して、回転軸線Ａまわりの周方向に傾斜したカム面を有するカム穴３３ａを有し、このカム穴３３ａにカムフォロワ３２が係合している。カムガイド３３は、回転軸線Ａを取り囲む環状に構成されており、複数のセンタリングピンＣＰに対応した複数のカム穴３３ａを有している。複数のカム穴３３ａに、複数のセンタリングピンＣＰに結合されたレバー３１の先端の複数のカムフォロワ３２がそれぞれ係合している。

【0097】

図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示す状態から、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、吸引チャック１０を下降させて第１磁石片Ｍ１を第２磁石片Ｍ２に近づけると、それらの間の吸引磁力によって、第２磁石片Ｍ２が持ち上げられる。それに応じて、カムガイド３３がそれに働く重力に抗して上昇する。すると、カムフォロワ３２はカム面に案内されて周方向に移動し、それに応じてレバー３１が回動する。それによって、センタリングピンＣＰの軸部５１がレバー３１とともに回動軸線５３まわりに回動する。センタリングピンＣＰの当接部５２は回動軸線５３に対して偏心しているので、センタリングピンＣＰの回動によって、回転軸線Ａとの間の距離が変動する。

【0098】

具体的には、第２磁石片Ｍ２が持ち上げられることによって、当接部５２は、回転軸線Ａに近づき、基板Ｗの周端面に当接可能な閉状態となる（図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃ参照）。一方、吸引チャック１０を上昇させて第１磁石片Ｍ１を第２磁石片Ｍ２から遠ざけると、それらの間の磁気吸引力が弱まり、それに応じて、カムガイド３３は重力によって下降する。これにより、レバー３１が周方向に回動するので、センタリングピンＣＰが回動し、その当接部５２は回転軸線Ａから遠ざかり、基板Ｗの周端面から離間した開状態となる（図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃ参照）。

【0099】

リンク機構からなるセンタリングピン駆動機構３０の働きにより、吸引チャック１０の上下動によって、複数のセンタリングピンＣＰが同期して開閉動作する。そのため、吸引チャック１０を下降させると、複数のセンタリングピンＣＰの当接部５２が一斉に回転軸線Ａに向かって移動するので、吸引チャック１０を非吸引状態としておけば、吸引チャック１０上で基板Ｗを水平方向にスライドさせながら、基板Ｗの中心を回転軸線Ａ上に正確にセンタリングできる。

【0100】

図５は、吸引チャック１０の保持板１１における第１磁石片Ｍ１の配置例を説明するための平面図である。吸引ヘッド１２は、平面視において、回転軸線Ａを中心とした円形の基板保持面１４（基板吸引面）を有している。保持板１１は、平面視において、回転軸線Ａを中心とした円形の上面を有している。その径は、吸引ヘッド１２の径よりも大きく保持対象の基板Ｗの径よりも小さい。保持板１１の周縁部には、周方向に間隔を空けて、複数個（この実施形態では３個）の第１磁石片Ｍ１が配置されている。複数の第１磁石片Ｍ１は、この実施形態では、周方向に沿って等間隔に配置されており、回転軸線Ａを中心として等角度間隔で配置されている。連結ピンＰは、この実施形態では、いずれの第１磁石片Ｍ１とも周方向に異なる位置に配置されている。

【0101】

図６は、メカニカルチャック２０の保持ピンＨＰ、センタリングピンＣＰ、第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の配置を説明するための平面図である。メカニカルチャック２０のスピンベース２１は、回転軸線Ａを中心とした円形であり、中央には、吸引チャック１０に結合された内回転軸１５を挿通させる開口２１ａが形成されている。スピンベース２１の外径は、保持板１１よりも大きい。さらにこの実施形態では、スピンベース２１は、保持対象の基板Ｗの径よりも大きな外径を有している。

【0102】

スピンベース２１の周縁部には、周方向に沿って間隔を空けて、複数本（この実施形態では３本）の保持ピンＨＰが配置されている。複数本の保持ピンＨＰは、この実施形態では、周方向に沿って等間隔に配置されており、回転軸線Ａを中心として等角度間隔で配置されている。スピンベース２１の周縁部には、さらに、周方向に沿って間隔を空けて、複数本（この実施形態では、３本）のセンタリングピンＣＰが配置されている。複数本のセンタリングピンＣＰは、この実施形態では、周方向に沿って等間隔に配置されており、回転軸線Ａを中心として等角度間隔で配置されている。

【0103】

この実施形態では、保持ピンＨＰと同数のセンタリングピンＣＰが設けられており、保持ピンＨＰとセンタリングピンＣＰとが周方向に沿って間隔を空けて交互に配置されている。保持ピンＨＰおよびセンタリングピンＣＰは、周方向に沿って等間隔に配置されており、回転軸線Ａを中心として等角度間隔で配置されている。すなわち、周方向に隣り合う一対の保持ピンＨＰの周方向に関する中間位置に一本のセンタリングピンＣＰが配置されている。

【0104】

複数のセンタリングピンＣＰにそれぞれ対応する複数の第２磁石片Ｍ２がスピンベース２１に配置されている。この実施形態では、複数の第２磁石片Ｍ２の周方向の配置は、それぞれ対応するセンタリングピンＣＰと同じである。すなわち、互いに対応するセンタリングピンＣＰおよび第２磁石片Ｍ２は、回転軸線Ａのまわりの角度位置が等しい。第２磁石片Ｍ２の回転軸線Ａからの半径方向位置は、センタリングピンＣＰの半径方向位置とは異なっている。すなわち、第２磁石片Ｍ２は、センタリングピンＣＰよりも回転軸線Ａに近い位置に配置されている。この第２磁石片Ｍ２の配置に対応するように、環状（この実施形態では円環状）のカムガイド３３が配置されている。

【0105】

また、複数の保持ピンＨＰにそれぞれ対応する複数の第３磁石片Ｍ３がスピンベース２１に配置されている。この実施形態では、前述のように、保持ピンＨＰに結合されたスライダ４１に第３磁石片Ｍ３が固定されている。したがって、複数の第３磁石片Ｍ３の周方向の配置は、それぞれ対応する保持ピンＨＰと同じである。すなわち、互いに対応する保持ピンＨＰおよび第３磁石片Ｍ３は、回転軸線Ａのまわりの角度位置が等しい。第３磁石片Ｍ３の回転軸線Ａからの半径方向位置は、保持ピンＨＰの半径方向位置とは異なっている。すなわち、第３磁石片Ｍ３は、保持ピンＨＰよりも回転軸線Ａに近い位置に配置されている。

【0106】

第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の周方向位置は異なっている。この実施形態では、第２磁石片Ｍ２と同数の第３磁石片Ｍ３が設けられており、第２磁石片Ｍ２と第３磁石片Ｍ３とが周方向に沿って間隔を空けて交互に配置されている。第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３は、回転軸線Ａを中心として等角度間隔で配置されている。すなわち、周方向に隣り合う一対の第２磁石片Ｍ２の周方向に関する中間位置に一つの第３磁石片Ｍ３が配置されている。

【0107】

第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の回転半径方向位置は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。具体的には、カムガイド３３およびスライダ４１の作動が互いに干渉せず、かつ、第１磁石片Ｍ１との間で適切な磁力が得られるように、第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の回転半径方向位置を定めればよい。

【0108】

スピンベース２１には、保持板１１の連結ピンＰと係合する連結凹部Ｒ１，Ｒ２（連結穴）が設けられている。連結凹部Ｒ１，Ｒ２は、連結ピンＰと整合する回転半径方向位置に配置されている。この実施形態では、２つの連結凹部Ｒ１，Ｒ２が周方向に間隔を空けて配置されている。回転軸線Ａから見た２つの連結凹部Ｒ１，Ｒ２の角度間隔は、周方向に隣り合う第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３の回転軸線Ａから見た角度間隔に等しい。

【0109】

吸引チャック１０およびメカニカルチャック２０の相対回転位置を調整して、連結ピンＰといずれかの連結凹部Ｒ１，Ｒ２とが平面視において重なり合う配置とすることにより、吸引チャック１０を下降させたときに、連結ピンＰおよび連結凹部Ｒ１，Ｒ２を係合させ、回転規制リンク２７を係合状態（相対回転規制状態）とすることができる。

【0110】

メカニカルチャック２０を既定角度位置（既定回転位置）で停止させるために、チャック停止機構２８が備えられている。チャック停止機構２８は、たとえば、スピンベース２１に固定された回転磁石片２８ａと、その磁石片を吸引する固定磁石片２８ｂとを含む。回転磁石片２８ａは、スピンベース２１とともに回転し、固定磁石片２８ｂは、非回転状態でチャンバ１内に配置される。回転規制リンク２７が係合解除状態であり、メカニカルチャック２０が回転軸線Ａまわりに自由回転できるときには、回転磁石片２８ａおよび固定磁石片２８ｂの間の磁気吸引力によって、メカニカルチャック２０は既定角度位置へと導かれる。

【0111】

回転駆動ユニット６０の電動モータ６１（図２Ｂ等参照）は、たとえばパルスモータのように、位置制御の可能な電動モータである。したがって、電動モータ６１の位置制御によって、吸引チャック１０の回転軸線Ａまわりの回転角を制御できる。回転規制リンク２７が解除状態のときには、メカニカルチャック２０は既定角度位置で停止しているので、吸引チャック１０の回転角を制御することによって、メカニカルチャック２０に対する吸引チャック１０の相対回転位置（相対角度位置）を制御することができる。

【0112】

より具体的には、吸引チャック１０の回転を停止させるとき、制御装置１２０（図１参照）は、電動モータ６１の位置制御を行う。それにより、制御装置１２０は、メカニカルチャック２０に対する吸引チャック１０の相対回転位置を第１相対回転位置および第２相対回転位置のいずれかに制御して、吸引チャック１０の回転を停止させる。

【0113】

第１相対回転位置は、第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２との回転軸線Ａまわりの角度位置が整合する位置であり、連結ピンＰと第１連結凹部Ｒ１とが平面視において整合する位置である。第２相対回転位置は、第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３との回転軸線Ａまわりの角度位置が整合する位置であり、連結ピンＰと第２連結凹部Ｒ２とが平面視において整合する位置である。

【0114】

図７Ａは、連結ピンＰを２つの連結凹部のうちの一方である第１連結凹部Ｒ１に係合させた状態の平面図である。このとき、吸引チャック１０は、メカニカルチャック２０に対して第１相対回転位置にある。すなわち、保持板１１に固定された第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２（センタリングピンＣＰ）との周方向位置が整合し、第３磁石片Ｍ３は、隣り合う一対の第１磁石片Ｍ１の中間の周方向位置に配置される。したがって、第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２との間に働く磁力によって、第２磁石片Ｍ２が移動し、それに伴って、センタリングピンＣＰが作動する。すなわち、センタリングピンＣＰの当接部５２が、回転軸線Ａに近づくように移動して閉状態となる（図２Ａ、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃ参照）。それにより、吸引チャック１０上で基板Ｗをセンタリングすることができる。第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３との距離は充分に離れているので、第３磁石片Ｍ３は実質的に移動しない。したがって、保持ピンＨＰは開状態に保たれる。

【0115】

図７Ｂは、連結ピンＰを２つの連結凹部のうちの他方である第２連結凹部Ｒ２に係合させた状態の平面図である。このとき、吸引チャック１０は、メカニカルチャック２０に対して第２相対回転位置にある。すなわち、保持板１１に固定された第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３（保持ピンＨＰ）との周方向位置が整合し、第２磁石片Ｍ２は、隣り合う一対の第１磁石片Ｍ１の中間の周方向位置に配置される。したがって、第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３との間に働く磁力によって、第３磁石片Ｍ３が移動し、それに伴って、保持ピンＨＰが作動する。すなわち、保持ピンＨＰの当接部５６が、回転軸線Ａに近づくように移動して閉状態となる（図２Ｃ参照）。それにより、基板Ｗの縁部を保持ピンＨＰで保持して、メカニカルチャック２０によって基板Ｗを保持することができる。第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２との距離は充分に離れているので、第２磁石片Ｍ２は実質的に移動しない。したがって、センタリングピンＣＰは開状態に保たれる。

【0116】

図８は、基板処理ユニット１００による基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。この処理は、制御装置１２０が基板処理ユニット１００の各部を制御することによって実行される。

【0117】

制御装置１２０は、吸引チャック１０の回転位置を制御することにより、吸引チャック１０のメカニカルチャック２０に対する相対回転位置を前述の第１相対回転位置（図７Ａ参照）に制御する（ステップＳ１）。吸引チャック１０がすでに第１相対回転位置に配置されていれば、この処理は省かれてもよい。

【0118】

未処理の基板Ｗは、基板搬送ロボット（図示せず）によって、基板処理ユニット１００に搬入されて、吸引チャック１０の基板保持面１４に載置される（ステップＳ２）。このとき、吸引チャック１０は、基板保持面１４がガード９４の上端よりも上に位置する基板受け渡し位置に配置されている。基板搬送ロボットのハンドは、チャンバ１内に進入し、吸引チャック１０の基板保持面１４に基板Ｗを載置した後に、チャンバ１外に退避する。

【0119】

上下動ユニット７０は、吸引チャック１０をセンタリング高さ（図２Ａ参照）まで下降させる。センタリング高さとは、第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の間に働く磁力によって第２磁石片Ｍ２が移動し、それによって、センタリングピンＣＰが開状態から閉状態に切り換わる高さである。このとき、吸引ヘッド１２は基板Ｗを吸着していない。より具体的には、制御装置１２０は、吸引配管１０７に介装された吸引バルブ１０８を閉状態に保持している。制御装置１２０は、このとき、ガス供給配管１１１に介装されたガス供給バルブ１１２を開状態として、吸引口１３に窒素ガス等を供給していてもよい。より具体的には、吸引口１３をから吹き出される窒素ガス等によって、基板Ｗが基板保持面１４上で浮上した状態となってもよい。したがって、基板Ｗの周端面がセンタリングピンＣＰによって回転軸線Ａに向かって複数の方向（この実施形態では３方向）から押されると、基板保持面１４上で基板Ｗが水平移動し、基板Ｗの中心が回転軸線Ａと一致する。こうして、基板Ｗのセンタリングが達成される（ステップＳ３）。

【0120】

次に、制御装置１２０は、ガス供給バルブ１１２を閉状態とし、吸引バルブ１０８を開状態とする。それによって、吸引ヘッド１２は基板保持面１４に基板Ｗを吸引して保持する（ステップＳ４）。その状態で、上下動ユニット７０は、吸引チャック１０をベベル処理高さ（図２Ｂ参照）まで上昇させる（ステップＳ５）。ベベル処理高さでは、回転規制リンク２７の係合が解かれており、吸引チャック１０の回転がメカニカルチャック２０に伝達されない。また、吸引チャック１０がベベル処理高さまで上昇することにより、第１磁石片Ｍ１と第２磁石片Ｍ２との距離が大きくなり、それにより、それらの間に働く磁力が小さくなる。それにより、カムガイド３３が自重で下降するので、センタリングピンＣＰは開状態へと遷移する。

【0121】

そして、制御装置１２０は、回転駆動ユニット６０によって吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転させる。それによって、センタリングされて吸引チャック１０に保持されている基板Ｗが回転軸線Ａまわりに回転される（ステップＳ６）。この状態でベベル処理が実行される（ステップＳ７。周縁処理工程、周縁処理手段）。ベベル処理では、回転中の基板Ｗの表面の周縁部に向けて、上面ノズル５から第１処理流体ＦＬ１が供給され、それによって、基板Ｗの周縁部が処理される（図１参照）。基板Ｗがセンタリングされていることにより、処理幅を精密に制御することができる。たとえば、上面ノズル５から薬液（たとえばエッチング液）が供給されて薬液処理が行われ、その後に、上面ノズル５からリンス液が供給されてリンス処理が行われる。リンス処理の後に、リンス液を吐出することなく基板Ｗを回転させて基板Ｗ上の液成分を振り切るスピンドライが行われてもよい。

【0122】

ベベル処理が終了すると、制御装置１２０は、回転駆動ユニット６０を制御して吸引チャック１０の回転を停止する。このとき、制御装置１２０は、吸引チャック１０の回転位置を制御し、連結ピンＰが第２連結凹部Ｒ２の直上に位置する回転位置（基板保持回転位置）で吸引チャック１０の回転を停止させる（ステップＳ８）。すなわち、吸引チャック１０のメカニカルチャック２０に対する相対回転位置は、前述の第２相対回転位置（図７Ｂ参照）となる。その後、上下動ユニット７０は、吸引チャック１０を基板保持高さ（図２Ｃの吸引チャック１０の位置よりもやや高い高さ）まで下降させる（ステップＳ９）。それにより、連結ピンＰが第２連結凹部Ｒ２に結合する。

【0123】

基板保持高さは、連結ピンＰが第２連結凹部Ｒ２に連結して回転規制リンク２７が係合状態となり、かつ第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間に働く磁力によって第３磁石片Ｍ３が移動し、保持ピンＨＰを閉状態へと作動させることができる高さである。よって、保持ピンＨＰが基板Ｗの周端面に向かって移動して当接する。複数の保持ピンＨＰが回転軸線Ａに向かって複数の方向（この実施形態では３方向）から基板Ｗの周端面に向かって移動して当接し、基板Ｗの周縁部を保持する。これにより、基板Ｗは、メカニカルチャック２０によって保持される。この保持の前後に、制御装置１２０は、吸引バルブ１０８を閉じて吸引ヘッド１２による基板Ｗの吸引を解除する（ステップＳ１０）。それにより、吸引チャック１０からメカニカルチャック２０へと基板Ｗが渡される。吸引チャック１０は、さらに、吸引ヘッド１２の基板保持面１４が基板Ｗの下面から下方に離間した位置（下面処理高さ、図２Ｃ参照）となるように、制御装置１２０によって、その高さが制御される（ステップＳ１１）。

【0124】

次いで回転駆動ユニット６０は、吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転させる。この回転が回転規制リンク２７によってメカニカルチャック２０に伝達されるので、メカニカルチャック２０が回転軸線Ａまわりに回転し、それによって、基板Ｗが回転軸線Ａまわりに回転される（ステップＳ１２）。その状態で、下面処理が実行される（ステップＳ１３。下面処理手段）。下面処理においては、下面ノズル６から基板Ｗの下面に向けて第２処理流体ＦＬ２が吐出され、それによって、基板Ｗの下面が処理される。たとえば、下面ノズル６から薬液を吐出して基板Ｗの下面の薬液処理が行われ、その後に、下面ノズル６からリンス液が吐出されて、基板Ｗの下面のリンス処理が行われる。この下面処理の際に、吸引ヘッド１２の基板保持面１４が薬液およびリンス液によって同時に洗浄される。その後、リンス液の吐出を停止して、基板Ｗの回転を加速し、基板Ｗ上の液を振り切るスピンドライが行われる（ステップＳ１４）。

【0125】

その後、回転駆動ユニット６０は、基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１５）。このとき、制御装置１２０は、吸引チャック１０の回転停止位置を制御してもよい。具体的には、制御装置１２０は、吸引チャック１０が前述の第１相対回転位置に対応する回転位置となるように、吸引チャック１０の回転停止位置を制御してもよい。回転規制リンク２７によってメカニカルチャック２０も吸引チャック１０もともに回転または停止するため、吸引チャック１０の回転停止位置を制御することにより、メカニカルチャック２０は、その既定角度位置へと導かれて停止する。これにより、次に基板Ｗが搬出されるときに、吸引チャック１０の回転位置の制御（ステップＳ１）を省いても、吸引チャック１０がセンタリング高さまで下降すると（ステップＳ３）、センタリングピンＣＰを作動させることができる。

【0126】

次いで、上下動ユニット７０は、吸引チャック１０を上昇させる（ステップＳ１６）。吸引チャック１０の上昇によって、第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間に働く磁力が弱まり、それによって、保持ピンＨＰが開状態に切り換わる。その状態で、吸引チャック１０がさらに上昇することにより、基板Ｗは吸引チャック１０によって持ち上げられ、メカニカルチャック２０から吸引チャック１０へと基板Ｗが渡される。吸引チャック１０は、さらに基板受け渡し位置まで上昇する。その状態で、基板搬送ロボットのハンドがチャンバ１内に進入し、吸引チャック１０から処理済みの基板Ｗをすくい取ってチャンバ１外へと搬出する（ステップＳ１７）。

【0127】

以上のように、この実施形態によれば、吸引チャック１０の保持板１１に第１磁石片Ｍ１が固定されており、メカニカルチャック２０のスピンベース２１には、第２磁石片Ｍ２の移動によって作動するセンタリングピンＣＰが設けられている。吸引チャック１０の上下動によって、第１磁石片Ｍ１を第２磁石片Ｍ２に近づけると、それらの間の磁力によって第２磁石片Ｍ２が移動し、それに伴って、センタリングピンＣＰが開状態から閉状態へと作動する。これにより、センタリングピンＣＰが基板Ｗの周端面に当接し、基板Ｗの中心を回転軸線Ａに位置合わせする。このように、吸引チャック１０を上下動する構成を利用してセンタリングピンＣＰを作動させることができるので、専用の駆動装置を必要としない。そのため、構造が簡単であり、それに応じて基板処理ユニット１００のコストを低減できる。

【0128】

また、メカニカルチャック２０のスピンベース２１には、第３磁石片Ｍ３の移動によって作動する保持ピンＨＰが設けられている。吸引チャック１０の上下動によって第１磁石片Ｍ１を第３磁石片Ｍ３に近づけると、それらの間の磁力によって第３磁石片Ｍ３が移動し、それに伴って、保持ピンＨＰが開状態から閉状態へと作動する。これにより、保持ピンＨＰが基板Ｗの周端面に当接し、基板Ｗの周縁部を保持する。このように、吸引チャック１０を上下動する構成を利用して保持ピンＨＰを作動させることができるので、専用の駆動装置を必要としない。そのため、構造が簡単であり、それに応じて基板処理ユニット１００のコストを低減できる。

【0129】

また、この実施形態では、吸引チャック１０がスピンベース２１に対して第１相対回転位置にある状態で吸引チャック１０が前記スピンベース２１に接近すると、第２磁石片Ｍ２が移動することにより、センタリングピンＣＰが基板Ｗの周端面に接近する。一方、吸引チャック１０がスピンベース２１に対して第１相対回転位置とは異なる第２相対回転位置にある状態で吸引チャック１０がスピンベース２１に接近すると、第３磁石片Ｍ３が移動することにより、保持ピンＨＰが作動して基板Ｗの周端面に接近する。したがって、吸引チャック１０の上下動によって、センタリングピンＣＰおよび保持ピンＨＰを選択的に作動させることができる。

【0130】

第２磁石片Ｍ２および第３磁石片Ｍ３は、回転軸線Ａまわりの周方向に間隔を空けて配置されている。そのため、第１相対回転位置では第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の間において有効な磁力（第２磁石片Ｍ２を移動させ得る磁力）が生じ、第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間には有効な磁力（第３磁石片Ｍ３を移動させ得る磁力）が生じない。同様に、第２相対回転位置では、第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の間には有効な磁力が生じず、第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３の間に有効な磁力が生じる。それにより、センタリングピンＣＰおよび保持ピンＨＰを選択的に作動させることができる。

【0131】

センタリングピンＣＰおよび保持ピンＨＰを個別に備えることにより、センタリングピンＣＰは、基板Ｗのセンタリングに適した構成を有することができ、保持ピンＨＰは、基板Ｗの保持に適した構成を有することができる。それにより、基板Ｗのセンタリングおよび基板Ｗの保持をいずれも精度よく行うことができる。

【0132】

また、この実施形態では、上下動ユニット７０による吸引チャック１０の上下動によって保持板１１およびスピンベース２１が接近することによって係合する凹凸結合によって保持板１１およびスピンベース２１の相対回転を規制する回転規制リンク２７が備えられている。吸引チャック１０の上下動によって、回転規制リンク２７を係合／解除できる。回転規制リンク２７の解除状態では、吸引チャック１０のみに回転駆動ユニット６０の回転力を伝達できる。回転規制リンク２７の係合状態では、回転駆動ユニット６０の回転力が吸引チャック１０に伝達され、さらにスピンベース２１にも伝達される。したがって、回転駆動ユニット６０を吸引チャック１０およびメカニカルチャック２０の回転の共通の駆動源として利用できる。

【0133】

また、この実施形態では、吸引チャック１０に基板Ｗが保持されているときに、当該基板Ｗの周縁部の処理（ベベル処理）が行われる。吸引チャック１０は、基板Ｗを吸引して保持するので、基板Ｗの周縁部に当接することなく基板Ｗを保持できる。したがって、吸引チャック１０で基板Ｗを保持しながらベベル処理を行うことにより、基板Ｗの周縁部を隈無く処理できる。

【0134】

また、この実施形態では、メカニカルチャック２０の保持ピンＨＰに基板Ｗが保持されているときに、当該基板Ｗの下面の処理が行われる。保持ピンＨＰは、基板Ｗの周端面に当接して基板Ｗを保持するので、基板Ｗの下面の処理を阻害しない。したがって、基板Ｗの下面の良好な処理が可能である。

【0135】

また、この実施形態の基板処理ユニット１００は、上方に向いた基板保持面１４を有する吸引チャック１０上に基板Ｗを載置する工程（ステップＳ２）と、基板保持面１４上で基板Ｗをセンタリングする工程（ステップＳ３）と、そのセンタリング後に、吸引チャック１０で基板Ｗを吸引保持する工程（ステップＳ４）と、吸引チャック１０で基板Ｗを吸引保持した状態で、吸引チャック１０を鉛直な回転軸線Ａまわりに回転しながら、基板Ｗの周縁部を処理する周縁処理工程（ステップＳ６，Ｓ７）と、吸引チャック１０による基板Ｗの吸引保持を解除し、当該吸引チャック１０から、当該吸引チャック１０の下方に配置されたメカニカルチャック２０の保持ピンＨＰに基板Ｗを渡し、基板Ｗの下面が吸引チャック１０の上方に離間した状態でメカニカルチャック２０の保持ピンＨＰを基板Ｗの周端面に当接させて基板Ｗを保持する工程（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）と、基板Ｗを保持したメカニカルチャック２０を回転軸線Ａまわりに回転しながら、当該メカニカルチャック２０に保持された基板Ｗの下面を処理する下面処理工程（ステップＳ１２，Ｓ１３）と、を含む、基板処理方法を実行する。

【0136】

この方法によれば、吸引チャック１０の基板保持面１４上で基板Ｗをセンタリングした後に、吸引チャック１０で基板Ｗを吸引保持するので、基板Ｗは回転軸線Ａに対してセンタリングされた状態で吸引チャック１０に吸引される。その状態で吸引チャック１０を回転軸線Ａまわりに回転しながら基板Ｗの周縁部を処理することにより、基板Ｗの周縁部を正確に処理できる。より具体的には、基板周縁部の処理幅を精密に制御できる。吸引チャック１０は、基板Ｗの周縁部に接することなく基板Ｗを保持できるので、基板Ｗの周縁部を隈無く処理できる。一方、基板Ｗの周縁部の処理の後には、吸引チャック１０の吸引保持が解除され、吸引チャック１０の下方に配置されたメカニカルチャック２０に基板Ｗが渡される。メカニカルチャック２０は、基板Ｗの下面が吸引チャック１０の上方に離間した状態で、保持ピンＨＰを基板Ｗの周端面に当接させて当該基板Ｗを保持する。そして、メカニカルチャック２０を回転軸線Ａまわりに回転させながら、基板Ｗの下面の処理が行われる。メカニカルチャック２０は、基板Ｗの下面に接することなく基板Ｗを保持できるので、基板Ｗの下面の処理を阻害しない。こうして、回転軸線Ａを共有する吸引チャック１０からメカニカルチャック２０へと基板Ｗを引き渡すことによって、基板Ｗの周縁部の処理（ベベル処理）と、基板Ｗの下面の処理とを連続的に（より具体的には、同一チャンバ１内で）実行することができる。それにより、基板処理の生産性を向上することができる。

【0137】

図９は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理ユニット１００の構成例を説明するための断面図である。この実施形態では、センタリングピン駆動機構３０は、保持ピン駆動機構４０と同様なスライド型の駆動機構を備えている。すなわち、センタリングピン駆動機構３０は、センタリングピンＣＰの下端に結合され、回転軸線Ａに対して放射方向（回転半径方向）にスライド可能にスピンベース２１に保持されたスライダ３５と、スライダ３５を回転軸線Ａから離れる開方向に付勢するばね３６とを含む。第２磁石片Ｍ２は、スライダ３５に固定されている。吸引ヘッド１２を下降させると、第１磁石片Ｍ１が第２磁石片Ｍ２よりも回転軸線Ａに近い位置に配置され、それらの間の吸引磁力によって、スライダ３５がばね３６の力に抗して回転軸線Ａに近づくように移動する。それにより、センタリングピンＣＰが回転軸線Ａに近づくように移動し、基板Ｗの周端面に当接する閉状態となる。吸引ヘッド１２が上昇すると第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２の間の磁力が弱まるので、ばね３６の力によって、スライダ３５が回転軸線Ａから離れる方向に移動し、センタリングピンＣＰが開状態となって、基板Ｗの周縁面から離間する。

【0138】

このほかの構成は、第１の実施形態と実質的に同様である。

【0139】

図１０は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理ユニット１００の構成例を説明するための断面図である。この実施形態では、保持ピン駆動機構４０は、第３磁石片Ｍ３を備えておらず、磁力を用いずに保持ピンＨＰを開閉するように構成されている。保持ピンＨＰの下端には、レバー４３が結合されており、レバー４３は周方向（接線方向）に延びた揺動軸４３ｂまわりに揺動可能にスピンベース２１に結合されている。レバー４３の操作端４３ａは、吸引チャック１０が下降することによって、保持板１１の押圧部４４によって下方に押されるように配置されている。レバー４３の操作端４３ａが下方に押されることにより、レバー４３が揺動して、保持ピンＨＰの先端部が回転軸線Ａに向かって変位する。それにより、保持ピンＨＰが閉状態となり、保持ピンＨＰの頭部の保持溝５７は基板Ｗの周縁部を保持する。吸引チャック１０が上昇すると、レバー４３の操作端４３ａの下方への押圧力が取り除かれる。それにより、保持ピンＨＰおよびレバー４３は重力によって初期位置に戻り、それに応じて、保持ピンＨＰは開状態となる。保持ピンＨＰを開状態に付勢するばねを設けてもよい。

【0140】

その他の構成については、第１の実施形態または第２の実施形態と実質的に同様である。

【0141】

図１１Ａおよび図１１Ｂは、この発明の第４の実施形態を説明するための図であり、磁気反発力によって保持ピンＨＰを駆動する構成例を示す。保持ピンＨＰは、鉛直方向に沿う回動軸線４７まわりに回動可能にスピンベース２１に結合された軸部４５と、軸部４５の先端に回動軸線４７に対して偏心して設けられた当接部４６とを有している。したがって、軸部４５が回動軸線４７まわりに回動することにより、当接部４６が基板Ｗの周端面に当接する閉状態（図１１Ｂ参照）と、当接部４６が基板Ｗの周端面から退避した開状態（図１１Ａ参照）とに切り換わる。軸部４５には、第１レバー４８と第２レバー４９とが結合されている。第１レバー４８には、軸部４５を開方向に付勢するばね５０の一端が結合されており、ばね５０の他端はスピンベース２１に結合されている。第２レバー４９には、第３磁石片Ｍ３が固定されている。吸引チャック１０をメカニカルチャック２０に近づけると、第１磁石片Ｍ１と第３磁石片Ｍ３との間に働く反発磁力によって、軸部４５がばね５０の付勢力に抗して閉方向に回動する。それにより、当接部４６を基板Ｗの周端面に向けて移動させて、保持ピンＨＰを閉状態（図１１Ｂ参照）とすることができる。

【0142】

この構成は、センタリングピンＣＰの駆動機構にも応用できる。

【0143】

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

【0144】

たとえば、前述の実施形態では、メカニカルチャック２０は、センタリングピンＣＰおよび保持ピンＨＰを備え、センタリング機能および基板保持機能の両方を有している。しかし、保持ピンＨＰを省いて、センタリング機能のみを有する構成としてもよい。また、センタリングピンＣＰを省いて、基板保持機能のみを有する構成としてもよい。

【0145】

また、前述の実施形態では、第１磁石片Ｍ１および第２磁石片Ｍ２がいずれも永久磁石であるが、それらのうちの一方を永久磁石以外の強磁性体、すなわち、保持力または残留磁束密度の小さい強磁性体で構成してもよい。同様に、第１磁石片Ｍ１および第３磁石片Ｍ３のうちの一方を永久磁石以外の強磁性体、すなわち、保持力または残留磁束密度の小さい強磁性体で構成してもよい。

【0146】

また、前述の実施形態では、複数個の第１磁石片Ｍ１と、これに整合する個数および配置の複数の第２磁石片Ｍ２とを設けているが、これに限られない。たとえば、３本のセンタリングピンＣＰのうちの２本を固定ピンとし、１本を可動ピンとして、一つの第１磁石片Ｍ１と、これに整合する配置の一つの第２磁石片Ｍ２とを設けてもよい。また、３本のセンタリングピンＣＰのうちの１本を固定ピンとし、２本を可動ピンとして、二つの第１磁石片Ｍ１と、これに整合する配置の二つの第２磁石片Ｍ２とを設けてもよい。むろん、４本以上の可動センタリングピンＣＰを設けるときには、それに対応して、４個以上の第１磁石片Ｍ１と、これに整合する４以上の個数および配置の第２磁石片Ｍ２とを設けてもよい。

【0147】

保持ピンＨＰに関しても同様である。すなわち、前述の実施形態では、複数個の第１磁石片Ｍ１と、これに整合する個数および配置の複数の第３磁石片Ｍ３とを設けているが、これに限られない。たとえば、３本の保持ピンＨＰのうちの２本を固定ピンとし、１本を可動ピンとして、一つの第１磁石片Ｍ１と、これに整合する配置の一つの第３磁石片Ｍ３とを設けてもよい。また、３本の保持ピンＨＰのうちの１本を固定ピンとし、２本を可動ピンとして、二つの第１磁石片Ｍ１と、これに整合する配置の二つの第３磁石片Ｍ３とを設けてもよい。むろん、４本以上の可動保持ピンＨＰを設けるときには、それに対応して、４個以上の第１磁石片Ｍ１と、これに整合する４以上の個数および配置の第３磁石片Ｍ３とを設けてもよい。

【0148】

また、前述の実施形態では、吸引チャック１０は、吸引ヘッド１２に吸引口１３を有するバキュームチャックの形態を有しているが、吸引チャック１０は、基板保持面１４に設けたノズルから圧縮気体を吹き出し、ベルヌーイ効果を利用して基板Ｗを吸引保持するベルヌーイチャックの形態を有していてもよい。

【0149】

また、前述の実施形態では、回転規制リンク２７は、吸引チャック１０の保持板１１に設けた連結ピンＰがメカニカルチャック２０のスピンベース２１に設けた連結凹部Ｒ１，Ｒ２に係合する構成であるが、連結ピンＰをスピンベース２１に設け、対応する連結凹部Ｒ１，Ｒ２を保持板１１に設けてもよい。

【0150】

また、前述の実施形態では、回転規制リンク２７は、第１相対回転位置および第２相対回転位置の両方で係合状態となっているが、たとえば、メカニカルチャック２０を吸引チャック１０とともに回転させる第２相対回転位置でのみ係合状態となるように構成されていてもよい。また、回転規制リンク２７を、センタリングのための第１相対回転位置においてのみ係合状態となるように構成する一方で、メカニカルチャック２０を回転駆動するための別の回転駆動装置を設けてもよい。

【0151】

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0152】

５ ：上面ノズル
６ ：下面ノズル
１０ ：吸引チャック
１１ ：保持板
１２ ：吸引ヘッド
１４ ：基板保持面
１５ ：内回転軸
２０ ：メカニカルチャック
２１ ：スピンベース
２２ ：外回転軸
２７ ：回転規制リンク
２８ ：チャック停止機構
３０ ：センタリングピン駆動機構
４０ ：保持ピン駆動機構
５７ ：保持溝
６０ ：回転駆動ユニット
７０ ：上下動ユニット
８０ ：第１処理流体供給機構
８５ ：第２処理流体供給機構
９０ ：ノズル移動機構
１００ ：基板処理ユニット
１０５ ：吸引機構
１１０ ：ガス供給機構
１２０ ：制御装置
Ａ ：回転軸線
ＣＰ ：センタリングピン
ＨＰ ：保持ピン
Ｍ１ ：第１磁石片
Ｍ２ ：第２磁石片
Ｍ３ ：第３磁石片
Ｐ ：連結ピン
Ｒ１ ：第１連結凹部
Ｒ２ ：第２連結凹部
Ｗ ：基板

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A-3C】

【図4A-4C】

【図5】

【図6】

【図7A-7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A-11B】