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JP7611949B2 - 基板保持装置及びそれを備えた基板処理装置 - Google Patents
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JP7611949B2 - 基板保持装置及びそれを備えた基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板（以下、単に基板と称する）の外周縁を当接して支持する基板保持装置及びそれを備えた基板処理装置に関する。
従来、この種の装置として、基板の下面を回転台から離間させた状態で、基板の外周縁を当接して支持するものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、回転台は、基板の外周面に沿って複数個のピンベースを備えている。ピンベースは、支持ピンを備えている。ピンベースは、縦方向の回転軸を備えている。支持ピンは、平面視においてピンベースの回転軸から離れた位置に配置されている。支持ピンは、基板の水平方向の位置を規制する。
ピンベースが一方向に回転すると、支持ピンの側面が基板の周縁部に当接する。これにより、基板は、水平方向の位置決めがされた状態で保持される。ピンベースが他方向に回転すると、支持ピンの側面が基板の周縁部から離れる。これにより、基板が開放される。
このような回転保持装置により保持された基板には、例えば、次のように洗浄処理が行われる。基板が保持された状態において、回転台が回転されて基板が回転される。次に、基板の上面に処理液が供給される。さらに、ブラシが基板に対して押し圧を付与した状態で基板の上面に作用される。ブラシは、基板の中心から外周縁へとスキャンされる。これにより、基板の上面全体に対して洗浄処理が行われる。
特開２０１４－２０４０６１号公報
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、支持ピンにおける基板との当接箇所が摩耗し、基板の外周縁が食い込むことがある。このような事態になると、ピンベースが回転した際の基板の円滑な開放が妨げられる。そのため、支持ピンは、所定枚数の基板を処理するごとに定期的に交換されるのが一般的である。
ところで、支持ピンの摩耗が予想以上に早く進行することがある。換言すると、支持ピンの寿命が予想以上に短くなる問題がある。種々のプロセスを経た基板は、熱膨張率の差異により厚み方向に撓みが生じていることがある。そのため、上に凸状の基板の上面をブラシがスキャンする際には、基板が上下方向に振動する。これに伴って基板の外周縁が支持ピンの側面に擦れる。そのため、ブラシのスキャンの回数や、基板の撓み具合により、支持ピンの摩耗の進行が想定を越えることがある。このような場合には支持ピンの交換頻度が高くなる。
なお、基板保持装置は、上述したように縦方向の回転軸周りに回転する可動のものだけでなく、回転しない固定のものを混在させて構成されたものもある。この場合であっても、固定の支持ピンは、基板の外周縁が押圧されているので、摩耗が生じて可動のものと同様の問題を生じる。
また、上述した支持ピンの摩耗により、円滑に基板を開放できないと、水平方向における基板の位置がずれる場合がある。そのため、搬送アームとの受け渡しに問題が生じて、搬送不良を生じる恐れがある。搬送不良が生じると、基板の破損が生じる恐れがある。基板が破損すると支持ピンの他の部品へのダメージが生じることが多く、復旧に時間が生じる。そのため、支持ピンに摩耗が生じても基板を円滑に開放できるようにすることは重要である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、摩耗が生じても基板を円滑に開放できるようにすることにより、長寿命化を図れる基板保持装置及びそれを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板を保持して基板を回転させる基板保持装置において、水平面内で回転される回転台と、ベース部と、前記ベース部から上方に突出して設けられ、前記基板の外周縁に当接することにより、前記回転台における前記基板の水平方向の位置を規制する位置規制部と、をそれぞれ含み、前記回転台上の外周部に間隔をあけて配置された３個以上の保持部と、を備え、前記３個以上の保持部の内の少なくとも１つの保持部は、前記ベース部が、縦方向の軸芯周りに回動可能な回動ベース部と、前記位置規制部が、平面視で前記軸芯から離れた位置で前記基板の外周縁に向かって突出して設けられ、前記回動ベース部の回動動作に伴って前記基板の外周縁に当接することにより、前記回転台における前記基板の水平方向の位置を規制する回動位置規制部と、前記回動ベース部を回動させることにより、前記回動位置規制部を前記基板の外周縁に当接させて前記基板を保持させる第１の状態と、前記基板の外周縁から離間して前記基板を開放する第２の状態との間で前記回動位置規制部を切り換える回動機構と、前記回動ベース部上で前記基板の外周縁に向かって突出して設けられ、前記回動位置規制部が前記第１の状態である際に、前記基板から離間し、前記回動位置規制部が前記第１の状態から前記第２の状態に切り換えられる際に、前記基板の外周縁に当接して、前記基板が前記位置規制部から離れる方向に押し出す押出部材と、を備えていることを特徴とするものである。
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、ベース部から上方に突出して設けられた少なくとも１つの保持部の回動位置規制部が、回動機構により第１の状態とされると、回動位置規制部が基板の外周縁を保持する。回転台が回転されて基板に対する処理が完了すると、回動機構により回動位置規制部が第１の状態から第２の状態とされる。このとき、基板の外周縁が押出部材により回動位置規制部から離れる方向に押し出される。したがって、位置規制部が基板の外周縁により摩耗しても、基板の外周縁が位置規制部から円滑に開放される。よって、保持部の交換頻度を低くできるので、長寿命化を図ることができる。
また、本発明において、前記保持部の内の少なくとも３個は、前記回動ベース部と、前記回動位置規制部と、前記回動機構と、前記押出部材と、を備えていることが好ましい（請求項２）。
少なくとも３個の保持部が回動自在であることで、基板の水平方向の位置決めを精度よく行うことができる。
また、本発明において、前記回転台上の外周部に配置される保持部の全てが、前記回動ベース部と、前記回動位置規制部と、前記回動機構と、前記押出部材と、を備えていることが好ましい（請求項３）。
全ての保持部が回動自在であることで、全ての保持部の交換頻度を低くできるので、基板把持装置およびそれを備えた基板処理装置をさらに長寿命化することができる。
また、本発明において、前記押出部材は、平面視で前記軸芯を挟んで回動位置規制部の反対側に設けられていることが望ましい（請求項４）。
回動位置規制部が基板の外周縁から離れる動作に伴って、逆に基板の外周縁に近づく動作となる。したがって、簡単な構成により、押出部材が基板の外周縁を回動位置規制部から確実に押し出すことができる。
また、本発明において、前記押出部材は、前記回動位置規制部よりも前記基板の外周縁に向かう長さが短いことが好ましい（請求項５）。
第１の状態とされた際に、基板の外周縁に押出部材が当接しない。したがって、第１の状態では、基板の外周縁を回動位置規制部だけで保持できる。その結果、第１の状態のときに基板の外周縁との接触箇所を最小限にできるので、接触に起因する相互汚染を抑制できる。
また、本発明において、前記少なくとも３個の保持部は、平面視で正三角形の各頂点の位置に配置されていることが好ましい（請求項６）。
正三角形の各頂点の位置に保持部を配置すると、最小の個数で基板を保持できる。したがって、部品点数を少なくできるので、コストを抑制できる。
また、本発明において、基板の下面に当接し、基板の高さ位置を規制する下面保持部をさらに複数個備えていることが好ましい（請求項７）。
基板の高さ位置を下面保持部で規制するので、第１の状態による回動位置規制部による保持が緩くなっても、基板の下面が回転台に接触することを防止できる。
また、本発明において、基板保持装置と、前記基板保持装置との間で、前記基板を搬送する基板搬送部と、前記押出部材が前記基板を前記回動位置規制部から離れる方向に押し出す動作により、前記基板搬送部との間で前記基板の位置決めがなされることを特徴とすることが好ましい（請求項８）。
基板保持部は、回動位置規制部が基板の外周縁により摩耗しても、基板の外周縁が押出部材によって回動位置規制部から円滑に開放される。したがって、基板保持部における基板の位置がずれにくいので、基板搬送部との間で位置決めが容易にできる。したがって、搬送時における基板の受け渡しに伴う落下等を防止できる。
本発明に係る基板保持装置によれば、回動機構により第１の状態とされると、回動位置規制部が基板の外周縁を保持する。回転台が回転されて基板に対する処理が完了すると、回動機構により回動位置規制部が第１の状態から第２の状態とされる。このとき、基板の外周縁が押出部材により回動位置規制部から離れる方向に押し出される。したがって、位置規制部が基板の外周縁により摩耗しても、基板の外周縁が位置規制部から円滑に開放される。よって、保持部の交換頻度を低くできるので、長寿命化を図ることができる。また、全ての保持部が回動自在であっても、押出部材により基板の外周縁が中心側へ付勢される。これにより、全ての保持部が回動する構成であっても、基板の水平方向の位置決めを精度よく行うことができる。
実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す図である。 回転台の全体を示す平面図である。 （ａ）は可動ピンの第１の状態を示し、（ｂ）は可動ピンの第２の状態を示す平面図である。 可動ピンの縦断面図である。 （ａ）は回動位置規制部の摩耗を示す写真であり、（ｂ）は（ａ）の二点鎖線矢印方向から見た写真である。 可動ピンの変形例を示す平面図である。 可動ピンの他の変形例を示す平面図である。 チャックユニットの変形例を示す平面図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す図である。図２は、回転台の全体を示す平面図である。
実施例に係る基板処理装置１は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、例えば、平面視で円形状を呈する。基板処理装置１は、例えば、基板Ｗの上面に対して処理を行う。処理としては、例えば、基板Ｗの上面のパーティクルなどの汚れを除去するための洗浄処理が挙げられる。
＜１．全体構成＞
基板処理装置１は、ベースユニット３と、チャックユニット５と、ガード７と、ブラシ洗浄ユニット９と、搬送アーム１１と、制御部１３とを備えている。
＜２．ベースユニット＞
ベースユニット３は、チャックユニット５を備えている。ベースユニット３は、チャックユニット５を回転させる。ベースユニット３は、チャックユニット５による基板Ｗの保持及び開放を行わせる。チャックユニット５は、基板Ｗを水平姿勢で保持した状態で、基板Ｗを水平面内で回転させる。ガード７は、ブラシ洗浄ユニット９による洗浄処理時に、供給された処理液が周囲に飛散するのを防止する。ガード７は、図１中に実線で示す処理高さと、図１中に二点鎖線で示す受け渡し高さ（図１中の二点鎖線）とにわたって昇降される。受け渡し高さは、処理高さより下方に位置する。
ベースユニット３は、電動モータ１５と、切り換え機構１７とを備えている。
電動モータ１５と切り換え機構１７とは、カバー１９で覆われている。カバー１９は、本装置で使用される処理液に耐性を有する。つまり、カバー１９は、耐薬品性を備えている。カバー１９は、チャックユニット５の下方に配置されている。電動モータ１５と切り換え機構１７とが耐薬品性を有するカバー１９で覆われているので、電動モータ１５と切り換え機構１７とに耐薬品性を備えるように処理を施す必要がない。そのため、ベースユニット３のコストを抑制できる。
電動モータ１５は、回転軸２１を備えている。回転軸２１は、鉛直方向に伸びている。回転軸２１は、電動モータ１５によって鉛直方向の軸芯Ｐ１周りに回転される。電動モータ１５は、回転軸２１の回転位置をエンコーダ２３から出力する。回転位置は、回転軸２１の所定箇所が平面視でどの角度に位置しているかを表す情報である。回転軸２１は、外周面にベアリング２５の内輪が取り付けられている。ベアリング２５の外輪には、カバー１９が取り付けられている。回転軸２１は、カバー１９及びベアリング２５から上方に延出されている。回転軸２１の上端には、チャックユニット５が取り付けられている。
＜３．チャックユニット＞
チャックユニット５は、回転台２７と、保持機構２９とを備えている。
回転台２７は、図２に示すように、平面視で円形状を呈する。回転台２７は、基板Ｗの直径より大きい。回転台２７は、薄板状を呈する。回転台２７は、洗浄処理時に供給される処理液に対する耐性を有する材料で構成されている。その材料は、例えば、フッ素樹脂が挙げられる。より好ましくは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）である。
保持機構２９は、複数個の保持ピン３１を備えている。本実施例では、例えば、６個の保持ピン３１を備えている。より具体的には、６本の保持ピン３１のうち、４個が可動ピン３３であり、２個が固定ピン３５である。本実施例では、図２において、横方向にて対向する２個の固定ピン３５を備えている。各可動ピン３３は、軸芯Ｐ１を中心として、その周りに固定ピン３５から６０°ごとに配置されている。なお、上述した保持ピン３１が本発明における「保持部」に相当する。
なお、保持機構２９は、６個の保持ピン３１が全て可動ピン３３であってもよい。これにより、保持ピン３１を一種類とすることができるので、コストを抑制できる。
固定ピン３５は、基板Ｗの外周縁の下面を支持して基板Ｗの高さを規制する。具体的には、固定ピン３５は、基板Ｗの外周縁の下面に点接触して、回転台２７の上面に対する基板Ｗの下面の高さを一定に保持する。
図１に示すように、回転台２７は、複数個の貫通口３７を備えている。複数個の貫通口３７は、回転台２７の外周側に形成されている。具体的には、複数個の貫通口３７は、６個の保持ピン３１が配置された位置に対応して形成されている。各貫通口３７は、回転台２７の上面から下面に貫通している。各固定ピン３３は、貫通口３７に挿通されて縦方向の軸周りが固定されている。４個の可動ピン３３は、各貫通口３７に回転可能に取り付けられている。可動ピン３３は、鉛直方向の軸芯Ｐ２周りに回転可能に取り付けられている。
各保持ピン３１は、処理液に耐性を有する材料で構成されている。保持ピン３１は、例えば、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）で構成されていることが好ましい。ＰＢＩは、耐薬品性に加え、耐摩耗性に優れているので、基板Ｗの保持には好適である。但し、保持ピン３１をその他の材料で構成することを排除するものではない。例えば、保持ピン３１をフッ素樹脂などの他の材料で構成してもよい。
ここで、図３を参照する。図３（ａ）は、可動ピンの第１の状態を示し、図３（ｂ）は可動ピンの第２の状態を示す平面図である。
ここで、可動ピン３３の第１の状態とは、基板Ｗを保持する状態である。可動ピン３３の第２の状態とは、基板Ｗを開放する状態である。第１の状態とは、可動ピン３３を平面視で軸芯Ｐ２周りに一方側、例えば、時計回りに回転させた状態である。第２の状態とは、可動ピン３３を平面視で軸芯Ｐ２周りに他方側、例えば、反時計回りに回転させた状態である。軸芯Ｐ２は、平面視で保持ピン３１の中心部に形成されている。
可動ピン３３の上部には、傾斜面３９と、突出部４１とが形成されている。傾斜面３９は、軸芯Ｐ１側に位置する。傾斜面３９は、可動ピン３３の上面にて軸芯Ｐ１側に向かって上面が下がるように形成されている。突出部４１は、回転台２７の外周側に位置する。突出部４１は、軸芯Ｐ２を挟んで軸芯Ｐ１の反対側に位置する。突出部４１は、例えば、２個の回動位置規制部４３を備えている。突出部４１は、例えば、１個の押出部材４５を備えている。
２個の回動位置規制部４３は、上方及び軸芯Ｐ１側に突出して形成されている。各回動位置規制部４３は、軸芯Ｐ２を中心とした一方側に形成されている。２個の回動位置規制部４３は、径方向の側面がほぼ平行となるように、互いに離間して配置されている。各回動位置規制部４３は、ほぼ同形状である。各回動位置規制部４３は、軸芯Ｐ１側が平面視で半円状を呈する。各回動位置規制部４３は、平面視で半円状の部分が基板Ｗの外周縁に当接する。したがって、接触面積を最小限にできる。その結果、順次に処理される基板Ｗの相互汚染を抑制できる。但し、回動位置規制部４３の軸芯Ｐ１側の形状は、半円形状に限られない。
押出部材４５は、２個の回動位置規制部４３の反対側に形成されている。換言すると、押出部材４５は、平面視で軸芯Ｐ２を挟んで２個の回動位置規制部４３の反対側に形成されている。押出部材４５は、軸芯Ｐ２の他方側に形成されている。押出部材４５は、回動位置規制部４３と同様に、軸芯Ｐ１側に突出して形成されている。但し、押出部材４５は、各回動位置規制部４３よりも、基板Ｗの外周縁に向かう長さが短い。換言すると、押出部材４５は、各回動位置規制部４３よりも、基板Ｗの外周縁までの距離が長い。
これにより、第１の状態とされた際に、基板Ｗの外周縁に押出部材４５が当接しない。したがって、第１の状態では、基板Ｗの外周縁を回動位置規制部４３だけで保持できる。その結果、第１の状態のときに基板Ｗの外周縁との接触箇所を最小限にできるので、接触に起因する相互汚染を抑制できる。
なお、押出部材４５の長さは、可動ピン３３が第２の状態とされた際に、基板Ｗの外周縁を軸芯Ｐ１側へ押し出した状態で、基板Ｗの中心と軸芯Ｐ１とがほぼ一致するように設定されている。
次に、図４を参照して、保持ピン３１のうち、可動ピン３３の構成について詳細に説明する。図４は、可動ピンの縦断面図である。なお、固定ピン３５については詳細な説明を省略する。
可動ピン３３は、下部ピン部４７と上部ピン部４９とを備えている。
下部ピン部４７は、回転台２７の下部に設けられている。下部ピン部４７は、貫通口３７を通して上部ピン部４９と連結されている。下部ピン部４７は、ピン支持部４７ａと、固定用ネジ４７ｂと、回転マグネット４７ｃと、蓋部材４７ｄと、ベアリング４７ｅと、筒状部材４７ｆとを備えている。
ピン支持部４７ａの上部には、上部ピン部４９が固定用ネジ４７ｂで固定されている。固定用ネジ４７ｂの下部には、回転マグネット４７ｃが取り付けられている。回転マグネット４７ｃは、可動ピン３３の下部に取り付けられている。回転マグネット４７ｃは、周囲の磁極の切り換えにより、可動ピン３３を軸芯Ｐ２周りに回転させるための回転力を生じさせる。蓋部材４７ｄは、回転マグネット４７ｃをピン支持部４７ａに固定する。ベアリング４７ｅ及び筒状部材４７ｆは、ピン支持部４７ａを貫通口３７に軸芯Ｐ２周りに回動自在に取り付ける。ピン支持部４７ａは、ベアリング４７ｅの内輪にのみ固定され、ベアリング４７ｅの外輪には固定されていない。ベアリング４７ｅは、外輪が貫通口３７に固定されている。筒状部材４７ｆは、下面がピン支持部４７ａの上面から離間した状態で、ベアリング４７ｅの外輪を回転台３７に固定している。
ベアリング４７ｅは、処理液に耐性を有する材料で構成されている。例えば、ベアリング４７ｅは、カーボンナノチューブを配合した導電性ＰＥＥＫで構成されていることが好ましい。また、ベアリング４７ｅの転動体は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）で構成されていることが好ましい。これにより、ベアリング４７ｅの耐摩耗性を向上できる。
上部ピン部４９は、軸部４９ａと、突出部４１とを備えている。突出部４１は、上述したように２個の回動位置規制部４３と押出部材４５とを備えている。軸部４９ａは、ベアリング４７ｅの内輪に取り付けられた状態で、下部ピン部４７のピン支持部４７ａに固定されている。上部ピン部４９は、傾斜面３９と突出部４１とで基板Ｗの下面及び外周縁に当接して、基板Ｗを保持する。
なお、上述した軸部４９ａが本発明における「回動ベース部」に相当する。また、上述した固定ピン３５が本発明における「下面保持部」に相当する。
＜５．切り換え機構＞
ここで、図１を参照する。切り換え機構１７は、エアシリンダ５１と、支持アーム５３と、第１の駆動マグネット５７と、第２の駆動マグネット５９とを備えている。第１の駆動マグネット５７は、第２の駆動マグネット５９より下に取り付けられている。換言すると、第２の駆動マグネット５９は、第１の駆動マグネット５７より上に取り付けられている。エアシリンダ５１は、鉛直方向に伸縮する作動軸６１を備えている。支持アーム５３、第１の駆動マグネット５７および第２の駆動マグネット５９は、平面視で環状を呈する。第１の駆動マグネット５７及び第２の駆動マグネット５９は、平面視で回転マグネット４７ｃよりも内周側に位置している。換言すると、第１の駆動マグネット５７及び第２の駆動マグネット５９は、回転マグネット４７ｃよりも軸芯Ｐ１側に配置されている。
エアシリンダ５１は、例えば、非作動の状態で作動軸６１が伸長した状態である。エアシリンダ５１は、例えば、作動した状態で作動軸６１が収縮する。作動軸６１が伸長すると、第１の駆動マグネット５７が回転マグネット４７ｃと同じ高さに移動する。作動軸６１が収縮すると、第２の駆動マグネット５９が回転マグネット４７ｃと同じ高さに移動する。
第１の駆動マグネット５７が回転マグネット４７ｃと同じ高さに移動した場合には、磁極の関係により、平面視で可動ピン３３が軸芯Ｐ２周りに時計方向に回転する。磁極は、例えば、第１の駆動マグネット５７と回転マグネット４７ｃとが互いに吸引し合う関係である。この状態は、図３（ａ）に示す第１の状態である。これにより、基板Ｗの外周縁が２個の回動位置規制部４３により当接支持される。また、第１の駆動マグネット５７は、平面視で環状を呈するため、第１の駆動マグネット５７が回転マグネット４７ｃと同じ高さにある場合、回動位置規制部４３は常に基板Ｗを当接支持することができる。具体的には、チャックユニット５が回転している状態であっても、回動位置規制部４３は基板Ｗを当接支持することができる。
第２の駆動マグネット５９が回転マグネット４７ｃと同じ高さに移動した場合には、可動ピンＰ２が軸芯Ｐ２周りに反時計方向に回転する。磁極は、例えば、第２の駆動マグネット５９と回転マグネット４７ｃとが互いに反発し合う関係である。この状態は、図３（ｂ）に示す第２の状態である。これにより、基板Ｗの外周縁が２個の回動位置規制部４３による保持から開放される。
エアシリンダ５１は、非通電時を含む非作動時には、作動軸６１が伸長する。したがって、例えば、停電により通電されなくなった場合には、第１の駆動マグネット５７が回転マグネット４７ｃと同じ高さに移動するので、基板Ｗが可動ピン３３により保持された状態となる。そのため、基板Ｗの保持が意図せず解除されることにより、破損する恐れがない。また、第２の駆動マグネット５９は、平面視で環状を呈するため、第２の駆動マグネット５９が回転マグネット４７ｃと同じ高さになった際には、チャックユニット５の回転の停止に伴って、第２の駆動マグネット５９が円周方向のどの位置で停止した場合であっても、基板Ｗを回動位置規制部４３による保持から解放することができる。
上述した回転マグネット４７ｃと、第１の駆動マグネット５７と、第２の駆動マグネット５９とは、例えば、ネオジムマグネットであることが好ましい。ネオジムマグネットは、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とする希土類磁石（レアアース磁石）である。ネオジムマグネットは、強力な磁界を発生させる。したがって、基板Ｗを安定して保持させたり、確実に解除させたりできる。
切り換え機構１７は、平面視において、回転マグネット４７ｃよりも軸芯Ｐ１側に配置されている。したがって、第１の駆動マグネット５７及び第２の駆動マグネット５９を軸芯Ｐ１側に寄せて配置できる。したがって、環状の支持アーム５３の直径を小さくできるので、切り換え機構１７を小型化できる。
なお、上述した回転マグネット４７ｃと、第１の駆動マグネット５７と、第２の駆動マグネット５９とが本発明における「回動機構」に相当する。
＜６．ブラシ洗浄ユニット９＞
図１に示すように、ブラシ洗浄ユニット９は、基台部６３と、アーム６５と、ブラシ部６７とを備えている。基台部６３は、鉛直方向の軸芯Ｐ３周りに回動可能である。基台部６３は、鉛直方向に伸縮可能に構成されている。アーム６５は、基端部側が基台部６３に連結されている。アーム６５は、先端部側にブラシ部６７を備えている。ブラシ部６７は、基板Ｗの上面に作用して、基板Ｗの上面を洗浄する。ブラシ部６７は、例えば、処理時に基板Ｗの上面に対して押し圧を付与できるように構成されている。ブラシ部６７は、鉛直軸周りに回転可能に構成されている。アーム６５は、基台部６３により軸芯Ｐ３周りに揺動され、ブラシ部６７が基板Ｗの軸芯Ｐ１から外周縁にわたって揺動される。これにより、基板Ｗの上面全体が洗浄される。
なお、ブラシ洗浄ユニット９は、揺動によりブラシ部６７を移動させるのではなく、基台部６３とブラシ部６７とを同時に平行移動させるような構成であってもよい。
ガード７の近くには、ノズル６９が配置されている。ノズル６９は、ガード７の上縁を越えて基板Ｗの上面に処理液を供給する。ノズル６９は、回転している基板Ｗの軸芯Ｐ１に処理液を供給する。処理液は、例えば、薬液が挙げられる。薬液としては、例えば、硫酸、硝酸、酢酸、塩酸、フッ化水素酸、アンモニア水、過酸化水素水のうち少なくとも１つを含む薬液である。より具体的な薬液としては、例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合液であるＳＣ－１などを用いることができる。
＜７．搬送アーム１１＞
図１及び図２に示すように、搬送アーム１１は、アーム本体７１と、前部支持片７３と、後部支持片７５を備えている。アーム本体７１は、下面が回転台２７の上面から離間した状態で、進退可能に構成されている。アーム本体７１は、先端側の上面に前部支持片７３が形成されている。アーム本体７１は、後端側の上面に後部支持片７５が形成されている。前部支持片７３及び後部支持片７５は、基板Ｗの外周縁を当接支持する。搬送アーム１１は、回転台２７の複数個の保持ピン３１の間を通って進退する。搬送アーム１１は、回転台２７との間で基板Ｗの受け渡しを行う。可動ピン３３が第１の状態から第２の状態に切り換えられる際には、基板Ｗの外周縁が押出部材４５で軸芯Ｐ１方向へ押し出され、前部支持片７３と、後部支持片７５と、押出部材４５とにより基板Ｗの水平方向における位置決めがされる。その後、搬送アーム１１は、上昇して基板Ｗを前部支持片７３と後部支持片７５で保持して搬送する。
なお、上述した搬送アーム１１が本発明における「基板搬送部」に相当する。
＜８．制御部＞
制御部１３は、上述した各構成を統括して制御する。制御部１３は、ＣＰＵやメモリなどから構成されている。制御部１３は、電動モータ１５の回転を制御する。制御部１３は、エンコーダ２３からの信号に基づいて、電動モータ１５が停止する位置を制御する。具体的には、搬送アーム１１と保持ピン３１とが干渉しないように、回転台２７が停止する位置を制御する。制御部１３は、切り換え機構１７による第１の駆動マグネット５７及び第２の駆動マグネット５９の昇降を制御する。制御部１３は、処理高さと受け渡し高さとにわたってガード７の高さを制御する。制御部１３は、基台部６３を操作して、ブラシ部６７の昇降、ブラシ部６７の基板Ｗ面上における移動、ブラシ部６７の自転速度、ブラシ部６７の押し圧を制御する。制御部１３は、ノズル６９からの処理液の供給を制御する。
＜処理の具体例＞
上述したように構成された基板処理装置１では、例えば、次のように処理が行われる。なお、初期状態では、エアシリンダ５１の作動軸６１が収縮されて、第２の駆動マグネット５９が回転マグネット４７ｃと対向した状態となっており、可動ピン３３が反時計回りに回転された状態である。つまり、４個の可動ピン３３が図３（ｂ）のように回動され、第２の状態とされている。
制御部１３は、ガード７を受け渡し高さに移動させる。制御部１３は、処理前の基板Ｗを支持した搬送アーム１１を回転台２７の上方に進出させる。制御部１３は、搬送アーム１１を下降させて、基板Ｗを固定ピン３５及び可動ピン３３の傾斜面３９の上に移載する。制御部１３は、搬送アーム１１を回転台２７の外部へ退出させる。制御部１３は、切り換え機構１７によりエアシリンダ５１の作動軸６１を伸長させる。これにより、第１の駆動マグネット５７が回転マグネット４７ｃと対向した状態となり、可動ピン３３を時計回りに回転させ、基板Ｗの外周縁が可動ピン３３の回動位置規制部４３により当接支持される。つまり、４個の可動ピン３３が図３（ａ）のように回動され、第１の状態とされている。換言すると、基板Ｗは、４個の可動ピン３３によって外周縁が挟持される。
制御部１３は、電動モータ１５を回転させ、基板Ｗをレシピに応じた処理速度で回転させる。制御部１３は、ノズル６９から処理液を基板Ｗの中心に供給させる。制御部１３は、基台部６３を操作して、ブラシ部６７を基板Ｗの中心に移動させ、ブラシ部６７を処理時の押し圧となるように押圧する。制御部１３は、基台部６３を操作して、ブラシ部６７を基板Ｗの外周縁にまで移動させる。このようなスキャン動作をレシピに応じて所定回数繰り返す。所定回数のスキャン動作が終了すると、制御部１３は、ブラシ部６７を待避させ、ノズル６９からの処理液の供給を停止させる。制御部１３は、電動モータ１５の回転数を高速回転に切り換えて、基板Ｗに対して振り切り乾燥を行う。制御部１３は、振り切り乾燥が完了すると、電動モータ１５の回転を停止させる。このとき回転台２７の停止位置は、搬送アーム１１と保持ピン３１とが干渉しない位置である。
制御部１３は、搬送アーム１１を回転台２７に進出させる。制御部１３は、切り換え機構１７によりエアシリンダ５１の作動軸６１を収縮させる。これにより、４個の可動ピン３３は、基板Ｗを開放する。その際には、図３（ａ）から図３（ｂ）に示すように、押出部材４５が基板Ｗの外周縁を軸芯Ｐ１方向へ押し出すように移動する。
ここで、図５を参照する。図５（ａ）は、回動位置規制部の摩耗を示す写真であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の二点鎖線矢印方向から見た写真である。
上述したようにして基板処理装置１では、基板Ｗを回転させつつ洗浄処理が行われる。これを継続して行うと、可動ピン３３の回動位置規制部４３における側面が特に摩耗する。この状態の一例を示すのが図５（ａ）及び図５（ｂ）である。この例では、回動位置規制部４３の軸芯Ｐ１に臨む側面が、外方に向かって約０．７ｍｍ摩耗している。このような摩耗が生じると、従来例における可動ピン３３の構成では、可動ピン３３を回動させても基板Ｗの外周縁が摩耗した部分に食い込んで円滑な開放ができない。本実施例では、可動ピン３３が押出部材４５を備えており、たとえ基板Ｗの外周縁が摩耗した部分に食い込んでいても、基板Ｗの外周縁が軸芯Ｐ１方向へ押し出される。したがって、可動ピン３３に摩耗が生じていても、基板Ｗが円滑に開放できる。
また、押出部材４５が軸芯Ｐ１方向へ基板Ｗの外周縁を押し出す動作と、搬送アーム１１の前部支持片７３及び後部支持片７５とにより、基板Ｗの位置決めが行われる。つまり、基板Ｗの中心と軸芯Ｐ１とが一致するように基板Ｗの開放が行われる。よって、水平方向における基板Ｗの位置がずれることを防止でき、搬送アーム１１との受け渡しに問題が生じて、搬送不良を生じることを防止できる。
本実施例によると、可動ピン３３が第１の状態とされると、回動位置規制部４３が基板Ｗの外周縁を保持する。回転台２７が回転されて基板Ｗに対する処理が完了すると、回転マグネット４７ｃにより回動位置規制部４３が第１の状態から第２の状態とされる。このとき、基板Ｗの外周縁が押出部材４５により回動位置規制部４３から離れる方向に押し出される。したがって、回動位置規制部４３が基板Ｗの外周縁により摩耗しても、基板Ｗの外周縁が回動位置規制部４３から円滑に開放される。よって、可動ピン３３の交換頻度を低くできるので、長寿命化を図ることができる。
また、保持機構２９は、全ての保持ピン３１が可動ピン３３であって、基板Ｗの外周縁を当接支持して水平方向の位置決めを行うための固定ピンが存在しない。従来は、可動ピン３３の回動による基板Ｗの挟持度合いがばらつくので、全ての保持ピン３１を可動ピン３３で構成すると、基板Ｗの水平方向の位置決めが精度よくできない。しかしながら、本実施例では、全ての可動ピン３３が押出部材４５を備えているので、押出部材４５により基板Ｗの外周縁が中心側へ付勢される。これにより、全ての保持ピン３１が回動する構成であっても、基板Ｗの水平方向の位置決めを精度よく行うことができる。
＜変形例１＞
ここで、図６を参照する。図６は、可動ピンの変形例を示す平面図である。
上述した実施例では、可動ピン３３が、上方及び軸芯Ｐ１側に突出して形成された２個の回動位置規制部４３を備えている。この回動位置規制部４３は、１個であってもよい。また、図６に示すように、可動ピン３３Ａは、１個の立設された円柱形状の回動位置規制部４３Ａを備えていてもよい。このような円柱形状の回動位置規制部４３とすることで、容易に可動ピン３３を製造することができる。なお、可動ピン３３Ａは、円柱形状の回動位置規制部４３Ａを２個備えていてもよい。円柱形状の回動位置規制部４３Ａとすることで、基板Ｗに供給されて外周縁に流れた処理液が可動ピン３３Ａに滞留することを抑制できる。
＜変形例２＞
ここで、図７を参照する。なお、図７は、可動ピンの他の変形例を示す平面図である。
可動ピン３３Ｂは、図７に示すように、押出部材４５Ａも円柱形状で構成されている。このような円柱形状の押出部材４５Ａとすることで、容易に可動ピン３３を製造することができる。円柱形状の回動位置規制部４３Ａ及び押出部材４５Ａとすることで、基板Ｗに供給されて外周縁に流れた処理液が可動ピン３３Ｂに滞留することをさらに抑制できる。
＜変形例３＞
ここで図８を参照する。図８は、チャックユニットの変形例を示す平面図である。
上述したチャックユニット５は、保持機構２９が４個の可動ピン３３と２個の固定ピン３５とを備えている。この変形例に係るチャックユニット５Ａは、保持機構２９が３個の可動ピン３３と３個の固定ピン３５とを備えている。３個の可動ピン３３は、回転台２７Ａの外周側において、平面視で正三角形の各頂点に配置されている。３個の固定ピン３５は、回転台２７Ａの外周側において、平面視で正三角形の各頂点に配置され、３個の可動ピン３３に対して軸芯Ｐ１を中心として９０°ずらして配置されている。
なお、各可動ピン３３は、傾斜面３９を備え、基板Ｗの高さ位置も規制できるので、固定ピン３５を省略した構成としてもよい。これにより、基板Ｗの安定的な保持を行わせつつも、保持ピン３１の個数を最小限にできる。したがって、装置のコストを低減できる。
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）上述した実施例では、ノズル６９から処理液を供給しつつブラシ部６７を基板Ｗの上面に作用させる基板処理装置１を例にとって説明した。しかしながら、本発明は、このような基板処理装置１に限定されない。つまり、基板Ｗを可動ピン３３で保持して処理する装置であれば適用できる。
（２）上述した実施例では、磁力を利用して非接触で可動ピン３３を回動させる回動構成を採用している。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されない。つまり、リンク機構等を介して直接的に接触することで可動ピン３３を回動させる構成を採用してもよい。
（３）上述した実施例では、可動ピン３３が傾斜面３９を備え、基板Ｗの外周縁の下面を当接支持する構成を採用している。しかしながら、可動ピン３３は、基板Ｗと当接する傾斜面３９を備える必要はなく、回動位置規制部４３と押出部材４５だけを備える構成としてもよい。
（４）上述した実施例では、平面視で円形状を呈する基板Ｗを処理する装置を例にとって説明した。しかしながら、本発明は、このような基板Ｗに限定されない。例えば、矩形状の基板Ｗを処理する装置であっても適用できる。
（５）上述した実施例では、押出部材４５と回動位置規制部４３を備えた３個または４個の可動ピン３３（保持ピン３１）が回転台２７の外周側に配置された装置を例にとって説明した。しかしながら、本発明は当該装置構成に限定されない。すなわち、押出部材４５と回動位置規制部４３を備えた１個の可動ピン３３（保持ピン３１）が回転台２７の外周側に配置される装置構成としてもよい。この場合、他の保持ピン３１は、軸部４９ａが回動位置規制部４３と同様の位置規制部だけを備え、軸部４９ａ（本発明における「ベース部」に相当）が回転しない構成である。このような構成であっても、可動ピン３３の回動位置規制部４３が第１の状態から第２の状態となることで、押出部材４５により基板Ｗが回動位置規制部４３及び位置規制部から離れる方向に押し出される。したがって、回動位置規制部４３及び位置規制部が基板Ｗの外周縁により摩耗しても、基板Ｗの外周縁が回動位置規制部４３及び位置規制部から円滑に開放される。そのため、保持ピン３１の交換頻度を低くできるので、長寿命化を図ることができる。
Ｗ … 基板
１ … 基板処理装置
３ … ベースユニット
５ … チャックユニット
７ … ガード
９ … ブラシ洗浄ユニット
１１ … 搬送アーム
１３ … 制御部
１５ … 電動モータ
１７ … 切り換え機構
２１ … 回転軸
Ｐ１ … 軸芯
２７ … 回転台
２９ … 保持機構
３１ … 保持ピン
３３ … 可動ピン
３５ … 固定ピン
Ｐ２ … 軸芯
３９ … 傾斜面
４１ … 突出部
４５ … 押出部材
４３ … 回動位置規制部
４７ … 下部ピン部
４７ｃ … 回転マグネット
４９ … 上部ピン部
５１ … エアシリンダ
５３ … 支持アーム
５７ … 第１の駆動マグネット
５９ … 第２の駆動マグネット
６１ … 作動軸
７１ … アーム本体
７３ … 前部支持片
７５ … 後部支持片

Claims (8)

  1. 基板を保持して基板を回転させる基板保持装置において、
    水平面内で回転される回転台と、
    ベース部と、前記ベース部から上方に突出して設けられ、前記基板の外周縁に当接することにより、前記回転台における前記基板の水平方向の位置を規制する位置規制部と、をそれぞれ含み、前記回転台上の外周部に間隔をあけて配置された３個以上の保持部と、
    を備え、
    前記３個以上の保持部の内の少なくとも１つの保持部は、
    前記ベース部が、縦方向の軸芯周りに回動可能な回動ベース部と、
    前記位置規制部が、平面視で前記軸芯から離れた位置で前記基板の外周縁に向かって突出して設けられ、前記回動ベース部の回動動作に伴って前記基板の外周縁に当接することにより、前記回転台における前記基板の水平方向の位置を規制する回動位置規制部と、
    前記回動ベース部を回動させることにより、前記回動位置規制部を前記基板の外周縁に当接させて前記基板を保持させる第１の状態と、前記基板の外周縁から離間して前記基板を開放する第２の状態との間で前記回動位置規制部を切り換える回動機構と、
    前記回動ベース部上で前記基板の外周縁に向かって突出して設けられ、前記回動位置規制部が前記第１の状態である際に、前記基板から離間し、前記回動位置規制部が前記第１の状態から前記第２の状態に切り換えられる際に、前記基板の外周縁に当接して、前記基板が前記位置規制部から離れる方向に押し出す押出部材と、
    を備えていることを特徴とする基板保持装置。
  2. 請求項１に記載の基板保持装置において、
    前記保持部の内の少なくとも３個は、
    前記回動ベース部と、
    前記回動位置規制部と、
    前記回動機構と、
    前記押出部材と、
    を備えていることを特徴とする基板保持装置。
  3. 請求項１に記載の基板保持装置において、
    前記回転台上の外周部に配置される保持部の全てが、
    前記回動ベース部と、
    前記回動位置規制部と、
    前記回動機構と、
    前記押出部材と、
    を備えていることを特徴とする基板保持装置。
  4. 請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置において、
    前記押出部材は、平面視で前記軸芯を挟んで前記回動位置規制部の反対側に設けられていることを特徴とする基板保持装置。
  5. 請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置において、
    前記押出部材は、前記回動位置規制部よりも前記基板の外周縁までの長さが短いことを特徴とする基板保持装置。
  6. 請求項２に記載の基板保持装置において、
    前記少なくとも３個の保持部は、平面視で正三角形の各頂点の位置に配置されていることを特徴とする基板保持装置。
  7. 請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置において、
    基板の下面に当接し、基板の高さ位置を規制する下面保持部をさらに複数個備えていることを特徴とする基板保持装置。
  8. 請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置と、
    前記基板保持装置との間で、前記基板を搬送する基板搬送部と、
    前記押出部材が前記基板を前記回動位置規制部から離れる方向に押し出す動作により、前記基板搬送部との間で前記基板の位置決めがなされることを特徴とする基板処理装置。
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