JP4922915B2 - 基板処理装置および基板の芯合わせ方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板保持回転機構に基板を保持して処理する基板処理装置、および基板保持回転機構に対する基板の芯合わせ方法に関する。処理または芯合わせの対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置は、基板を保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に対して処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。スピンチャックは、円盤状のベース部材と、このベース部材の周縁部に立設された複数本の挟持ピンとを含み、この複数本の挟持ピンを基板の端面に当接させて基板を挟持する。

しかし、このような構成では、基板端面において挟持ピンが当接する部位に処理残りが生じる。とくに、基板表面に銅膜を形成した後に、基板周縁部および端面の不要な銅膜および銅イオンを除去しようとするベベルエッチング処理やベベル洗浄処理においては、処理残りが問題となる。
このような処理残りは、その後に基板搬送ロボットによって基板を搬送するときに、基板保持ハンドの金属汚染を引き起こし、これがさらに他の基板へと転移し、基板処理装置の各部に金属汚染を拡散させる原因となるおそれがある。

この問題を解決するために、下記特許文献１に示す先行技術では、回転ベース部材に植設した基板支持部材によって基板を下面から支持する一方で、基板の上面から気体を供給して基板支持部材に基板を押し付け、基板支持部材と基板との摩擦によって基板を保持しつつ回転させる構成が提案されている。
この構成では、基板を正確に位置合わせして基板支持部材上に支持させることが重要である。もしも、回転ベース部材の回転軸線と基板の中心とにずれがあると、回転に伴う遠心力によって、基板は水平方向へと移動しようとするから、基板の保持が不安定になるおそれがあるからである。

そこで、下記特許文献２に示す先行技術のように、基板をスピンチャックに対して芯合わせするために、所定の基板保持位置に基板を位置決めするための位置決めガイドをスピンチャックに設け、この位置決めガイドに基板を押し付けることにより、基板の位置決めを行う構成が提案されている。
特開２００６−３２８９１号公報 特開２００７−２６６２８７号公報

ところが、基板の径には寸法公差（たとえば直径３００ｍｍの基板で±０．２ｍｍ）があるため、基板の標準径を基準として位置決め部材を設けても、位置決めされた基板の中心が寸法公差に対応する誤差だけスピンチャックの回転軸線上からずれることが避けられない。とくに、基板の裏面に事前にエッチング処理が施されている場合には基板の周縁部の膜減りによって基板の径が微小量だけ縮小していることがあり（たとえば直径３００ｍｍの基板で−０．５ｍｍ程度）、位置決めされた基板の中心が回転軸線から寸法公差以上にずれることがある。

このような位置合わせ誤差は、基板保持の観点からは許容できる範囲であるものの、ベベルエッチング処理やベベル洗浄処理における基板周縁部の洗浄幅が基板の周方向各部で一様にならないという問題は回避できない。すなわち、基板の中心がスピンチャックの回転軸線から偏心していると、それに応じて、ベベルエッチング処理やベベル洗浄処理におけるリング状の洗浄領域もスピンチャックの回転軸線から偏心する。その結果、基板周縁部の各部で洗浄幅にばらつきが生じることになる。

たとえば、ベベルエッチング処理やベベル洗浄処理における洗浄幅には、基板径の寸法公差未満の高い精度（たとえば直径３００ｍｍの基板で±０．１ｍｍ程度）が要求されるようになってきており、それに応じて、スピンチャックに対する基板の芯合わせにも同等の精度が求められるようになってきている。これは、洗浄幅に大きなばらつきがあると、それを見込んで中央のデバイス領域を狭く設定しなければならなくなるからである。

そこで、この発明の目的は、基板保持回転機構に精密に芯合わせされた状態で基板を保持させることができる基板処理装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板保持回転機構に基板を精密に芯合わせすることができる基板の芯合わせ方法を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、円形の基板（Ｗ）を保持して所定の回転軸線（Ｊ）まわりに回転させる基板保持回転機構（４）と、この基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測手段（８８，９０；９３；９６，９７）と、前記基板保持回転機構に設けられ、基板の端面に当接することにより、当該基板の中心が前記回転軸線と微小距離だけ隔てられるような予め定める初期位置に基板を位置決めするための位置決め部材（５５）と、基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材（７５）とを含み、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線に対して反対側に、基板の端面と当接するための部材が設けられておらず、前記基板径計測手段の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように、前記規制部材を移動させる規制部材移動手段（２０，７８）をさらに含む、基板処理装置（１００；２００；３００）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、基板の端面に当接する規制部材によって基板の位置が規制されることによって、基板保持回転機構に対する基板の芯合わせが行われる。すなわち、基板径計測手段によって基板の径が予め計測される。基板は、位置決め部材によって初期位置に位置決めされる。初期位置にある基板の端面に規制部材が当接し、かつ、その規制部材が移動されることにより、基板が回転軸線に向けて移動される。このときの基板の移動距離は、初期位置にある基板の中心と回転軸線との間の距離であり、この移動距離は、基板径計測手段により計測された基板の径に対応する。そのため、基板径の寸法公差によらずに、基板の中心を基板保持回転機構の回転軸線上に正確に位置合わせすることができる。これにより、基板保持回転機構に精密に芯合わせされた状態で基板を保持させることができる。
また、請求項２に記載のように、基板を前記初期位置に位置決めするために、前記位置決め部材に向けて基板を押し付ける押し付け手段（５１，６７）をさらに含むものであってもよい。この場合、基板は、その端面に当接する位置決め部材に押し付けられることにより、初期位置に位置決めされる。

前記の目的を達成するための請求項３記載の発明は、円形の基板（Ｗ）を保持して所定の回転軸線（Ｊ）まわりに回転させる基板保持回転機構（４）と、この基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測手段（８８，９０；９３；９６，９７）と、前記基板保持回転機構に設けられ、基板の端面に当接することにより、予め定める初期位置に基板を位置決めするための位置決め部材（５５）と、基板を前記初期位置に位置決めするために、前記位置決め部材に向けて基板を押し付ける押し付け手段（５１，６７）と、基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材（７５）と、前記基板径計測手段の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように、前記規制部材を移動させる規制部材移動手段（２０，７８）とを含み、前記規制部材が、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線とを通る直線を対称軸とする線対称な位置関係で一対設けられており、前記規制部材移動手段は、前記対称軸に対して対称な進退方向にそれぞれ沿うように前記一対の規制部材を前記基板保持回転機構に保持された基板に対して進退させるものである、基板処理装置（１００；２００；３００）である。

この発明によれば、基板の端面に当接する規制部材によって基板の位置が規制されることによって、基板保持回転機構に対する基板の芯合わせが行われる。すなわち、基板径計測手段によって基板の径が予め計測される。基板は、その端面に当接する位置決め部材に押し付けられることにより、初期位置に位置決めされる。初期位置にある基板の端面に規制部材が当接し、かつ、その規制部材が移動されることにより、基板が回転軸線に向けて移動される。このときの基板の移動距離は、初期位置にある基板の中心と回転軸線との間の距離であり、この移動距離は、基板径計測手段により計測された基板の径に対応する。そのため、基板径の寸法公差によらずに、基板の中心を基板保持回転機構の回転軸線上に正確に位置合わせすることができる。これにより、基板保持回転機構に精密に芯合わせされた状態で基板を保持させることができる。
また、一対の規制部材が基板の端面と当接することにより、基板の位置が規制される。そのため、基板と規制部材とが当接する際に基板が予期しない方向に変位することを防止することができる。このため、基板の中心を基板保持回転機構の回転軸線上に正確に位置合わせすることができる。一対の規制部材は、初期位置に位置決めされた基板の中心と基板保持回転機構の回転軸線とを通る直線を対称軸として線対称な位置関係で設けられており、しかも、前記対称軸に対して対象な進退方向にそれぞれ沿って進退される。したがって、一対の規制部材を移動させることによって、初期位置に位置決めされた基板を前記対称軸をなす直線に沿って回転軸線側へと変位させることができる。

請求項４記載の発明は、基板を保持して所定の基板搬入方向（Ｘ１）に移動することによって、前記基板保持回転機構に基板を受け渡す基板搬送ハンド（６０）をさらに含み、前記位置決め部材が、前記回転軸線よりも前記基板搬入方向下流側に中心が位置するように定められた前記初期位置に基板を位置決めするものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この発明によれば、位置決め部材によって、回転軸線よりも基板搬入方向下流側に中心が位置するように定められた初期位置に基板が位置決めされる。そして、基板は、規制部材の移動に伴って、基板搬入方向と反対方向に向けて移動される。これにより、基板の中心を基板保持回転機構の回転軸線上に位置合わせすることができる。
請求項５記載の発明は、前記押し付け手段が、前記基板搬送ハンドを前記基板搬入方向に移動させるハンド駆動機構（６７）を含む、請求項４記載の基板処理装置である。

この発明によれば、基板の搬入のためのハンド駆動機構によって基板保持ハンドを基板搬入方向に移動させることにより、基板を位置決め部材に押し付けて初期位置に位置決めすることができる。したがって、基板を位置決め部材に押し付けるための専用の手段を設ける必要がない。
前記押し付け手段は、前記基板搬送ハンドに備えられ、基板の端面に当接する当接部材（５２）と、この当接部材を前記基板搬入方向に沿って基板端面に弾性的に付勢する付勢手段（５４）とを含むことが好ましい。この場合、当接部材が基板の端面に弾性的に当接するから、基板を位置決め部材に向けて押し付ける際に、基板の端面に変形や潰れが生じることを防止することができる。この付勢手段は、たとえば、ばねその他の弾性部材であってもよい。

請求項６記載の発明は、前記基板径計測手段が、基板搬送のための基板保持ハンド（７０）に保持されている基板の径を計測する保持基板径計測手段（９０，９３）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板搬送のための基板保持ハンドに保持されている基板の径が基板径計測手段により計測される。そのため、基板の搬送動作の途中で基板の径を計測することができる。したがって、基板の径の計測するために、基板Ｗの搬送動作を中断する必要はない。これにより、スループットを良好に保つことができる。

請求項７記載の発明は、前記保持基板径計測手段が、前記基板保持ハンドに保持された基板の端面に向けて進退可能に前記基板保持ハンドに設けられた当接部材（８８）と、この当接部材の位置を検出する位置検出手段（９０）とを含む、請求項６記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板の端面に当接する当接部材の位置の検出に基づいて、基板の径が計測される。このため、基板の径を、簡単な構成で計測することができる。

より具体的には、たとえば、基板中心に関して当接部材とは反対側で基板端面を規制する基板端面規制部材（８３，８４）を基板保持ハンド上に設けておくことが好ましい。この場合、当接部材を進出させて基板端面に当接させ、この当接部材と基板端面規制部材とで基板を挟持させる。この挟持状態での当接部材の位置は、基板保持ハンドに保持されている基板の径に対応する。

請求項８記載の発明は、前記規制部材が、前記基板保持回転機構に保持される基板の位置を規制するための規制処理位置と、この規制処理位置から退避した退避位置との間で移動可能に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板の端面を規制する際は、規制部材は規制処理位置に移動され、基板の端面を規制しないときは、規制部材は退避位置に移動される。これにより、基板に処理が施される場合に、規制部材が、基板保持回転機構の周囲の部材に干渉することを防止することができる。

前記基板処理装置は、たとえば、基板保持回転機構の周囲に設けられ、基板の回転に伴う遠心力によって基板から飛び出す処理液（基板表面を処理する液体）を受け止めるガード（９８）を含むものであってもよい。このガードは、たとえば、基板保持回転機構の回転軸線に平行な方向に沿って移動可能に設けられていて、基板保持回転機構に対する基板の搬入／搬出の際には、基板保持回転機構の側方から退避したガード退避位置に配置され、基板に処理液を供給する基板処理時には基板保持回転機構の側方に対向する処理位置に配置される。

このような構成の場合に、基板保持回転機構に対する基板の芯合わせは、ガードを前記ガード退避位置に配置した状態で行われる。このとき、規制部材が前記規制処理位置に配置される。基板の芯合わせを終えて基板の処理を行うときには、規制部材が前記退避位置に退避させられる。ガードを前記処理位置に配置するときに、このガードと規制部材との干渉を回避できる。

請求項９に記載のように、前記初期位置は、当該初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の前記微小距離が基板の径の寸法公差よりも大きくなる位置に設定されていてもよい。
請求項１０記載の発明は、円形の基板（Ｗ）を保持して所定の回転軸線（Ｊ）まわりに回転させるための基板保持回転機構（４）に対して基板を芯合わせするための方法であって、前記基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測ステップ（Ｓ１）と、前記基板保持回転機構に設けられた位置決め部材（５５）に基板の端面に当接させることにより、当該基板を予め定める初期位置に位置決めするステップと、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線とを通る直線を対称軸とする線対称な位置関係で一対設けられて、基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材（７５）を、前記基板径の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように移動させる規制部材移動ステップ（Ｓ２，Ｓ３）とを含み、前記規制部材移動ステップは、前記対称軸に対して対称な進退方向にそれぞれ沿うように前記一対の規制部材を前記基板保持回転機構に保持された基板に対して進退させる規制部材進退ステップを含む、基板の芯合わせ方法である。

この方法によれば、基板の端面に当接する規制部材によって基板の位置が規制されることによって、基板保持回転機構に対する基板の芯合わせが行われる。

すなわち、基板径計測手段によって基板の径が予め計測される。基板は、その端面に当接する位置決め部材に押し付けられることにより初期位置に位置決めされる。初期位置にある基板の端面に規制部材が当接し、かつ、その規制部材が移動されることにより、基板が回転軸線に向けて移動される。このときの基板の移動距離は、初期位置にある基板の中心と回転軸線との間の距離であり、この移動距離は、実際に計測された当該基板の径に対応する。そのため、移動後の規制部材により規制される基板は、基板径の寸法公差によらずに、その中心が基板保持回転機構の回転軸線上に位置するようになる。これにより、基板保持回転機構に精密に芯合わせされた状態で基板を保持させることができる。
また、一対の規制部材が基板の端面と当接することにより、基板の位置が規制される。そのため、基板と規制部材とが当接する際に基板が予期しない方向に変位することを防止することができる。このため、基板の中心を基板保持回転機構の回転軸線上に正確に位置合わせすることができる。一対の規制部材は、初期位置に位置決めされた基板の中心と基板保持回転機構の回転軸線とを通る直線を対称軸として線対称な位置関係で設けられており、しかも、前記対称軸に対して対象な進退方向にそれぞれ沿って進退される。したがって、一対の規制部材を移動させることによって、初期位置に位置決めされた基板を前記対称軸をなす直線に沿って回転軸線側へと変位させることができる。

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。
図１は、この発明の一実施形態（第１の実施形態）に係る基板処理装置１００のレイアウトを示す図解的な平面図である。この基板処理装置１００は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板に代表される円形の基板Ｗの表面に薬液やリンス液（たとえば純水（脱イオン化された純水））等の処理液を施すための枚葉式の装置である。

この基板処理装置１００は、基板Ｗに対して処理液による処理を施す処理部ＰＣと、この処理部ＰＣの一方側に結合されたインデクサ部ＩＮＤと、インデクサ部ＩＮＤの処理部ＰＣと反対側に並べて配置された複数（図１では３つ）のカセット載置部ＣＳとを備えている。各カセット載置部ＣＳには、複数枚の基板Ｗを多段に積層した状態で収容して保持するカセットＣ（複数枚の基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）が載置されている。

インデクサ部ＩＮＤには、カセット載置部ＣＳの配列方向に延びる搬送路ＩＰが形成されている。この搬送路ＩＰには、インデクサロボットＩＲが配置されている。
インデクサロボットＩＲは、搬送路ＩＰに沿って往復移動可能に設けられており、各カセット載置部ＣＳに載置されたカセットＣに対向することができる。また、インデクサロボットＩＲは、アームと、アームの先端に結合されて、基板Ｗを保持するための基板保持ハンド７０（図２参照）とを備えており、カセットＣに対向した状態で、そのカセットＣに基板保持ハンド７０をアクセスさせて、カセットＣから未処理の基板Ｗを取り出したり、処理済みの基板ＷをカセットＣに収納したりすることができる。さらに、インデクサロボットＩＲは、搬送路ＩＰの中央部に位置した状態で、処理部ＰＣに対して基板保持ハンド７０をアクセスさせて、後述するシャトル搬送機構Ｓに未処理の基板Ｗを受け渡したり、シャトル搬送機構Ｓから処理済みの基板Ｗを受け取ったりすることができる。

処理部ＰＣには、インデクサ部ＩＮＤの搬送路ＩＰの中央部から、この搬送路ＩＰと直交する方向に延びる搬送路ＴＰが形成されている。搬送路ＴＰの中央には、主搬送ロボットＭＲが配置されている。処理部ＰＣには、複数（図１では４つ）の基板処理ユニットＵが、主搬送ロボットＭＲを取り囲むように配置されている。また、搬送路ＴＰには、インデクサロボットＩＲと主搬送ロボットＭＲとの間の基板Ｗの受け渡しを仲介するシャトル搬送機構Ｓが設けられている。シャトル搬送機構Ｓは、搬送路ＴＰに沿って配置された一対のレール６８と、このレール６８上を、基板Ｗを保持しつつ往復移動するシャトル本体６９とを備えている。シャトル搬送機構Ｓは、インデクサロボットＩＲから未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済みの基板ＷをインデクサロボットＩＲに受け渡すことができる。

主搬送ロボットＭＲは、基板Ｗを保持するための基板搬送ハンド６０（図４参照）を備えており、シャトルＳに基板搬送ハンド６０をアクセスさせて、シャトル搬送機構Ｓから未処理の基板Ｗを受け取ったり、処理済みの基板Ｗをシャトル搬送機構Ｓに受け渡したりすることができる。また、主搬送ロボットＭＲは、複数の基板処理ユニットＵに基板搬送ハンド６０をアクセスさせることができ、各基板処理ユニットＵとの間で相互に基板Ｗの受け渡しを行うことができるようになっている。

図２は、インデクサロボットＩＲの構成の一部を拡大して示す平面図である。インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを保持して搬送する基板保持ハンド７０と、この基板保持ハンド７０を、上下左右に移動させるハンド駆動機構７１とを備えている。ハンド駆動機構７１は、制御部２０によって制御されるようになっている。
基板保持ハンド７０は、基部８０と、この基部８０から延出された互いにほぼ平行な一対の腕部８１，８２とを有し、二股フォーク状に形成されている。一対の腕部８１，８２の各先端部には、基板Ｗの端面に当接して基板Ｗの水平移動を規制する規制面８３ｂ，８４ｂをそれぞれ有する規制部材８３，８４が固定されている。一方、基部８０には、基板Ｗの周縁部を下方から支持する一対の基板支持部材８７が設けられている。各基板支持部材８７は、基板Ｗの端面に当接して基板Ｗの水平移動を規制する規制面８７ｂを有している。

基部８０には、基板Ｗの端面に当接可能な当接部材８８が、基板Ｗの中心に向かって進退可能に設けられている。当接部材８８は、基部８０に固定されたシリンダ８５のロッド８６の先端に取り付けられている。このシリンダ８５は、基板Ｗの半径方向にほぼ沿ってロッド８６を進出／退避させる。シリンダが進出すると、当接部材８８も進出する。この進出する当接部材８８によって、基板Ｗは規制面８３ｂ，８４ｂに向かって押し付けられる。これにより、インデクサロボットＩＲの基板保持ハンド７０は、当接部材８８と規制部材８３，８４の規制面８３ｂ，８４ｂとの間で、基板Ｗを挟持して保持することができるようになっている。

基板保持ハンド７０には、基板Ｗの径（直径）を計測するためのリニアスケール（位置検出手段）９０が設けられている。リニアスケール９０は、当接部材８８から突出する被検出部８８ａと、基板保持ハンド７０の上面に配置されて、当接部材８８（被検出部８８ａ）の位置情報を検出するためのメインスケール９１とを備えている。メインスケール９１は、当接部材８８の進退方向に沿う帯状のスケールである。

カセットＣ内の基板Ｗを基板保持ハンド７０ですくいとるときには、シリンダ８５のロッド８６は退避状態に制御される。そして、基板Ｗが規制部材８３，８４および基板支持部材８７によって下方から支持された後に、シリンダ８５のロッド８６は進出され、これに伴って当接部材８８が進出する。これにより、基板Ｗは、規制部材８３，８４の基板支持面８３ａ，８４ａおよび基板支持部材８７上でスライドし、規制面８３ｂ，８４ｂに押し付けられる。こうして、基板Ｗは、当接部材８８と規制面８３ｂ，８４ｂとの間で挟持された状態で搬送されることになる。この基板Ｗの挟持状態で、メインスケール９１によって被検出部８８ａの位置情報が検出される。メインスケール９１によって検出された被検出部８８ａの位置情報は、制御部２０に与えられるようになっている。後述するように、制御部２０は、被検出部８８ａの位置情報に基づいて、基板Ｗの径を計測する。

その後、シリンダ８５のロッド８６が退避状態に制御されて、基板Ｗの挟持が解かれ、シャトル搬送機構Ｓとの間での基板Ｗの受渡しが行われる。
図３は、図１に示す基板処理ユニットＵの構成を説明するための図解的な断面図である。複数の基板処理ユニットＵはいずれも同一構成を有している。そのため、一つの基板処理ユニットＵの構成について図面を参照しつつ説明する。

基板処理ユニットＵは、基板Ｗの下面に対して処理液を供給して、その下面の処理を行うことができる。また、基板Ｗの下面に対して処理液を供給することにより、基板Ｗの下面から基板Ｗの端面を伝ってその上面（デバイス形成面）に処理液を回り込ませ、基板Ｗの上面周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができる。さらに、基板Ｗの上面に対して処理液を供給して、その上面の処理を行うことができる。

基板処理ユニットＵは、中空の回転軸１が、モータ３の回転軸に連結されており、このモータ３を駆動することにより、鉛直方向に沿う回転軸線Ｊ回りに回転可能となっている。回転軸１の上端部には、スピンベース５が一体的に連結されている。したがって、モータ３の駆動によりスピンベース５が回転軸線Ｊ回りに回転可能となっている。また、スピンベース５の周縁部付近には、基板Ｗの下面周縁部に当接しつつ基板Ｗを支持する支持部７が複数個、スピンベース５から上方に向けて突出して設けられている。そして、複数個の支持部７によってスピンベース５から所定の間隔離間させた状態で基板Ｗが水平に支持されている。これらの支持部７およびスピンベース５などにより、基板Ｗを保持して回転する基板保持回転機構としてのスピンチャック４が構成されている。

図４はスピンチャック４の平面図であり、主搬送ロボットＭＲの基板搬送ハンド６０によって基板Ｗが搬入されるときの様子が示されている。この基板搬送ハンド６０は、基板Ｗを保持して予め定める基板搬入方向Ｘ１に移動して、スピンチャック４に基板Ｗを受け渡すものである。
スピンベース５には、その中心部に開口が設けられるとともに、その周縁部付近には支持部７が複数個（この実施形態では１２個）設けられている。そして、１２個の支持部７が回転軸線Ｊを中心として３０度ずつの等角度間隔で放射状に配置されている。

基板Ｗを水平支持するためには、支持部７の個数は少なくとも３個以上であればよいが、支持部７が基板Ｗの下面に当接する部分を処理するためには、支持部７を基板Ｗの下面に対して接触／離間自在に構成するとともに、処理中に少なくとも１回以上、各支持部７を基板Ｗの下面から離間させるのが望ましい。そのため、支持部７が基板Ｗの下面に当接する部分をも含めて基板Ｗの下面全域を処理するためには少なくとも４個以上の支持部７が必要とされる。

この実施形態では、たとえば、１２個の支持部７を１つおきの６個ずつの２グループに分け、基板Ｗを処理液で処理するときには、当該２つのグループの支持部７で交互に基板Ｗを支持するように動作する。
また、この基板処理ユニットＵは、図３に示すようにスピンベース５に対向して配置され、基板Ｗの上面側の雰囲気を遮断するための雰囲気遮断板９と、この雰囲気遮断板９と基板Ｗの上面との間に形成される空間ＳＰに窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給部２１を備えている。そして、ガス供給部２１から基板Ｗの上面に向けて空間ＳＰに不活性ガスを供給することによって、基板Ｗを支持部７に押圧させて、基板Ｗをスピンチャック４に保持させることが可能となっている。これにより、支持部７と基板Ｗ下面との間の摩擦力により、スピンチャック４の回転力が支持部７を介して基板Ｗに伝えられる。

雰囲気遮断板９は、中空筒状の支持軸１１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。支持軸１１には、図示を省略する遮断駆動機構が連結されており、遮断駆動機構のモータを駆動することにより支持軸１１とともに雰囲気遮断板９がスピンチャック４の回転軸１と同軸の回転軸線Ｊ回りに回転されるように構成されている。制御部２０は、遮断駆動機構のモータをモータ３と同期するように制御することで、スピンチャック４と同じ回転方向および同じ回転速度で雰囲気遮断板９を回転駆動させることができる。また、遮断駆動機構の昇降駆動用アクチュエータ（例えばエアシリンダなど）を作動させることで雰囲気遮断板９をスピンベース５に近接させたり、逆に離間させたりすることが可能となっている。

雰囲気遮断板９は基板Ｗの径より若干大きく、その中心部に開口を有している。雰囲気遮断板９はスピンチャック４の上方に配置されて、その下面（底面）が基板Ｗの上面と対向する対向面９ａとなっている。この対向面９ａには、複数のガス噴出口９ｂが開口している。複数のガス噴出口９ｂは、スピンベース５に設けられた支持部７に対応する位置に、より具体的には支持部７の回転軌跡上に、回転軸線Ｊを中心とする円周に沿って等間隔に配列されている。これらのガス噴出口９ｂは、雰囲気遮断板９の内部のガス流通空間９ｃに連通している。なお、ガス噴出口９ｂは複数の開口に限らず、単一の開口、例えば、回転軸線Ｊを中心として同心円状に全周にわたってリング状に開口したものであってもよい。ただし、複数のガス噴出口９ｂとした方が、ガス噴出圧の均一性を得る点で有利である。

雰囲気遮断板９の内部に形成されたガス流通空間９ｃにガスを供給するために、ガス流通空間９ｃは配管２５を介してガス供給部２１に連通接続されている。この配管２５には制御部２０により開閉制御される開閉弁２３が介装されている。このため、制御部２０が開閉弁２３を開にすることでガス供給部２１からガス流通空間９ｃに窒素ガス等の不活性ガスが供給されて、複数のガス噴出口９ｂから基板Ｗの上面に向けて不活性ガスが噴出される。また、複数のガス噴出口９ｂは支持部７の回転軌跡上に配置されるように雰囲気遮断板９の対向面９ａに設けられて、略鉛直方向に不活性ガスを噴出するように形成されている。なお、複数のガス噴出口９ｂからの不活性ガスは支持部７の回転軌跡上に供給する場合に限らず、支持部７の回転軌跡よりも径方向内側あるいは外側に供給するようにしてもよい。

複数のガス噴出口９ｂの各々から均一に不活性ガスを噴出されることで、基板Ｗはスピンベース５に上方に向けて突出して設けられた各支持部７に均等に押圧される。これにより、基板Ｗはスピンチャック４に水平に保持される。
雰囲気遮断板９の中心の開口および支持軸１１の中空部には、上部洗浄ノズル１２が同軸に設けられ、その下端部のノズル口１２ａからスピンベース５に押圧保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に薬液、リンス液等の処理液を供給できるように構成されている。この上部洗浄ノズル１２は、配管１３に連通接続されている。この配管１３は、基端部において分岐しており、一方の分岐配管１３ａには薬液供給源３１が接続され、他方の分岐配管１３ｂにはリンス液供給源３３が接続されている。各分岐配管１３ａ，１３ｂには開閉弁１５、１７が介装されており、装置全体を制御する制御部２０による開閉弁１５、１７の開閉制御によって上部洗浄ノズル１２から基板Ｗの上面に薬液とリンス液とを選択的に切り換えて供給することができる。

また、支持軸１１の中空部の内壁面と、上部洗浄ノズル１２の外壁面との間の隙間は、気体供給路１８となっている。この気体供給路１８は、開閉弁１９を介装した配管２，７を介して気体供給源３５に連続接続されている。そして、上部洗浄ノズル１２による薬液処理およびリンス処理を行った後、制御部２０による開閉弁１９の開閉制御によって気体供給路１８を介して基板Ｗの上面と雰囲気遮断板９の対向面９ａとの間の空間ＳＰに清浄な空気や不活性ガス等の気体を供給することによって、基板Ｗの乾燥処理を行うことが可能となっている。

回転軸１の中空部には、下部洗浄ノズル４１が同軸に設けられ、その上端部のノズル口４１ａから基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。この下部洗浄ノズル４１は、配管４３に連通接続されている。この配管４３は、基端部において分岐しており、一方の分岐配管４３ａには薬液供給源３１が接続され、他方の分岐配管４３ｂにはリンス液供給源３３が接続されている。各分岐配管４３ａ，４３ｂには開閉弁４５，４７が介装されており、装置全体を制御する制御部２０による開閉弁４５，４７の開閉制御によって下部洗浄ノズル４１から基板Ｗの下面に薬液とリンス液とを選択的に切り換えて供給することができる。

また、回転軸１の内壁面と下部洗浄ノズル４１の外壁面との間の隙間は、円筒状の気体供給路４８を形成している。この気体供給路４８は、開閉弁４９を介装した配管５０を介して気体供給源３５に連続接続されていて、制御部２０による開閉弁４９の開閉制御によって気体供給路４８を介して基板Ｗの下面とスピンベース５の対向面との間の空間に清浄な空気や不活性ガス等の気体を供給することができる。

図５は支持部７の構成を示す部分断面図である。前記複数の支持部７はいずれも同一構成を有しているため、ここでは一つの支持部７の構成についてのみ図面を参照しつつ説明する。
支持部７は、スピンベース５の一部が上方に向けて凸状に延出した延出部５ａの内部に設けられている。この支持部７は、基板Ｗの下面周縁部に当接／離間可能にスピンベース５の延出部５ａの上面に埋設されたフィルム２８と、上下方向に移動可能に支持されてフィルム２８の下面側に当接／離間してフィルム２８の上面中央部を押上可能となっている可動ロッド２９と、この可動ロッド２９を上下動させるモータ等の駆動部３０とを備えている。なお、駆動部３０にはモータに限らず、エアシリンダ等のアクチュエータ全般を用いてもよい。

駆動部３０が制御部２０からの駆動信号によって図示省略する駆動連結部を介して可動ロッド２９を上昇駆動させると、可動ロッド２９の先端部がフィルム２８の円筒状凹部の上底面に当接してそのままフィルム２８の上面中央部を押し上げる。これにより、スピンベース５の上面側に埋設されているフィルム２８の上面がスピンベース５の延出部５ａの上面から突出する。このため、複数の支持部７のフィルム２８（少なくとも３個以上）を突出させることで、フィルム２８を基板Ｗの下面と当接させつつ基板Ｗをスピンベース５の延出部５ａの上面から離間（例えば、１ｍｍ程度）させて水平支持することが可能となる。

一方、駆動部３０が可動ロッド２９を下降駆動させると、可動ロッド２９の先端部はフィルム２８の円筒状凹部の上底面から離間されて、フィルム２８の上面をスピンベース５の延出部５ａの上面と同一平面内に収容する。このため、突出させた複数の支持部７のフィルム２８のうち少なくとも３個を残して、その一部を下降させることで、下降させたフィルム２８を基板Ｗの下面から離間させることが可能となる。フィルム２８は、可撓性を有するとともに処理液に対する耐腐食性を有する樹脂により成形される。好ましくは、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

ここで、基板Ｗの下面に処理液を供給して基板Ｗの端面を伝ってその上面に処理液を回り込ませて基板Ｗの上面周縁部を処理（ベベル処理）する場合について説明する。ガス噴出口９ｂから基板Ｗの上面に向けて略鉛直方向に噴出される不活性ガスは、処理液が上面周縁部に回り込んで処理される上面処理領域ＴＲより内側の非処理領域ＮＴＲに供給される。一方で、支持部７は不活性ガスが供給される非処理領域ＮＴＲに対応する基板Ｗの下面側に当接して支持するようにスピンベース５の周縁部に設けられている。このように構成することで、処理液の非処理領域ＮＴＲへの侵入を防止することができる。ここで、雰囲気遮断板９の対向面９ａの周縁は、処理液の回り込みを阻害させることのないよう上面処理領域ＴＲに対応して対向面が段差状に上方に後退している。

基板Ｗをその下面に当接する支持部７に押圧支持させる方式では、基板Ｗの上面と雰囲気遮断板９の対向面９ａとの間に形成される空間ＳＰに不活性ガスを供給することで空間ＳＰの内部圧力を高めて基板Ｗを支持部７に押圧させている。つまり、基板Ｗの外周端部に当接して保持するチャックピン等の保持部材がなく、基板Ｗに働く遠心力が基板Ｗと支持部７との間の摩擦力を上回れば、基板Ｗが径方向外側に飛び出してしまうおそれがある。これを防ぐためには、事前に、スピンチャック４に対して、基板Ｗを高精度に芯合わせしておく必要がある。

また、基板Ｗがスピンチャック４に対して高精度に芯合わせされていないと、基板Ｗの回り込み幅を均一にすることができず、基板Ｗの上面周縁部における洗浄幅を高い精度に規定できないという問題もある。
そして、スピンチャック４に対して基板Ｗを芯合わせするために、図４に示すように、スピンベース５の上面には、基板Ｗを初期位置に位置決めするための位置決め部材としての一対の位置決めガイド５５が備えられている。また、同じくスピンチャック４に対して基板Ｗを芯合わせするために、スピンチャック４の側方には、初期位置に位置決めされた基板Ｗを移動させるための一対の押し出し機構７２，７３が配置されている。

一対の位置決めガイド５５は、後述する搬入基準軸線Ｑを対称軸とする線対称な関係に配置されている。また、この一対の位置決めガイド５５は、スピンベース５の上面の回転軸線Ｊよりも基板搬入方向Ｘ１側に配置されている。各位置決めガイド５５は、図６に拡大斜視図を示すように、基板Ｗの周縁部の下面を点接触で支持する円錐台状の基板支持部５６と、この基板支持部５６よりも基板Ｗの半径方向外方側に位置し、基板Ｗの端面に対向する位置決め面５７とを備えている。位置決め面５７は、基板Ｗに搬入される基板Ｗの端面に対向している。一対の位置決めガイド５５は、スピンベース５の上面に、それらの位置決め面５７に基板Ｗの端面が当接したときに基板Ｗを予め定める初期位置に位置決めできる位置に立設されている。具体的には、基板Ｗの初期位置は、基板Ｗの中心（重心）が、スピンベース５の回転軸線Ｊよりも微小距離（たとえば、０．３ｍｍ。この距離は、基板Ｗの径の寸法公差よりも大きく定めておくことが好ましい。）だけ基板搬入方向Ｘ１下流側に寄った位置である。

また、位置決め面５７は、基板Ｗの上昇および下降時の擦れを軽減するため、鉛直から５度程度傾斜した傾斜面となっている。ただし、擦れが特に問題とならない場合は鉛直面であってもよい。
さらに、この実施形態では、スピンベース５の回転軸線Ｊに関して、一対の位置決めガイド５５と対称な位置に、一対の位置決め時用基板支持ピン５８がそれぞれ立設されている。これらの位置決め時用基板支持ピン５８は、基板Ｗの下面周縁部を点接触で支持する半球状の基板支持部５９をそれぞれ有している。

位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８の基板支持部５６，５９は、基板Ｗの位置決め時に基板Ｗの下面周縁部に接触して当該基板Ｗを支持する位置決め用基板支持部であり、スピンベース５の上面に対して一定の基板支持高さで基板Ｗの下面に当接するようになっている。基板Ｗの処理時に当該基板Ｗを支持する前述の支持部７は、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８による基板支持高さよりも高い処理位置と、当該基板支持高さよりも低い退避位置との間で、基板支持高さ（フィルム２８の上面の高さ）を変更することができるようになっている。支持部７の基板支持高さは、基板Ｗを処理するときには処理位置に制御され、基板Ｗの位置合わせ時には退避位置に制御されるようになっている。

基板搬送ハンド６０は、基板Ｗを位置決めガイド５５の位置決め面５７に押し付ける役割を担う。基板搬送ハンド６０は、互いにほぼ平行な水平方向に延びた一対の片持ち梁６１と、この一対の片持ち梁６１の基端部間に掛け渡された横断梁６２とを備えている。
片持ち梁６１の先端部には、基板Ｗを落とし込んで保持するための落とし込みガイド６４が設けられている。落とし込みガイド６４は、基板Ｗの端面に当接して基板Ｗの水平移動を規制する規制面６４ｂと、この規制面６４ｂの下縁付近から基板Ｗの中心に向かって突出した支持爪６５とを備えている。規制面６４ｂは、たとえば、基板Ｗの端面の接線方向に沿う鉛直面とされている。支持爪６５の上面は、基板Ｗの下縁を点接触で支持できるようになっている。

また、片持ち梁６１の根元部には、基板Ｗを落とし込んで保持するための落とし込みガイド６６が設けられている。落とし込みガイド６６は、基板Ｗの端面に当接して基板Ｗの水平移動を規制する規制面６６ｂを有している。この規制面６６ｂは、たとえば、基板Ｗの端面の接線方向に沿う鉛直面とされている。さらに図示されていない支持爪が当接部材５１の両脇に配置され基板Ｗの下縁を点接触で支持できるようになっている。

横断梁６２には、基板Ｗをスピンチャック４上の位置決めガイド５５に向けて押し付けるための押圧部材５１が設けられている。押圧部材５１は、基板Ｗの端面と当接可能な当接部材５２を備えている。当接部材５２は、有底筒状の保持部材５３によって、基板搬入方向Ｘ１に沿うスライド移動が許容されつつ保持されている。当接部材５２と保持部材５３の底部との間には、コイルばね５４が介装されている。

基板Ｗが落とし込みガイド６４，６６により保持されている状態では、コイルばね５４は伸び切った状態であり、当接部材５２は基板Ｗを弾性的に押圧することはない。一方、基板Ｗが落とし込みガイド６４、６６から離脱して、押圧部材５１に向けて相対変位すると、コイルばね５４が圧縮され、当接部材５２を基板搬入方向Ｘ１に沿って基板Ｗの端面に向けて弾性的に付勢するようになる。このとき、コイルばね５４の弾性変形により、基板Ｗの端面の変形や潰れを防止することができる。

一対の押し出し機構７２，７３は、基板搬入方向Ｘ１に沿って延び、回転軸線Ｊを通る搬入基準軸線Ｑを対称軸とする線対称な位置関係となるように配置されている。
各押し出し機構７２，７３は、本体部７４と、この本体部７４に対して進退可能に設けられて、基板Ｗの端面に当接する円柱状のロッド（規制部材）７５とを有している。図７に拡大して示すように、このロッド７５の先端部には、テーパ部７６を介して、ロッド７５よりも一回り小径の小径部７７が形成されている。この小径部７７の先端面７７ａは、鉛直面によって形成されている。

各押し出し機構７２，７３は、本体部７４内を通過する鉛直軸線Ｋまわりに回転可能に設けられており、その姿勢を、ロッド７５が基板Ｗの端面に当接することのできる規制処理姿勢（図４で実線にて図示）と、この規制処理姿勢から鉛直軸線Ｋまわりに約９０°回転されて、ロッド７５がスピンチャック４上から退避する退避姿勢（図４で二点鎖線にて図示）との間で切り換えることができるようになっている。基板Ｗの搬入時（基板Ｗの端面を規制する際）には、押し出し機構７２，７３が規制処理姿勢にされる。そして、それ以外のとき（たとえば基板Ｗの処理時）には、押し出し機構７２，７３は退避姿勢にされる。このため、基板Ｗに処理が施される際に、基板Ｗがスピンチャック４の周囲の部材に干渉することを防止することができる。

スピンチャック４の周囲には、スピンチャック４の周囲を取り囲み、スピンチャック４から飛散する処理液を受け止めるためのガード９８が配置されている。ガード９８は、たとえば、スピンチャック４の回転軸線Ｊを中心軸線とする円筒状の側壁（図示を省略）を有している。このガード９８は、昇降可能に設けられていて、基板Ｗに処理液を供給する基板処理時にはスピンチャック４の側方に対向する処理位置に配置されるようになっている。そして、スピンチャック４に対する基板Ｗの搬入／搬出の際には、スピンチャック４は下降されて、スピンチャック４の側方から下方に退避した退避位置に配置されるようになっている。

各押し出し機構７２，７３には、パルスモータからなるモータ７８が内蔵されている。モータ７８は制御部２０に接続されている。制御部２０がモータ７８をパルス制御することにより、モータ７８が駆動されて、ロッド７５が進退させられる。制御部２０からモータ７８に与えられるパルス数を等しくすることにより、ロッド７５の進退量を一対の押し出し機構７２，７３間で等しくすることができる。

押し出し機構７２のロッド７５は、その先端面７７ａがスピンチャック４に保持される基板Ｗの端面に対向しており、スピンチャック４の回転軸線Ｊに向けて、搬入基準軸線Ｑと角度θ（たとえば、４５度）で交差する方向に進退することができるようになっている。モータ７８の駆動によりロッド７５が進出されると、ロッド７５の先端面７７ａが基板Ｗの端面に当接し、基板Ｗの位置を規制するようになる。そして、モータ７８の駆動によりロッド７５がさらに進出されると、基板Ｗはロッド７５の進出に伴って移動する。

押し出し機構７３のロッド７５は、その先端面７７ａがスピンチャック４に保持される基板Ｗの端面に対向しており、スピンチャック４の回転軸線Ｊに向けて、搬入基準軸線Ｑと角度θ（たとえば、４５度）で交差する方向に進退することができるようになっている。モータ７８の駆動によりロッド７５が進出されると、ロッド７５の先端面７７ａが基板Ｗの端面に当接し、基板Ｗの位置を規制するようになる。そして、モータ７８の駆動によりロッド７５がさらに進出されると、基板Ｗはロッド７５の進出に伴って移動する。

一対の押し出し機構７２，７３が、搬入基準軸線Ｑを対称軸とする線対称な位置関係にあり、しかも、一対の押し出し機構７２，７３のロッド７５の進退方向が、搬入基準軸線Ｑを対称軸として線対称であるので、一対の押し出し機構７２，７３のロッド７５により押し出された基板Ｗは、搬入基準軸線Ｑ上を、基板搬入方向Ｘ１と反対方向に向けて移動する。

このように、一対の押し出し機構７２，７３のロッド７５が基板Ｗの端面に２点で当接して、基板Ｗの位置が規制される。そのため、基板Ｗとロッド７５とが当接する際に基板Ｗが予期しない方向に変位することを防止することができる。このため、基板Ｗの中心をスピンチャック４の回転軸線Ｊ上に向けて精度良く移動させることができる。
なお、初期位置に位置合わせされた基板Ｗの端面にロッド７５の先端面７７ａが当接するときのロッド７５原点位置は、予め行うティーチングによって、補正されることが望ましい。ロッド７５の原点位置は、初期位置に位置合わせされた基板Ｗの端面から所定距離だけ後退した位置であってもよい。

図８（ａ）〜図８（ｈ）は、基板Ｗのスピンチャック４への芯合わせの際の動作を順に示す図解図である。
スピンチャック４に基板Ｗが搬入される際には、ガード９８は、退避位置に位置している。そして、押し出し機構７２，７３が規制処理姿勢にされている。
基板搬送ハンド６０が基板Ｗを搬送しているとき、基板Ｗは、基板搬送ハンド６０上で、落とし込みガイド６４，６６によって保持されている。このとき、コイルばね５４は非圧縮状態であり、当接部材５２が基板Ｗの端面に対向している。

制御部２０は、ハンド駆動機構６７を制御して、基板搬送ハンド６０を基板搬入方向Ｘ１に移動して、スピンチャック４上の受け渡し位置に導く。この状態が図８（ａ）に示されている。このとき、基板搬送ハンド６０は、基板Ｗを位置決めガイド５５の上端よりも高い位置に保持している。また、制御部２０は、支持部７の高さを、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８の基板支持部５６，５９の基板支持高さよりも低い退避位置に制御している。

続いて、制御部２０は、ハンド駆動機構６７を制御して、図８（ｂ）に示すように、基板搬送ハンド６０を下降させる。これにより、基板Ｗは、落とし込みガイド６４，６６から離脱し、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８の基板支持部５６，５９に受け渡される。基板搬送ハンド６０は、前方の位置決めガイド５５の上面が基板Ｗの下面よりも下方に位置するとともに、基板Ｗの端面と当接部材５２との対向状態が保たれる高さに制御される。

その後、制御部２０は、ハンド駆動機構６７を制御して、図８（ｃ）に示すように、基板搬送ハンド６０を基板搬入方向Ｘ１方向に向けて移動させる。基板Ｗは、基板搬送ハンド６０の移動に伴い、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８の基板支持部５６，５９上でスライドし、位置決めガイド５５の位置決め面５７に向けて移動する。そして、基板搬送ハンド６０の移動に伴ってコイルばね５４が圧縮されて、当接部材５２が基板Ｗを位置決めガイド５５に向けて押圧する。こうして、基板Ｗが初期位置に位置決めされる。

その後、制御部２０は、ハンド駆動機構６７を制御して、図８（ｄ）に示すように、基板搬送ハンド６０を基板搬入方向Ｘ１方向と反対方向に向けて移動させて、スピンチャック４から退避させる。この状態で、押し出し機構７２，７３のロッド７５の先端面７７ａが、図８（ｅ）に示すように、基板Ｗの端面に対向している。なお、押し出し機構７２，７３は、スピンチャック４に基板Ｗが搬入される前に規制処理姿勢にされているとしたが、基板Ｗが搬入される時点では退避姿勢であってもよい。しかし、遅くとも基板搬送ハンド６０がスピンチャック４から退避される時点では規制処理姿勢にされている必要がある。

その後、制御部２０は、モータ７８を駆動して、図８（ｆ）に示すように、ロッド７５をスピンチャック４の回転軸線Ｊに向けて進出させる。これにより、ロッド７５の先端面７７ａが基板Ｗの端面と当接する。
図９は、押し出し機構７２，７３のロッド７５の進出動作の流れを示すフロートチャートである。

制御部２０は、メインスケール９１から入力された被検出部８８ａの位置情報に基づいて、このスピンチャック４に搬入されている基板Ｗの径を算出する（ステップＳ１）。規制部材８３，８４の規制面の８３ｂ，８４ｂに対するメインスケール９１の相対位置を予め計測しておけば、その計測結果とメインスケール９１による検出結果とに基づいて基板Ｗの径を算出できる。そして、制御部２０は、基板Ｗの算出径に基づいて、初期位置にある基板Ｗの中心とスピンチャック４の回転軸線Ｊとの間の距離を算出し、この算出距離に基づいてロッド７５の進出量ｄを算出する（ステップＳ２）。

進出量ｄは、初期位置にある基板Ｗの端面に当接した状態からロッド７５を進出させるべき距離である。ロッド７５の原点を初期位置にある基板Ｗの端面に当接する位置に定めておけば、進出量ｄだけロッドを進出させることにより、基板Ｗの中心をスピチャック４の回転軸線Ｊに一致させることができる。
具体的には、初期位置にある基板Ｗの中心とスピンチャック４の回転軸線Ｊとの間の距離Δは、位置決めガイド５５（位置決め面５７）から回転軸線Ｊまでの距離Ｇｒと、算出された基板Ｗの直径φとを用いて、以下の式（１）で算出される。
Δ＝Ｇｒ−φ／２ ・・・（１）
そして、各ロッド７５の進出量ｄは、以下の式（２）を用いて算出される。
ｄ＝Δ／ｃｏｓθ ・・・（２）
制御部２０は、ロッド７５の進出量ｄが式（２）により求められる値となるように一対のモータ７８を駆動する（ステップＳ３）。こうして、基板Ｗは、基板搬入方向Ｘ１と反対方向に向けて移動し、基板Ｗの中心が回転軸線Ｊ上に位置するようになる。これにより、基板Ｗのスピンチャック４への芯合わせが完了する。

そして、制御部２０は、駆動部３０（図５参照）を制御して、図８（ｈ）に示すように、支持部７の基板支持高さを上昇させる。これにより、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８から支持部７へと基板Ｗが受け渡される。
こうして、基板Ｗのスピンチャック４への芯合わせが行われてから、基板Ｗが支持部７に渡されることにより、スピンベース５の回転軸線Ｊに中心が整合した状態で基板Ｗが支持されることになる。この基板Ｗの芯合わせの終了に伴い、押し出し機構７２，７３の姿勢が規制処理姿勢から退避姿勢に切り換えられる。

そして、ガード９８が処理位置まで上昇された後、スピンベース５を回転しながら、処理液による処理が行われ、さらに、高速回転による振り切り乾燥処理が行われる。
以上により、この実施形態によれば、基板Ｗは、その端面に当接する位置決めガイド５５に押し付けられることにより、初期位置に位置決めされる。初期位置にある基板Ｗの端面にロッド７５が当接し、かつ、そのロッド７５が移動されることにより、基板Ｗが回転軸線Ｊに向けて移動される。このときの基板Ｗの移動距離は、初期位置にある基板Ｗの中心と回転軸線Ｊとの間の距離であり、この移動距離は、リニアスケール９０により計測された基板Ｗの径に対応する。そのため、基板Ｗの径によらずに、基板Ｗの中心をスピンチャック４の回転軸線Ｊ上に正確に位置合わせすることができる。これにより、スピンチャック４に精密に芯合わせされた状態で基板Ｗを保持させることができる。したがって、基板Ｗの上面周縁部を処理（ベベル処理）する際に、基板Ｗの上面周縁部における洗浄幅を高い精度に規定することができる。

また、インデクサロボットＩＲの基板保持ハンド７０に保持された基板Ｗの径がリニアスケール９０により計測される。そのため、基板Ｗの搬送動作の途中で基板Ｗの径を計測することができる。したがって、基板Ｗの径を計測するために、基板Ｗの搬送動作を中断する必要がない。したがって、スループットを良好に保ちつつ、基板Ｗの径を計測することができる。

さらに、基板保持ハンド７０に保持された基板Ｗの端面に当接する当接部材８８の位置の検出に基づいて、基板Ｗの径が計測される。このため、基板Ｗの径を、簡単な構成で計測することができる。
図１０は、この発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る基板処理装置２００における基板保持ハンド７０の平面図である。この実施形態において、前述の図１〜図９の実施形態（第１の実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図９の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。

インデクサ部ＩＮＤの搬送路ＩＰには、基板保持ハンド７０に保持された基板Ｗの径を計測するための保持基板径計測手段としての一対のラインセンサ９３が設けられている。一対のラインセンサ９３は、基板保持ハンド７０によって搬送される基板Ｗの両端部（基板搬送方向Ｘ２と直交する方向の両端部）に対向して配置されている。
ラインセンサ９３は、たとえば、鉛直な光路に沿う光ビームを発生する発光素子と、この発光素子からの光ビームを受光する受光素子との対で構成された透過型のセンサである。各発光素子からは、基板搬送方向Ｘ２と直交する方向に長手を有する帯状の光ビームが発光される。このときのラインセンサ９３の出力信号は、制御部２０に与えられる。制御部２０は、受光素子の出力信号（受光範囲または遮光範囲）に基づいて、一対のラインセンサ９３を結ぶ直線上を通過する基板Ｗの長さを算出する。そして、制御部２０は、基板Ｗがラインセンサ９３上を通過する間に算出した基板Ｗの長さのうち最も大きい値を、基板Ｗの径として得る。これにより、基板Ｗの径を計測することができる。

図１１は、この発明のさらに他の実施形態（第３の実施形態）に係る基板処理装置３００のレイアウトを示す図解的な平面図である。この実施形態において、前述の図１〜図９の実施形態（第１の実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図９の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この基板処理装置３００は、第１の実施形態と異なり、搬送路ＴＰからシャトル搬送機構Ｓが省略されている。そして、搬送路ＴＰには、基板の径を計測するための測長ステージＭＤが配置されている。

インデクサロボットＩＲは、搬送路ＩＰの中央部に位置した状態で、処理部ＰＣに対して基板保持ハンド７０をアクセスさせて、後述する主搬送ロボットＭＲに未処理の基板Ｗを受け渡したり、主搬送ロボットＭＲから処理済みの基板Ｗを受け取ったりすることができる。また、主搬送ロボットＭＲは、基板搬送ハンド６０を、シャトルＳに基板搬送ハンド６０をアクセスさせて、測長ステージＭＤから未処理の基板Ｗを受け取ったり、処理済みの基板Ｗを測長ステージＭＤに受け渡したりすることができる。

図１２は、測長ステージＭＤの構成を説明するための模式的な平面図である。
測長ステージＭＤには、基板Ｗを保持して回転させるための基板回転部９４が設けられている。基板回転部９４は、基板Ｗをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース９５を備えており、基板Ｗを吸着ベース９５ごと回転軸線Ｐまわりに回転させることができるようになっている。

基板回転部９４には、吸着ベース９５に保持された基板Ｗの端部と対向する位置に、基板Ｗの端部位置を検出するためのラインセンサ（基板径計測手段）９６が配置されている。ラインセンサ９６は、たとえば、鉛直な光路に沿う光ビームを発生する発光素子と、この発光素子からの光ビームを受光する受光素子との対で構成された透過型のセンサである。各発光素子からは、基板Ｗの半径方向に長手を有する帯状の光ビームが発光される。ラインセンサ９６の受光素子の出力信号は、制御部２０に与えられる。制御部２０は、受光素子の出力信号に基づいて、回転軸線Ｐから基板Ｗの端面までの距離を検出することができる。そして、制御部２０は、基板Ｗが一回転される間の当該距離の平均値を算出することにより、基板Ｗの径（半径）を得ることができる。

図１３は、測長ステージＭＤの変形例を説明するための模式的な平面図である。この図１３において、前述の図１２に示された各部に対応する部分には、図１２の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
基板回転部９４には、吸着ベース９５に保持された基板Ｗの端面と対向して、基板Ｗの端面までの距離を検出するための測長器（基板径計測手段）９７が配置されている。この測長器９７は、光ビームを発生する発光素子と、基板Ｗの端面で反射された発光素子からの光ビームを受光する受光素子との対で構成された反射型のセンサである。測長器９７の受光素子の出力信号は、制御部２０に与えられる。制御部２０は、受光素子の出力信号に基づいて、回転軸線Ｐから基板Ｗの端面までの距離を検出することができる。そして、制御部２０は、基板Ｗが一回転される間の当該距離の平均値を算出することにより、基板Ｗの径（半径）を得ることができる。

以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、第２の実施形態では、一対のラインセンサ９３を、インデクサ部ＩＮＤの搬送路ＩＰに配置する構成を例にとって説明したが、この一対のラインセンサ９３は、処理部ＰＣの搬送路ＴＰに配置されていてもよい。この場合、ラインセンサ９３は、シャトル搬送機構Ｓのシャトル本体ト６９に保持された基板Ｗの端部位置を検出するものであってもよいし、主搬送ロボットＭＲの基板搬送ハンド６０に保持された基板のＷの端部位置を検出するものであってもよい。

また、第２の実施形態では、測長ステージＭＤを処理部ＰＣの搬送路ＴＲに配置する構成を示したが、測長ステージＭＤは、インデクサ部ＩＮＤの搬送路ＩＰに配置されていてもよいし、それ以外の場所に配置されていてもよい。
また、前述の各実施形態では、位置決めガイド５５および位置決め時用基板支持ピン５８の基板支持部５６，５９上で基板Ｗをスライドさせて当該基板Ｗの位置決めを行うようにしているが、位置決め時の基板Ｗのスライドを支持部７に支持させた状態で行ってもよい。この場合、位置決め時用基板支持ピン５８は不要であり、位置決めガイド５５は基板支持部５６を有している必要がない。

また、１つのモータ７８で、一対の押し出し機構７２，７３のロッド７５の進退を駆動させてもよい。
また、前述の各実施形態では、一対の押し出し機構７２，７３を用いて、基板Ｗを移動させる構成が採用されているが、一つの押し出し機構で基板Ｗの端部を移動させることもできる。この場合、押し出し機構は搬入基準軸線Ｑ上に配置され、そのロッド７５は、基板Ｗを移動させる際に基板搬入方向Ｘ１と反対方向に進出するものであることが望ましい。

また、一対の押し出し機構７２，７３はスピンチャック４に設けられるものであってもよい。
また、前述の各実施形態では、基板Ｗの初期位置が、スピンチャック４の回転軸線Ｊよりも基板搬入方向Ｘ１側に基板Ｗの中心が位置するように定められているとして説明した。しかし、この初期位置はこの位置に限られず、スピンチャック４の回転軸線Ｊよりも基板搬入方向Ｘ１側に基板Ｗの中心が位置するように定められていてもよいし、搬入基準軸線Ｑ上にない位置に基板Ｗの中心が位置するように定められていてもよい。

また、前述の各実施形態では、基板搬入方向Ｘ１に移動される基板搬送ハンド６０で、基板Ｗを位置決めガイド５５に向けて押し付けることにより基板Ｗを初期位置に位置決めするとしたが、基板搬送ハンド６０以外の部材を用いて、基板Ｗを位置決めガイド５５に向けて押し付けるものであってもよい。
また、たとえば、前述の各実施形態では、位置決めガイド５５により初期位置に位置決めされた基板Ｗを、計測された基板Ｗの径に基づいて算出された進出量（移動距離）だけ移動させる構成を例にとったが、基板搬送ハンド６０による基板Ｗの搬入前にロッド７５が基板Ｗの計測径に対応する位置まで進出されており、基板搬送ハンド６０によって搬入された基板Ｗを、ロッド７５の先端面７７ａに押し当てる構成であってもよい。この場合、ロッド７５に押し付けられた基板Ｗは、基板Ｗの径の寸法公差によらずに、その中心がスピンチャック４の回転軸線Ｊ上に位置するようになる。これにより、基板搬送ハンド６０による基板Ｗの搬入動作により、スピンチャック４に基板Ｗを精密に芯合わせすることができる。

また、前述の実施形態では、基板保持回転機構として、基板Ｗの下面の周縁部のみに当接して基板Ｗを支持する構成のスピンチャック４を例にとったが、この発明は、基板Ｗの端面を複数本の挟持部材で挟持するメカニカルチャックや、基板Ｗの下面を真空吸着するバキュームチャック等の他の形態のスピンチャックを備えた基板処理装置にも適用できる。

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。

この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 インデクサロボットの構成の一部を拡大して示す平面図である。 図１に示す基板処理ユニットの構成を説明するための図解的な断面図である。 スピンチャックの平面図である。 支持部の構成を示す部分断面図である。 位置決めガイドの拡大斜視図である。 押し出し機構のロッドの拡大斜視図である。 基板のスピンチャックへの芯合わせの際の動作を順に示す図解図である。 押し出し機構のロッドの進出動作の流れを示すフロートチャートである。 この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置における基板保持ハンドの平面図である。 この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 測長ステージの構成を説明するための模式的な平面図である。 測長ステージの変形例を説明するための模式的な平面図である。

符号の説明

１００，２００，３００ 基板処理装置
４ スピンチャック（基板保持回転機構）
２０ 制御部（規制部材移動手段）
５１ 押圧部材（押し付け手段）
５５ 位置決めガイド（位置決め部材）
６０ 基板搬送ハンド
６７ ハンド駆動機構
７０ 基板保持ハンド
７２，７３ 押し出し機構
７５ ロッド（規制部材）
８８ 当接部材
９０ リニアスケール（位置検出手段）
９３ ラインセンサ（保持基板径計測手段）
９６ ラインセンサ（基板径計測手段）
９７ 測長器（基板径計測手段）
Ｊ 回転軸線
Ｑ 搬入基準軸線
Ｗ 基板
Ｘ１ 基板搬入方向

Claims (10)

1. 円形の基板を保持して所定の回転軸線まわりに回転させる基板保持回転機構と、
   この基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測手段と、
   前記基板保持回転機構に設けられ、基板の端面に当接することにより、当該基板の中心が前記回転軸線と微小距離だけ隔てられるような予め定める初期位置に基板を位置決めするための位置決め部材と、
   基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材とを含み、
   前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線に対して反対側に、基板の端面と当接するための部材が設けられておらず、
   前記基板径計測手段の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように、前記規制部材を移動させる規制部材移動手段をさらに含む、基板処理装置。
2. 基板を前記初期位置に位置決めするために、前記位置決め部材に向けて基板を押し付ける押し付け手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
3. 円形の基板を保持して所定の回転軸線まわりに回転させる基板保持回転機構と、
   この基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測手段と、
   前記基板保持回転機構に設けられ、基板の端面に当接することにより、予め定める初期位置に基板を位置決めするための位置決め部材と、
   基板を前記初期位置に位置決めするために、前記位置決め部材に向けて基板を押し付ける押し付け手段と、
   基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材と、
   前記基板径計測手段の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように、前記規制部材を移動させる規制部材移動手段とを含み、
   前記規制部材が、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線とを通る直線を対称軸とする線対称な位置関係で一対設けられており、
   前記規制部材移動手段は、前記対称軸に対して対称な進退方向にそれぞれ沿うように前記一対の規制部材を前記基板保持回転機構に保持された基板に対して進退させるものである、基板処理装置。
4. 基板を保持して所定の基板搬入方向に移動することによって、前記基板保持回転機構に基板を受け渡す基板搬送ハンドをさらに含み、
   前記位置決め部材が、前記回転軸線よりも前記基板搬入方向下流側に中心が位置するように定められた前記初期位置に基板を位置決めするものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記押し付け手段が、前記基板搬送ハンドを前記基板搬入方向に移動させるハンド駆動機構を含む、請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記基板径計測手段が、基板搬送のための基板保持ハンドに保持されている基板の径を計測する保持基板径計測手段を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記保持基板径計測手段が、前記基板保持ハンドに保持された基板の端面に向けて進退可能に前記基板保持ハンドに設けられた当接部材と、この当接部材の位置を検出する位置検出手段とを含む、請求項６記載の基板処理装置。
8. 前記規制部材が、前記基板保持回転機構に保持される基板の位置を規制するための規制処理位置と、この規制処理位置から退避した退避位置との間で移動可能に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記初期位置は、当該初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の前記微小距離が基板の径の寸法公差よりも大きくなる位置に設定されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 円形の基板を保持して所定の回転軸線まわりに回転させるための基板保持回転機構に対して基板を芯合わせするための方法であって、
    前記基板保持回転機構に保持される基板の径を計測する基板径計測ステップと、
    前記基板保持回転機構に設けられた位置決め部材に基板の端面に当接させることにより、当該基板を予め定める初期位置に位置決めするステップと、
    前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線とを通る直線を対称軸とする線対称な位置関係で一対設けられて、基板の端面に当接して基板の位置を規制するための規制部材を、前記基板径の計測結果に基づいて、前記初期位置に位置決めされた基板の中心と前記回転軸線との間の距離だけ前記回転軸線に向かって基板が移動するように移動させる規制部材移動ステップとを含み、
    前記規制部材移動ステップは、前記対称軸に対して対称な進退方向にそれぞれ沿うように前記一対の規制部材を前記基板保持回転機構に保持された基板に対して進退させる規制部材進退ステップを含む、基板の芯合わせ方法。

Images