JP2018160509A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上面の全体に付着した異物を除去する装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗの周縁部を保持する第１位置と、基板Ｗから離間した第２位置との間を移動可能なクランプ４０をそれぞれ有する複数のチャック１１と、複数のチャック１１に保持された基板Ｗを回転させるための基板回転機構１０と、複数のチャック１１に保持された基板Ｗの上面をスクラブするためのスクラバー５０と、スクラバー５０に近接して配置されたカム２０１とを備える。複数のチャック１１のそれぞれは、クランプ４０に連結され、カム２０１との接触によりクランプ４０を第１位置から第２位置まで移動させるカムフォロワ２０５とを備えている。【選択図】図１５

Description

本発明は、ウェハなどの基板を処理する装置および方法に関するものである。

近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスを形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイスが形成されたウェハを洗浄して、ウェハ上の異物を除去することが必要とされる。

ウェハの裏面（ベアシリコン面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェハの裏面に付着すると、ウェハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェハの上面（表面または裏面）に付着した異物を除去することが必要とされる。

特開２０１３−１７２０１９号公報 特開２０１４−１５０１７８号公報

しかしながら、従来の方法、例えば１つのスクラブ処理工程を用いた方法では、ウェハの上面（表面または裏面）の全体から異物を除去することが困難となる場合があった。そこで、本発明は、ウェハなどの基板の上面の全体に異物が付着した場合であっても、これを除去することができる装置および方法を提供することを目的とする。

一態様は、基板の周縁部を保持する第１位置と、前記基板から離間した第２位置との間を移動可能なクランプをそれぞれ有する複数のチャックと、前記複数のチャックに保持された前記基板を回転させるための基板回転機構と、前記複数のチャックに保持された前記基板の上面をスクラブするためのスクラバーと、前記スクラバーに近接して配置されたカムとを備え、前記複数のチャックのそれぞれは、前記クランプに連結され、前記カムとの接触により前記クランプを前記第１位置から前記第２位置まで移動させるカムフォロワとを備えていることを特徴とする基板処理装置である。

好ましい態様は、前記クランプを前記第２位置から前記第１位置への方向に付勢するクランプ付勢機構をさらに備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記複数のチャックのそれぞれは、自身の軸心を中心に回転可能な支柱を有しており、前記クランプは前記支柱に設けられ、かつ前記支柱の軸心から離れた位置にあり、前記カムフォロワは前記支柱を介して前記クランプに連結されていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記カムフォロワは、前記支柱の軸心を中心に前記支柱と一体に回転可能であり、かつ前記支柱の軸心から離れた位置にあるカム接触面を有していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記カム接触面は、平坦面であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記カムは、前記スクラバーの下方に位置していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記スクラバーは、砥粒を有しないクリーニングテープ、砥粒を有する研磨テープ、砥粒を含む研磨液が含浸されたパッド部材、表面に砥粒が付着若しくは固定された弾性部材、または砥石を有するグラインダーのいずれか１つ、またはこれらのいずれかから選択された組み合わせからなるスクラブ部材を備えていることを特徴とする。

好ましい態様は、前記スクラバーは、砥粒を有しないクリーニングテープまたは砥粒を有する研磨テープからなるスクラブ部材と、前記クリーニングテープまたは前記研磨テープを、前記基板に向かって付勢する複数の付勢機構とを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記スクラバーが連結された揺動アームと、該揺動アームが固定された揺動軸と、該揺動軸が連結された軸回転機構とを含む第１のスクラバー移動機構をさらに備え、前記第１のスクラバー移動機構は、前記スクラバーを前記基板の上面に対して、水平方向に揺動させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記基板回転機構の外側に配置された固定ベースと、該固定ベースに連結されたリフタとを含む第２のスクラバー移動機構をさらに備え、前記第２のスクラバー移動機構は、前記スクラバーを前記基板の上面に対して、水平方向に移動させることを特徴とする。

他の態様は、基板の周縁部を保持する第１位置と、前記基板から離間した第２位置との間を移動可能なクランプをそれぞれ有する複数のチャックで基板の周縁部を保持し、前記複数のチャックを前記基板とともに回転させ、スクラバーで前記基板の上面をスクラブし、前記複数のチャックの回転に伴って前記クランプが前記スクラバーに近づく方向に移動しているときに、前記クランプに連結されたカムフォロワをカムに接触させて前記クランプを前記第１位置から前記第２位置まで移動させることを特徴とする基板処理方法である。

好ましい態様は、前記複数のチャックの回転に伴って前記クランプが前記スクラバーから遠ざかる方向に移動しているときに、前記カムフォロワを前記カムから離間させて前記クランプを前記第２位置から前記第１位置に移動させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記カムは、前記スクラバーの下方に位置していることを特徴とする。

カムフォロワがカムに接触すると、クランプは基板の周縁部を保持する第１位置から基板から離間した第２位置まで移動するため、スクラバーはクランプに接触することなく、基板のトップエッジ部を含む上面全体をスクラブ処理することができる。したがって、スクラバーは、基板の表面および／または裏面の全体に付着した異物を確実に除去することができる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の一例であるウェハの周縁部を示す拡大断面図である。 基板処理装置の一実施形態を示す側面図である。 基板回転機構の詳細な構造を示す断面図である。 ウェハが上昇位置にある状態を示す図である。 スクラバーおよび揺動アームの内部構造を示す図である。 スクラバーを下方から見た図である。 スクラバーに備えられたテープカートリッジを示す断面図である。 テープカートリッジの他の実施形態を示す図である。 付勢機構を収縮させた状態のテープカートリッジを示す図である。 図１０（ａ）は、チャックのクランプを示す平面図であり、図１０（ｂ）は、クランプの側面図である。 図１１（ａ）はクランプがウェハを保持した状態を示す平面図であり、図１１（ｂ）はクランプがウェハから離間した状態を示す平面図である。 図１２（ａ）はチャックの断面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 第２の磁石と第３の磁石の配置を説明するための模式図である。 図１４（ａ）は、リフト機構によりチャックを上昇させたときの断面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 クランプ移動機構の斜視図である。 静圧支持機構とクランプ移動機構とを示す平面図である。 スクラバーとクランプ移動機構とを示す平面図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 クランプが第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。 スクラバーおよびカムの平面図である。 スクラバーおよびカムの側面図である。 基板処理装置の他の実施形態を示す図である。 基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。 基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。 上述した基板処理装置を備えた基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。 基板処理システムの他の実施形態を示す図である。

以下、本発明に係る基板処理装置の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の一例であるウェハの周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図１（ａ）はいわゆるストレート型のウェハの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。図１（ａ）のウェハＷにおいて、ベベル部は、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、および側部（アペックス）Ｒから構成されるウェハＷの最外周面（符号Ｂで示す）である。

図１（ｂ）のウェハＷにおいては、ベベル部は、ウェハＷの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分（符号Ｂで示す）である。トップエッジ部は、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する領域であって、かつウェハＷの上面の最も外側に位置する環状の平坦部Ｅ１である。トップエッジ部Ｅ１はウェハＷの上面の一部を構成している。ボトムエッジ部は、トップエッジ部Ｅ１とは反対側に位置し、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する環状の平坦部Ｅ２である。ボトムエッジ部Ｅ２はウェハＷの下面の最も外側に位置する領域であり、ウェハＷの下面の一部を構成している。これらトップエッジ部Ｅ１およびボトムエッジ部Ｅ２は、総称してエッジ部と呼ばれることもある。

本明細書では、基板（ウェハともいい、これを符号Ｗで示す）の周縁部を、基板の最外周に位置するベベル部Ｂと、このベベル部の半径方向内側に位置するトップエッジ部Ｅ１およびボトムエッジ部Ｅ２とを含む領域として定義する。

図２は、基板処理装置の一実施形態を示す側面図である。図２に示すように、基板処理装置は、基板の一例であるウェハＷの周縁部を保持する複数のチャック１１と、複数のチャック１１に保持されたウェハＷをその軸心を中心として回転させる中空状の基板回転機構１０と、複数のチャック１１に保持されたウェハＷの上面をスクラブするスクラバー（処理ヘッド）５０と、ウェハＷの下面を流体圧により非接触で支持する静圧支持機構９０とを備えている。

スクラバー５０は、基板回転機構１０に保持されているウェハＷの上側に配置されており、静圧支持機構９０は基板回転機構１０に保持されているウェハＷの下側に配置されている。スクラバー５０は、基板回転機構１０に保持されたウェハＷの上面をスクラブしてウェハＷの上面から異物や傷を除去する。

静圧支持機構９０は、基板回転機構１０の内側空間内に配置されている。これら、基板回転機構１０、スクラバー５０、および静圧支持機構９０は、隔壁６によって囲まれている。隔壁６の内部空間は処理室７を構成している。隔壁６の上部には、クリーンエア取入口６ａが形成されており、隔壁６の下部には排気ダクト９が形成されている。

排気機構８は隔壁６の上面に設置されている。この排気機構８は、ファン８Ａと、このファン８Ａから送られた空気中のパーティクルや粉塵を除去するフィルター８Ｂとを備えている。排気機構８は、清浄な空気をクリーンエア取入口６ａを通じて処理室７に送り込み、処理室７内に清浄な空気の下降流を形成する。処理室７内の空気は排気ダクト９から排出される。

基板回転機構１０は、複数のチャック１１を介してウェハＷを回転させる中空モータ１２を備えている。基板回転機構１０は、全体として円筒形状を有しており、その中央部には空間が形成されている。ウェハＷの下面に大きな空間がない場合、ウェハＷを高速で回転させたときに、ウェハＷの下方で負圧が発生することがある。この負圧は空気中に浮遊する塵埃を引き寄せてしまい、これら塵埃がウェハＷの下面に付着することがある。本実施形態では、中空モータ１２が採用されているので、円筒形状を有する基板回転機構１０を構成することができる。したがって、ウェハＷの下方に大きな空間を形成することができ、上述のような問題の発生を防ぐことができる。さらに、基板回転機構１０の内側の空間に、上述した静圧支持機構９０を配置することができる。

図３は、基板回転機構１０の詳細な構造を示す断面図である。図３に示すように、中空モータ１２は、その中央部に空間が形成された形状を有している。中空モータ１２は、円筒形の回転子１２Ａと、この回転子１２Ａを囲むように配置された固定子１２Ｂとを備えている。回転子１２Ａの内周面は、ウェハＷの直径よりも大きな直径を有している。このような中空モータ１２を採用することにより、基板回転機構１０はその内側に大きな空間が形成された円筒形状を有することができる。回転子１２Ａには複数の永久磁石１２ａが埋設されている。

この中空モータ１２は、センサレス型ＩＰＭモータ（Interior Permanent Magnet Motor）であり、光学式の位置センサは不要である。したがって、中空モータ１２を安価に製作できるとともに、液体が中空モータ１２内に浸入しても、位置センサの故障に起因する誤動作が生じにくい。

固定子１２Ｂは、円筒形の静止部材１４に固定されている。この静止部材１４の半径方向内側には、円筒形の回転基台１６が配置されている。静止部材１４と回転基台１６との間には、アンギュラコンタクト玉軸受２０，２０が配置されており、回転基台１６は２つのアンギュラコンタクト玉軸受２０，２０の組み合わせによって回転自在に支持されている。このアンギュラコンタクト玉軸受２０，２０は、ラジアル方向の荷重およびアキシャル方向の荷重の両方を受けることができる軸受である。なお、ラジアル方向の荷重およびアキシャル方向の荷重の両方を受けることができれば、他のタイプの軸受を用いてもよい。中空モータ１２の固定子１２Ｂは静止部材１４に固定されている。中空モータ１２の回転子１２Ａは回転基台１６に固定されており、回転子１２Ａと回転基台１６とは一体に回転するようになっている。

回転基台１６の上部には、上述したチャック１１が上下動自在に配置されている。より具体的には、回転基台１６の上部には、半径方向内側に突出した環状の突出部１６ａが形成されており、この突出部１６ａに形成された貫通孔にそれぞれチャック１１が挿入されている。各チャック１１の下部を囲むようにばね１８が配置されており、このばね１８の上端は突出部１６ａを下から押圧し、ばね１８の下端はチャック１１に固定されたばねストッパー１１ａに接触している。このばね１８により各チャック１１は下方に付勢されている。チャック１１は、中空モータ１２により回転基台１６と一体に回転するようになっている。

チャック１１の外側には、チャック１１に保持されたウェハＷを囲むように環状の回転カバー２５が配置されている。この回転カバー２５は回転基台１６の上面に固定されており、ウェハＷと回転カバー２５とは一体に回転するようになっている。回転カバー２５はウェハＷの全周を囲むように配置されている。回転カバー２５の上端の内径は、ウェハＷの直径よりもやや大きい。回転カバー２５の上端には、チャック１１の外周面に沿った形状を持つ切り欠き２５ａが各チャック１１に対応した位置に形成されている。

図３に示すように、回転カバー２５の内周面の縦断面形状は半径方向内側に傾斜している。また、回転カバー２５の内周面の縦断面は滑らかな曲線から構成されている。回転カバー２５の上端はウェハＷに近接しており、回転カバー２５の下部には、斜めに延びる液体排出孔２５ｂが形成されている。

図２に示すように、ウェハＷの上方には、ウェハＷの上面に処理液（洗浄液または研磨液）を供給する液体供給ノズル２７が配置されている。この液体供給ノズル２７は、図示しない液体供給源に接続され、液体供給ノズル２７を通じてウェハＷの上面に処理液が供給されるようになっている。ウェハＷに供給された処理液は、回転するウェハＷから遠心力により振り落とされ、さらに回転カバー２５の内周面に捕らえられ、液体排出孔２５ｂに流れ込む。なお、図示しないが、液体供給ノズル２７は、その液体供給口がウェハＷの上面を向くように、すなわち、処理液がウェハＷの上面に供給されるように、スクラバー５０に取り付けられてもよい。

チャック１１の下方には、チャック１１を上昇させるリフト機構３０が設けられている。このリフト機構３０は、チャック１１の下方に配置されたリングステージ３１と、このリングステージ３１を支持する複数のロッド３２と、これらロッド３２を上昇させるアクチュエータとしてのエアシリンダ３３とを備えている。リフト機構３０は、回転基台１６からは分離しており、リフト機構３０は回転しない構成となっている。

図４はウェハＷおよびチャック１１が上昇位置にある状態を示す図である。図４に示すように、エアシリンダ３３は、複数のロッド３２を介してリングステージ３１を上昇させる。リングステージ３１の上方向の移動により全てのチャック１１が同時に上昇する。エアシリンダ３３の動作を停止させると、チャック１１に固定されたばね１８によりチャック１１が下降する。図３は、チャック１１が下降位置にある状態を示している。このように、リフト機構３０とばね１８とにより、チャック１１を上下動させる上下動機構が構成される。

図示はしないが、エアシリンダ３３に代えて、チャック１１をそれぞれ同時に上昇させる複数の電動シリンダを使用してもよい。例えば、８つのチャック１１に対して８つの電動シリンダが設けられてもよい。この場合は、リングステージ３１は使用されない。ウェハＷの回転が停止するときは、各チャック１１が各電動シリンダの上方に位置するようにチャック１１の停止位置が制御される。これら電動シリンダの動作を同期させるために、共通のドライバーにより電動シリンダの動作が制御される。

チャック１１は、ウェハＷの周縁部を保持するクランプ４０を備えている。これらクランプ４０のそれぞれは、ウェハＷの周縁部を保持する第１位置と、ウェハＷから離間した第２位置との間を移動可能である。チャック１１が図３に示す下降位置にあるときは、複数のクランプ４０は、第１位置に移動してウェハＷを保持する。チャック１１が図４に示す上昇位置にあるときには、複数のクランプ４０は、第２位置に移動して、すなわち、ウェハＷから離間して該ウェハＷをリリースする。

図２に示すように、スクラバー５０は、ウェハＷの上側に配置されている。スクラバー５０はスクラバーシャフト５１を介して揺動アーム５３の一端に連結されており、揺動アーム５３の他端は揺動軸５４に固定されている。揺動軸５４は軸回転機構５５に連結されている。この軸回転機構５５により揺動軸５４が駆動されると、スクラバー５０が図２に示す処理位置とウェハＷの半径方向外側にある退避位置との間を移動するようになっている。揺動軸５４には、スクラバー５０を上下方向に移動させるスクラバー昇降機構５６がさらに連結されている。このスクラバー昇降機構５６は、揺動軸５４およびスクラバーシャフト５１を介してスクラバー５０を昇降させる。スクラバー５０は、スクラバー昇降機構５６によりウェハＷの上面に接触するまで下降される。スクラバー昇降機構５６としては、エアシリンダ、またはサーボモータとボールねじとの組み合わせなどが使用される。

スクラバー５０が連結された揺動アーム５３、揺動アーム５３が固定された揺動軸５４、揺動軸５４が連結された軸回転機構５５、およびスクラバー昇降機構５６は、第１のスクラバー移動機構を構成している。なお、第１のスクラバー移動機構は、上述した構成要素（すなわち、揺動アーム５３、揺動軸５４、軸回転機構５５、およびスクラバー昇降機構５６）以外の構成を備えてもよい。

図５は、スクラバー５０および揺動アーム５３の内部構造を示す図である。図５に示すように、揺動アーム５３には、スクラバー５０をその軸心を中心として回転させるスクラバー回転機構５８が配置されている。このスクラバー回転機構５８は、スクラバーシャフト５１に固定されたプーリｐ１と、揺動アーム５３に設けられたモータＭ１と、モータＭ１の回転軸に固定されたプーリｐ２と、プーリｐ１，ｐ２に掛け渡されたベルトｂ１とを備えている。モータＭ１の回転は、プーリｐ１，ｐ２およびベルトｂ１によりスクラバーシャフト５１に伝達され、スクラバーシャフト５１とともにスクラバー５０が回転する。

図６は、スクラバー５０を下方から見た図である。スクラバー５０の下面は、基板回転機構１０に保持されているウェハＷの上面（ウェハＷの表面または裏面）をスクラブ（擦り洗いまたは研磨）する円形のスクラブ面を構成する。スクラバー５０は、ウェハＷの上面に対向して配置された複数のスクラブ部材としてのクリーニングテープ６１を備えている。スクラバー５０は、複数の（図６では３つの）テープカートリッジ６０を備えており、各テープカートリッジ６０にクリーニングテープ６１が収容されている。これらのテープカートリッジ６０は、着脱可能にスクラバー５０の内部に設置されている。

ウェハＷのスクラブ処理をするときは、スクラバー回転機構５８によりスクラバー５０がその軸心を中心として回転し、クリーニングテープ６１がスクラバー５０の中心軸周りに回転する。これによりクリーニングテープ６１がウェハＷの上面に摺接される。このように、スクラバー５０のスクラブ面は、回転する複数のクリーニングテープ６１により形成される。

ウェハＷの下面は、流体圧により支持されているので、ウェハＷを撓ませることなく大きな荷重でクリーニングテープ６１をウェハＷの上面に対して押し付けることができる。ウェハＷの上面を構成する材料は、クリーニングテープ６１との摺接により僅かに削り取られ、これにより、ウェハＷに付着している異物やウェハＷの表面傷を除去することができる。スクラバー５０によって削り取られるウェハＷの量は５０ｎｍ以下であることが好ましく、ウェハＷのスクラブ処理を行った後の表面粗さは５μｍ以下であることが好ましい。このように、ウェハＷの表面を僅かに削り取ることにより、ウェハＷに食い込んでいる１００ｎｍ以上のサイズの異物を１００％除去することができる。

図７は、スクラバー５０に備えられたテープカートリッジ６０を示す断面図である。図７に示すように、テープカートリッジ６０は、クリーニングテープ６１と、このクリーニングテープ６１をウェハＷに対して押し付ける押圧部材６２と、この押圧部材６２をウェハに向かって付勢する付勢機構６３と、クリーニングテープ６１を繰り出すテープ繰り出しリール６４と、洗浄に使用されたクリーニングテープ６１を巻き取るテープ巻き取りリール６５とを備えている。クリーニングテープ６１は、テープ繰り出しリール６４から、押圧部材６２を経由して、テープ巻き取りリール６５に送られる。複数の押圧部材６２は、スクラバー５０の半径方向に沿って延びており、かつスクラバー５０の周方向において等間隔に配置されている。したがって、各クリーニングテープ６１のウェハ接触面（基板接触面）は、スクラバー５０の半径方向に延びている。図７に示す例では、付勢機構６３としてばねが使用されている。

テープ巻き取りリール６５は、図５および図６に示すテープ巻き取り軸６７の一端に連結されている。テープ巻き取り軸６７の他端には、かさ歯車６９が固定されている。複数のテープカートリッジ６０に連結されたこれらのかさ歯車６９は、モータＭ２に連結されたかさ歯車７０と噛み合っている。したがって、テープカートリッジ６０のテープ巻き取りリール６５は、モータＭ２により駆動されてクリーニングテープ６１を巻き取るようになっている。モータＭ２、かさ歯車６９，７０、およびテープ巻き取り軸６７は、クリーニングテープ６１をテープ繰り出しリール６４からテープ巻き取りリール６５に送るテープ送り機構を構成する。

クリーニングテープ６１は、１０ｍｍ〜６０ｍｍの幅を有し、２０ｍ〜１００ｍの長さを有する。クリーニングテープ６１に使用される材料としては、不織布、織布、編み布が挙げられる。好ましくは、ＰＶＡスポンジよりも硬い不織布が使用される。このような不織布を使用することで、ウェハＷに付着している異物、特にウェハＷの表面に食い込んだ異物を除去することができる。砥粒を有しないクリーニングテープ６１に代えて、砥粒を含む研磨層が片面に形成された研磨テープをスクラブ部材として用いてもよい。

ウェハＷのスクラブ処理中は、クリーニングテープ６１は、テープ繰り出しリール６４からテープ巻き取りリール６５に所定の速度で送られる。したがって、常に新しい（未使用の）クリーニングテープ６１の面がウェハＷに接触する。クリーニングテープ６１は、その終端の近傍にエンドマーク（図示せず）を有している。このエンドマークは、クリーニングテープ６１に近接して配置されたエンドマーク検知センサ７１によって検知されるようになっている。エンドマーク検知センサ７１がクリーニングテープ６１のエンドマークを検知すると、エンドマーク検知センサ７１から検知信号が動作制御部（図示せず）に送られる。検知信号を受け取った動作制御部は、クリーニングテープ６１の交換を促す信号（警報など）を発するようになっている。テープカートリッジ６０は、別々に取り外しが可能となっており、簡単な操作でテープカートリッジ６０を交換することが可能となっている。

スクラバー５０の退避位置は基板回転機構１０の外側にあり、スクラバー５０は退避位置と処理位置との間を移動する。スクラバー５０の退避位置には、処理液（例えば、純水）が貯留されたタンク（図示せず）が設置されている。スクラバー５０が退避位置にあるときは、スクラブ部材（より具体的には、クリーニングテープ６１）の乾燥を防止するために、スクラバー５０の下面（スクラブ面）が浸水される。タンクの処理液は、スクラバー５０がウェハＷの表面処理を行うたびに入れ替えられ、常に清浄な状態に維持される。

図８は、テープカートリッジ６０の他の実施形態を示す図である。図８に示すように、テープカートリッジ６０は、複数の（本実施形態では、３つの）押圧部材６２Ａ〜６２Ｃと、これら押圧部材６２Ａ〜６２ＣをウェハＷに向かって付勢する複数の（本実施形態では、３つの）付勢機構６３Ａ〜６３Ｃとを備えている。付勢機構６３Ａ〜６３Ｃは、押圧部材６２Ａ〜６２Ｃにそれぞれ連結されている。図８に示す例では、付勢機構６３Ａ〜６３Ｃとして伸縮自在なエアシリンダ（伸縮部材）が使用されている。本実施形態では、押圧部材６２Ａ〜６２Ｃのそれぞれは、回転可能なローラーから構成されている。

これら押圧部材６２Ａ〜６２Ｃおよび付勢機構６３Ａ〜６３Ｃは互いに平行に、かつ等間隔に配置されている。ウェハＷの上面をスクラブ処理する場合、図８に示すように、中央の付勢機構６３Ａを伸張して、中央の押圧部材６２Ａの下面を両側の押圧部材６２Ｂ，６２Ｃの下面よりも下に位置させる。結果として、クリーニングテープ６１は、押圧部材６２Ａの外周面に沿って湾曲し、この湾曲した部分がウェハＷの上面に局所的に接触される。付勢機構６３Ａを伸張させる代わりに、両側の付勢機構６３Ｂ，６３Ｃを収縮させてもよい。図８に示す例では、クリーニングテープ６１は、ウェハＷの上面に線接触するため、ウェハＷの上面を精密に処理することができる。クリーニングテープ６１の代わりに研磨テープが使用されてもよい。

図９は、付勢機構６３Ａを収縮させた状態のテープカートリッジ６０を示す図である。図９に示すように、付勢機構６３Ａを収縮させて、押圧部材６２Ａの下面を押圧部材６２Ｂ，６２Ｃの下面よりも上に位置させる。結果として、押圧部材６２Ａはクリーニングテープ６１から離間し、クリーニングテープ６１は、押圧部材６２Ｂ，６２Ｃの外周面に沿って湾曲する。これら湾曲部分の間を延びるクリーニングテープ６１はウェハＷに広範囲に亘って接触される。付勢機構６３Ａを収縮させる代わりに、両側の付勢機構６３Ｂ，６３Ｃを伸張してもよい。クリーニングテープ６１は、ウェハＷに面接触するため、ウェハＷの処理レート（研磨レート）を向上させることができる。

一実施形態では、スクラバー５０は、砥粒を含む研磨液が含浸されたパッド部材をスクラブ部材として備えてもよい。この砥粒を含む研磨液は、図示しない研磨液供給機構から直接パッド部材に供給されるように構成することができる。他の実施形態では、スクラバー５０は、砥石が設けられたグラインダーをスクラブ部材として備えてもよい。砥石は、グラインダーのウェハＷとの接触面に所定間隔で設けられている。グラインダーは、半球形状または円錐台形状を有してもよい。

図１０（ａ）は、チャック１１のクランプ４０を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、クランプ４０の側面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、チャック１１は、クランプ４０と、自身の軸心ＡＸを中心に回転可能な支柱２０３と、クランプ４０に連結されたカムフォロワ２０５とを備えている。カムフォロワ２０５は支柱２０３を介してクランプ４０に連結されている。なお、カムフォロワ２０５の詳細な説明は後述する。

クランプ４０は、鉛直方向に延びる支柱２０３の上端に設けられており、かつ支柱２０３の軸心ＡＸから離れた位置に配置されている。本実施形態では、クランプ４０は、円筒形状を有しており、ウェハＷの周縁部を保持することが可能である。支柱２０３の上端には、クランプ４０から支柱２０３の軸心ＡＸに向かって延びる位置決め部４１が形成されている。位置決め部４１は支柱２０３の軸心ＡＸ上に位置している。位置決め部４１はクランプ４０の側面に一体的に接続されている。この位置決め部４１の中心側の端部は、支柱２０３と同心の円に沿って湾曲した側面４１ａを有している。支柱２０３の上端は、下方に傾斜するテーパ面となっている。

図１１（ａ）はクランプ４０がウェハＷを保持した状態を示す平面図であり、図１１（ｂ）はクランプ４０がウェハＷから離間した状態を示す平面図である。図１１（ａ）では、クランプ４０は第１位置にあり、図１１（ｂ）では、クランプ４０は第２位置にある。ウェハＷは、支柱２０３の上端（テーパ面）上に載置され、そして、支柱２０３をその軸心ＡＸを中心に回転させることにより、クランプ４０を第１位置に移動させる。これにより、図１１（ａ）に示すように、ウェハＷの周縁部がクランプ４０に保持される。このとき、クランプ４０の一部はウェハＷのトップエッジ部Ｅ１（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）の上方に位置する。

支柱２０３をその軸心ＡＸを中心に反対方向に回転させると、図１１（ｂ）に示すように、クランプ４０がウェハＷから離れ、これによりウェハＷが解放される。このとき、ウェハＷの周縁部は、位置決め部４１の中心側端部の側面４１ａに接触する。したがって、位置決め部４１の側面４１ａによって、支柱２０３の回転に伴うウェハＷの変位を制限することができ、その後のウェハ搬送の安定性を向上させることができる。

図１２（ａ）は、チャック１１の断面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。回転基台１６の突出部１６ａには上下に延びる貫通孔が形成されており、この貫通孔に支柱２０３が挿入されている。貫通孔の直径は支柱２０３の直径よりも僅かに大きく、したがって支柱２０３およびクランプ４０は回転基台１６に対して上下方向に相対移動可能となっており、さらに支柱２０３およびクランプ４０は、軸心ＡＸを中心に回転可能となっている。

支柱２０３の下部には、ばねストッパー１１ａが取り付けられている。支柱２０３の周囲にはばね１８が配置されており、ばねストッパー１１ａによってばね１８が支持されている。ばね１８の上端は回転基台１６の突出部１６ａを押圧している。したがって、ばね１８によって支柱２０３およびクランプ４０には下向きの力が作用している。支柱２０３の外周面には、貫通孔の直径よりも大きい径を有するチャックストッパー１１ｂが形成されている。したがって、支柱２０３およびクランプ４０は、図１２（ａ）に示すように、下方への移動がチャックストッパー１１ｂによって制限される。

回転基台１６には第１の磁石４３が埋設されており、この第１の磁石４３は支柱２０３の側面に対向して配置されている。支柱２０３には第２の磁石４４および第３の磁石４５が配置されている。これら第２の磁石４４および第３の磁石４５は、上下方向に離間して配列されている。これらの第１〜第３の磁石４３，４４，４５としては、ネオジム磁石が好適に用いられる。

図１３は、第２の磁石４４と第３の磁石４５の配置を説明するための模式図であり、支柱２０３の軸方向から見た図である。図１３に示すように、第２の磁石４４と第３の磁石４５とは、支柱２０３の周方向においてずれて配置されている。すなわち、第２の磁石４４と支柱２０３との中心とを結ぶ線と、第２の磁石４４と支柱２０３の中心とを結ぶ線とは、支柱２０３の軸方向から見たときに所定の角度αで交わっている。

チャック１１が、図１２（ａ）に示す下降位置にあるとき、第１の磁石４３と第２の磁石４４とが互いに対向する。このとき、第１の磁石４３と第２の磁石４４との間には引き合う力が働く。この引力は、支柱２０３およびクランプ４０に軸心ＡＸを中心に回転する力を与え、その回転方向は、クランプ４０がウェハＷに近接する方向である。したがって、図１２（ａ）に示す下降位置は、ウェハＷを保持するクランプ位置（すなわち、第１位置）となる。

以下、本明細書において、これら磁石４３，４４を総称してクランプ付勢機構と呼ぶことがある。このクランプ付勢機構は、磁石４３，４４の間に作用する引力によりクランプ４０を第２位置から第１位置への方向に付勢する。

図１４（ａ）は、リフト機構３０によりチャック１１を上昇させたときの断面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。リフト機構３０によりチャック１１を図１４（ａ）に示す上昇位置まで上昇させると、第１の磁石４３と第３の磁石４５とが対向し、第２の磁石４４は第１の磁石４３から離間する。このとき、第１の磁石４３と第３の磁石４５との間には引き合う力が働く。この引力は支柱２０３およびクランプ４０に軸心ＡＸを中心に回転する力を与え、その回転方向は、クランプ４０がウェハＷから離間する方向である。したがって、図１４（ａ）に示す上昇位置は、基板をリリースするアンクランプ位置（すなわち、第２位置）である。

第２の磁石４４と第３の磁石４５とは支柱２０３の周方向においてずれた位置に配置されているので、支柱２０３の上下移動に伴って支柱２０３には回転力が作用する。この回転力によって支柱２０３に設けられたクランプ４０にウェハＷを保持する力とウェハＷを解放する力が与えられる。したがって、支柱２０３およびクランプ４０を上下させるだけで、ウェハＷを保持し、かつ解放することができる。

支柱２０３の側面には、その軸心ＡＸに沿って延びる溝４６が形成されている。この溝４６は円弧状の水平断面を有している。回転基台１６の突出部１６ａには、溝４６に向かって突起する突起部４７が形成されている。この突起部４７の先端は、溝４６の内部に位置しており、突起部４７は溝４６に緩やかに係合している。この溝４６および突起部４７は、支柱２０３およびクランプ４０の回転角度を制限するために設けられている。

ウェハＷの周縁部がチャック１１に保持されているとき、クランプ４０の一部はウェハＷのトップエッジ部Ｅ１（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）の上方に位置している。従来では、例えば特許文献２に示すように、ウェハＷの上面の全体を処理するためには、ウェハＷの上面の外側側領域を処理する工程と、ウェハＷの上面の中心側領域を処理する工程とが必要である。本実施形態では、基板処理装置は、ウェハＷが回転している間に複数のクランプ４０を個別的に所定の位置で第１位置から第２位置に移動させて、トップエッジ部Ｅ１を含むウェハＷの上面の全体を処理するクランプ移動機構２００を備えている。したがって、本実施形態によれば、ウェハＷの上面の全体の処理を１つの工程（すなわち、１台の基板処理装置）で行うことができる。

図１５はクランプ移動機構２００の斜視図である。図１６は静圧支持機構９０とクランプ移動機構２００とを示す平面図である。図１７は、スクラバー５０とクランプ移動機構２００とを示す平面図である。図１５乃至図１７では、クランプ移動機構２００を説明するために必要な要素のみが描かれている。クランプ移動機構２００は、スクラバー５０に近接して配置されたカム２０１と、上述したカムフォロワ２０５とを備えている。

以下、カムフォロワ２０５の詳細について、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照しつつ説明する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、カムフォロワ２０５は、支柱２０３の軸心ＡＸを中心に支柱２０３と一体に回転可能であり、かつ支柱２０３の軸心ＡＸから離れた位置にあるカム接触面２０２を有している。カムフォロワ２０５は、クランプ４０の下方に配置されており、かつ回転基台１６の突出部１６ａの上方に配置されている。カム接触面２０２は、カム２０１と同じ高さに配置されており、カム接触面２０２を含むカムフォロワ２０５はカム２０１と接触可能である。

カムフォロワ２０５は、カム２０１との接触によりクランプ４０を支柱２０３の軸心ＡＸ周りに回転させる要素である。カムフォロワ２０５は、支柱２０３を介してクランプ４０に連結されているので、カムフォロワ２０５とカム２０１との接触によりクランプ４０を第１位置から第２位置まで移動させることができる。

本実施形態では、カムフォロワ２０５は、支柱２０３の外面から外側に向かって延びるリング状の突出部であり、カム接触面２０２はこの突出部の一部を構成している。本実施形態では、カムフォロワ２０５の直径は支柱２０３の直径よりも大きい。一実施形態では、カムフォロワ２０５は支柱２０３の外面の一部から突出していてもよい。他の実施形態では、カムフォロワ２０５は、支柱２０３の外面の一部に形成された窪み部であってもよい。この場合、カム接触面２０２はこの窪み部の一部または全部を構成している。カムフォロワ２０５と支柱２０３とは一体成形部材であってもよく、または、カムフォロワ２０５と支柱２０３とは別部材であってもよい。

カム接触面２０２は、支柱２０３の軸心ＡＸと平行に延びる平坦面である。したがって、カムフォロワ２０５は、平坦面であるカム接触面２０２と、カム接触面２０２に接続された曲面とを有している。チャック１１を上から見たときに、カム接触面２０２は、支柱２０３の軸心ＡＸを挟んでクランプ４０とは反対側に配置されている。カム接触面２０２は、クランプ４０の下方に配置されている。

カム２０１の詳細について説明する。図２および図１５に示すように、カム２０１は、基板回転機構１０の内側の空間、より具体的には、複数のチャック１１で囲まれた空間に配置されており、クランプ４０の下方に配置されている。したがって、カム２０１は、複数のクランプ４０に保持されたウェハＷの下方に配置されている。本実施形態では、カム２０１は、円弧状の形状を有しており、水平に、すなわち、クランプ４０に保持されたウェハＷと平行に延びている。本実施形態では、カム２０１は、板形状を有しているが、カム２０１の形状は、この実施形態に限定されず、例えば、円筒形状を有してもよい。

カム２０１の材質は、特に限定されず、金属または樹脂から構成されてもよい。カム２０１は、カムフォロワ２０５がカム２０１に接触可能であれば、必ずしも基板回転機構１０の内側の空間に配置される必要はなく、カム２０１の形状によっては基板回転機構１０の外側の空間に配置されてもよい。

図１６に示すように、カム２０１は、静圧支持機構９０に固定されており、静圧支持機構９０と一体成形部材である。一実施形態では、カム２０１は、静圧支持機構９０とは別部材であってもよく、他の実施形態では、カム２０１は、静圧支持機構９０とは独立して設けられてもよい。カム２０１は、基板回転機構１０の内側の空間に設けられた支持部材（図示しない）に支持されてもよい。カム２０１は、静圧支持機構９０の外側に向かって延びており、カム接触面２０２が接触する円弧面２０１ａを有している。円弧面２０１ａは、静圧支持機構９０とチャック１１との間に位置している。

この円弧面２０１ａは、静圧支持機構９０の外側に張り出した円弧状の面であり、複数のチャック１１の進行方向に沿って延びている。円弧面２０１ａは、カムフォロワ２０５に接触することができるように、チャック１１の進路内に位置している。したがって、複数のチャック１１が中空モータ１２により回転すると、カムフォロワ２０５のカム接触面２０２は、所定の区間（すなわち、円弧面２０１ａがチャック１１の進路内に位置している区間）だけカム２０１の円弧面２０１ａに接触して、クランプ４０を第１位置から第２位置に移動させる。

カム２０１は、スクラバー５０の下方に位置しており、ウェハＷの回転方向、すなわち、複数のチャック１１の回転方向においてスクラバー５０の上流からスクラバー５０の下流まで延びている。したがって、図１７に示すように、スクラバー５０およびカム２０１を上から見たとき、カム２０１の一部は、スクラバー５０の上流および下流においてスクラバー５０からはみ出している。

カム２０１は、クランプ４０を第１位置から第２位置に移動させるべき位置に配置されている。同様に、カム２０１は、クランプ４０を第２位置から第１位置に移動させるべき位置に配置されている。

図１８乃至図２３は、クランプ４０が第１位置と第２位置との間を移動する様子を示す図である。図１８乃至図２３では、１つのチャック１１のみが図示されており、このチャック１１の動作が説明される。図１８に示すように、チャック１１が中空モータ１２の回転によりウェハＷの円周方向に沿って進行すると、チャック１１はスクラバー５０に近づき、やがて、チャック１１のカムフォロワ２０５はカム２０１の円弧面２０１ａに接触する。

図１９に示すように、チャック１１は、カムフォロワ２０５がカム２０１に接触した状態でさらに進行すると、支柱２０３は、カムフォロワ２０５とカム２０１の円弧面２０１ａとの摩擦により支柱２０３の軸心ＡＸを中心として回転する。クランプ４０は支柱２０３に設けられているので、クランプ４０は、支柱２０３の回転により第１位置から第２位置まで移動して、クランプ４０はウェハＷから離間する。

支柱２０３がその軸心ＡＸを中心として回転すると、カム接触面２０２はカム２０１の円弧面２０１ａに接触する。カム接触面２０２は平坦面であるため、カム接触面２０２が円弧面２０１ａに接触している限り、クランプ４０の第２位置から第１位置への移動は制限される。したがって、カム２０１は、クランプ回転制限プレートとも呼ぶことができる。図２０および図２１に示すように、チャック１１は、カム接触面２０２が円弧面２０１ａに接触したままウェハＷの円周方向に進行する。したがって、チャック１１は、クランプ４０の位置が第２位置に維持されたまま進行する。

チャック１１がさらに進行して、チャック１１がスクラバー５０から遠ざかる方向に移動すると（図２２参照）、図２３に示すように、カム接触面２０２はカム２０１の円弧面２０１ａの終端において円弧面２０１ａから離間する。結果として、クランプ４０の第２位置から第１位置への移動の制限は解除される。したがって、図２３に示すように、クランプ４０は、クランプ付勢機構（すなわち、磁石４３，４４）により第２位置から第１位置に移動し、チャック１１はウェハＷの周縁部を再び保持する。クランプ付勢機構は、カム２０１およびカムフォロワ２０５と同様に、クランプ移動機構２００を構成する要素である。

図２４はスクラバー５０およびカム２０１の平面図である。図２５はスクラバー５０およびカム２０１の側面図である。図２４および図２５に示すように、回転するクリーニングテープ６１から構成されるスクラブ面は、ウェハＷの上面に接触している。このスクラブ面は、ウェハＷの中心ＣＰおよびウェハＷのトップエッジ部Ｅ１（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）を含む領域に接触することができる。なお、スクラバー５０は、水平方向に揺動しながらウェハＷをスクラブ処理してもよい。

本実施形態によれば、カムフォロワ２０５とカム２０１との組み合わせにより、カムフォロワ２０５は、クランプ４０がスクラバー５０に接触する前にクランプ４０を第１位置から第２位置まで移動させることができる。したがって、スクラバー５０は、クランプ４０がスクラバー５０に接触することなく、ウェハＷの上面全体をスクラブ処理することができる。したがって、ウェハＷのトップエッジ部Ｅ１（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）を含むウェハＷの上面（表面または裏面）の全体を１つの工程で確実に処理することができる。結果として、スクラバー５０は、ウェハＷの表面および／または裏面の全体に付着した異物を確実に除去することができる。

さらに本実施形態によれば、クランプ移動機構２００（すなわち、カムフォロワ２０５、カム２０１、およびクランプ付勢機構）は複数のクランプ４０に保持されたウェハＷの下方に位置している。したがって、仮に、カムフォロワ２０５がカム２０１に接触して、パーティクルが発生しても、パーティクルはスクラブ処理中のウェハＷの上面には接触しない。

本実施形態では、基板処理装置は、８つのチャック１１を備えており、ウェハＷの周縁部は、基本的に８つのクランプ４０で保持される。ウェハＷのスクラブ処理中において、複数のクランプ４０のうち、少なくとも１つのクランプ４０が第１位置から第２位置まで移動し、他のクランプ４０はウェハＷの周縁部を保持する。したがって、ウェハＷが基板回転機構１０により回転しても、ウェハＷはチャック１１から離間して、外部に飛び出すことはない。

本実施形態によれば、ウェハＷの周縁部を保持するクランプ４０の数は、任意に決定することができる。一実施形態では、基板処理装置に設けられるクランプ４０の数は、ウェハＷのスクラブ処理中に第１位置から第２位置まで移動するクランプ４０の数に数値４（すなわち、４つのクランプ４０）を加えた数である。したがって、例えば、８つのクランプ４０が設けられる場合、ウェハＷのスクラブ処理中に第１位置から第２位置まで移動することができるクランプ４０の数は４である。第１位置から第２位置まで移動させるクランプ４０の数はカム２０１の円弧面２０１ａの大きさやクランプ４０の配置間隔などの要素に基づいて決定される。

上述した実施形態では、１つのカム２０１が設けられているが、カム２０１の数は本実施形態に限定されない。ウェハＷが回転しても外部に飛び出さなければ、つまり、クランプ４０がウェハＷを確実に保持することができれば、基板処理装置は、複数の（少なくとも２つ以上）カムを備えてもよい。一実施形態では、複数のカムは互いに近接して配置されてもよく、他の実施形態では、複数のカムは、ウェハＷの中心ＣＰを挟んで対称的に配置されてもよい。

次に、本実施形態の基板処理装置の動作について説明する。スクラバー５０は、基板回転機構１０の外側の退避位置に移動される。この状態で、ウェハＷは、図示しない搬送機により基板回転機構１０の上方に搬送される。上記リフト機構３０によりチャック１１が上昇し、ウェハＷがチャック１１の上端に載置される。チャック１１が下降すると、チャック１１のクランプ４０によりウェハＷが保持される。ウェハＷは、裏面（すなわち、デバイスが形成されていない面）が上を向き、デバイスが形成されている面が下を向くように、基板回転機構１０に保持される。

スクラバー５０は退避位置から処理位置に移動される。ウェハＷは、基板回転機構１０により所定の速度で回転される。スクラバー５０はスクラバー回転機構５８により回転されつつ、クリーニングテープ６１がウェハＷの上面に接触するまでスクラバー昇降機構５２により下降される。ウェハＷの上面に液体供給ノズル２７から処理液として純水が供給されつつ、ウェハＷの上面は、回転するクリーニングテープ６１から構成されるスクラブ面により処理される。純水に代えて、砥粒を含む研磨液を処理液として使用してもよい。あるいは、表面に砥粒が付着したクリーニングテープを使用してもよい。また、処理液を使用しないで、ドライな状態でクリーニングテープ６１をウェハＷに摺接してもよい。

スクラブ処理中は、ウェハＷはその下方から静圧支持機構９０により支持されており、この状態でスクラバー５０は、その軸心を中心として複数のクリーニングテープ６１を回転させながら、該クリーニングテープ６１をウェハＷの上面に摺接させる。これにより、ウェハＷの上面に付着している異物やウェハ面上の傷を除去することができる。ウェハＷは静圧支持機構９０により支持されているので、スクラバー５０は大きな荷重でクリーニングテープ６１をウェハＷに摺接させることができる。したがって、従来の洗浄装置では除去することができなかった比較的大きな異物や、ウェハＷの表面に食い込んだ異物を除去することができる。

スクラバー５０とウェハＷは同じ方向に回転される。スクラバー５０の回転速度は、ウェハＷに接触するクリーニングテープ６１の全ての部位においてウェハＷとクリーニングテープ６１との相対速度が同じとなるように設定される。このようなスクラバー５０の回転速度は、ウェハＷの回転速度に依存して決定される。ウェハＷのスクラブ処理終了後、スクラバー５０は退避位置に移動される。

ウェハＷのスクラブ処理終了後、スクラバー５０は退避位置に移動される。ウェハＷの上面には洗浄液としての純水が上記液体供給ノズル２７から供給され、スクラブ処理で発生した屑が洗い流される。その後、必要に応じて、洗浄ノズル１００から、洗浄液がウェハＷの上面に供給され、スクラバー５０で除去されなかった微小な異物や屑が除去される。洗浄ノズル１００は、ウェハＷの上方に配置されている。ウェハＷの洗浄中に、ウェハＷを静圧支持機構９０により支持してもよい。

図２６は基板処理装置の他の実施形態を示す図である。図２６では、図面を見やすくするために、静圧支持機構９０の図示は省略されている。図２６に示すように、スクラバー５０は、パッド部材１５０をスクラブ部材として備えている。本実施形態では、パッド部材（研磨具）１５０は、表面に砥粒が付着され、または固定された弾性部材である。スクラバー５０およびパッド部材１５０は、楕円形状を有しているが、これらスクラバー５０およびパッド部材１５０の形状は本実施形態に限定されず、円形状を有してもよい。

スクラバー５０は、砥粒を有しないクリーニングテープ６１、砥粒を有する研磨テープ、研磨液供給機構から供給された砥粒を含む研磨液が含浸されるように構成されたパッド部材、表面に砥粒が付着若しくは固定された弾性部材、または砥石を有するグラインダーのいずれか１つ、またはこれらのいずれかから選択された組み合わせからなるスクラブ部材を備えていてもよい。

パッド部材１５０はスクラバー５０の下面に設けられており、ウェハＷの上面に接触可能である。本実施形態では、スクラバー５０は揺動アーム５３の一端に固定されており、揺動アーム５３の他端には、揺動軸５４が固定されている。揺動軸５４が駆動されると、スクラバー５０は、ウェハＷの上面の上方の処理位置とウェハＷの半径方向外側にある退避位置との間を移動する。

液体供給ノズル２７は、ノズル旋回軸１５１に連結されており、ノズル旋回軸１５１を中心として旋回可能に構成されている。液体供給ノズル２７は、ウェハＷの上面の上方の処理位置とウェハＷの半径方向外側にある退避位置との間を移動するように構成されている。退避位置には、液体供給ノズル２７の先端（すなわち、液体供給口）を洗浄するノズル洗浄部１５２が設けられてもよい。液体供給ノズル２７が退避位置にあるとき、液体供給ノズル２７の先端はこのノズル洗浄部１５２で洗浄される。

図２７は基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。図２７においても、静圧支持機構９０の図示は省略されている。図２７では、基板処理装置は、水平方向に延びる固定ベース１６０と、固定ベース１６０に連結され、固定ベース１６０上を水平方向に移動可能に構成されたリフタ１６１とをさらに備えている。固定ベース１６０およびリフタ１６１はウェハＷの半径方向外側、すなわち、基板回転機構１０の外側に配置されている。本実施形態でも、スクラバー５０は、パッド部材１５０をスクラブ部材として備えている。なお、本実施形態では、スクラバー５０およびパッド部材１５０は円形状を有しているが、図２６に示す実施形態と同様に、スクラバー５０およびパッド部材１５０は、楕円形状を有してもよい。

リフタ１６１には、スクラバーアーム１５３が固定されている。このスクラバーアーム１５３はリフタ１６１からウェハＷに向かって水平方向に延びるアーム部材である。スクラバー５０は、スクラバーアーム１５３の一端に固定されており、スクラバーアーム１５３の他端はリフタ１６１に固定されている。したがって、スクラバー５０は、リフタ１６１と一体に水平方向に移動し、かつリフタ１６１によって上昇および下降される。リフタ１６１を鉛直方向および水平方向に移動させる駆動源としては、リニアモータまたはラック・アンド・ピニオンを挙げることができる。このような構成により、スクラバー５０は、リフタ１６１によって水平方向および鉛直方向、すなわち、ウェハＷの上面に対して直線状に移動可能である。固定ベース１６０およびリフタ１６１は、第２のスクラバー移動機構を構成している。なお、この第２のスクラバー移動機構は、上述した構成要素（すなわち、固定ベース１６０およびリフタ１６１）以外の構成要素を備えてもよい。

図２８は基板処理装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態でも、スクラバー５０は、パッド部材１５０をスクラブ部材として備えている。本実施形態では、液体供給ノズル２７は、揺動アーム５３（またはスクラバー５０）の側面に取り付けられており、液体供給ノズル２７は、スクラバー５０とともに移動することができる。つまり、揺動軸５４の駆動により、スクラバー５０が水平方向に旋回すると、スクラバー５０とともに液体供給ノズル２７も水平方向に旋回し、スクラバー昇降機構５６（図２参照）により、スクラバー５０が昇降すると、スクラバー５０とともに液体供給ノズル２７も昇降する。この液体供給ノズル２７は、液体供給ライン１５４を介して図示しない液体供給源に接続されている。

図２９は、上述した基板処理装置を備えた基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。本実施形態では、基板処理システムは、多数のウェハをストックするウェハカセットが載置されるフロントロード部１２１を備えたロードアンロード部１２０を有している。フロントロード部１２１には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

ロードアンロード部１２０には、フロントロード部１２１の配列方向に沿って移動可能な第１の搬送ロボット（ローダー）１２３が設置されている。第１の搬送ロボット１２３はフロントロード部１２１に搭載されたウェハカセットにアクセスして、ウェハをウェハカセットから取り出すことができるようになっている。

基板処理システムは、水平方向に移動可能な第２の搬送ロボット１２６と、この搬送ロボット１２６の移動方向に沿って配置された複数の基板処理装置１２７と、基板処理システム全体の動作を制御する動作コントローラ１３３と、研磨されたウェハを洗浄する洗浄ユニット１７２と、洗浄されたウェハを乾燥させる乾燥ユニット１７３とをさらに備えている。これら基板処理装置１２７は、上述した基板処理装置と同様の構成を備えており、図２９に示す実施形態では、基板処理装置１２７は、スクラブ部材を有するスクラバー（研磨ヘッド）５０を備えた研磨装置である。

ウェハカセット内のウェハは、第１の搬送ロボット１２３によって基板処理装置１２７に搬送され、ここでウェハの上面が研磨される。ウェハは第２の搬送ロボット１２６により基板処理装置１２７から取り出され、洗浄ユニット１７２に搬送される。一実施形態では、洗浄ユニット１７２は、ウェハを挟むように配置された上側ロールスポンジおよび下側ロールスポンジを備えており、洗浄液をウェハの両面に供給しながらこれらロールスポンジでウェハの両面を洗浄する。

洗浄されたウェハは、第２の搬送ロボット１２６によって乾燥ユニット１７３に搬送される。一実施形態では、乾燥ユニット１７３は、ウェハをその軸心まわりに高速で回転させることによってウェハをスピン乾燥する。乾燥されたウェハは、第１の搬送ロボット１２３によりフロントロード部１２１のウェハカセットに戻される。このようにして、基板処理システムは、ウェハの研磨、洗浄、および乾燥の一連の工程を行うことができる。

ウェハの上面の全体を研磨するために、従来の基板処理システム（例えば、特許文献２参照）は、ウェハの外周側領域を研磨する第１基板処理装置と、ウェハの中心側領域を研磨する第２基板処理装置とを備えている。つまり、従来の基板処理システムでは、合計２台の基板処理装置が必要である。さらに、このようなシステムでは、少なくとも２つの処理を経なければ、ウェハの上面の全体を処理することができない。

本実施形態では、基板処理装置は、クランプ移動機構２００を備えているため、基板処理システムは、ウェハの上面の全体を１台の基板処理装置１２７で研磨することができる。したがって、基板処理システムは、従来の基板処理システムと同じ面積でより多くの基板処理装置１２７を備えることができる。本実施形態では、基板処理システムは、２台の基板処理装置１２７を備えており、各基板処理装置１２７でウェハの上面の全体を処理することができるため、ウェハのスループットを向上することができる。

図３０は基板処理システムの他の実施形態を示す図である。ウェハＷの上面の全体を１つの工程で処理することができるため、基板処理システムは、１台の基板処理装置１２７を備えてもよい。図３０に示すように、洗浄ユニット１７２および乾燥ユニット１７３は上下方向に重なるように配置されてもよい。本実施形態によれば、基板処理システムは、少なくとも１台の基板処理装置１２７を備えていればよいので、基板処理装置１２７の数を減らすことができる。したがって、基板処理システムのコストを減少することができ、さらには、基板処理システムの設置面積をさらに小さくすることができる。

基板処理システムは、１枚のウェハを複数の基板処理装置１２７で連続的に処理するシリアル処理と、複数枚のウェハを１台の基板処理装置１２７で並行して処理するパラレル処理と、複数枚のウェハを複数台の基板処理装置１２７で処理するシリアル処理とパラレル処理の組み合わせのいずれかを選択的に実行することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

例えば、ウェハＷに対して１回だけスクラブ処理を行えばスクラブ処理が完了するような場合には、複数のチャック１１の回転に伴ってクランプ４０がスクラバー５０に近づく方向に移動しているときに、クランプ４０に連結されたカムフォロワ２０５をカム２０１に接触させてクランプ４０を第１位置から第２位置まで移動させ、そのままスクラバー５０をウェハＷから離間させることで、スクラブ処理を終了させることも考えられる。このような場合には、クランプ付勢機構を構成上省略することも可能である。

１０ 基板回転機構
１１ チャック
１２ 中空モータ
１２Ａ 回転子
１２Ｂ 固定子
１４ 静止部材
１６ 回転基台
１８ ばね
２０ アンギュラコンタクト玉軸受
２５ 回転カバー
２７ 液体供給ノズル
３０ リフト機構
３１ リングステージ
３２ ロッド
３３ エアシリンダ
４０ クランプ
４１ 位置決め部
４１ａ 側面
４３〜４５ 磁石
５０ スクラバー
６０ テープカートリッジ
６１ クリーニングテープ（研磨テープ）
６２ 押圧部材
６３ 付勢機構
９０ 静圧支持機構
１００ 洗浄ノズル
１２１ フロントロード部
１２３ 第１の搬送ロボット
１２６ 第２の搬送ロボット
１２７ 基板処理装置
１３３ 動作コントローラ
１５０ パッド部材
１５１ ノズル旋回軸
１５２ ノズル洗浄部
１５３ スクラバーアーム
１５４ 液体供給ライン
１６０ 固定ベース
１６１ リフタ
１７２ 洗浄ユニット
１７３ 乾燥ユニット
２００ クランプ移動機構
２０１ カム
２０１ａ 円弧面
２０２ カム接触面
２０３ 支柱
２０５ カムフォロワ

Claims (13)

1. 基板の周縁部を保持する第１位置と、前記基板から離間した第２位置との間を移動可能なクランプをそれぞれ有する複数のチャックと、
   前記複数のチャックに保持された前記基板を回転させるための基板回転機構と、
   前記複数のチャックに保持された前記基板の上面をスクラブするためのスクラバーと、
   前記スクラバーに近接して配置されたカムとを備え、
   前記複数のチャックのそれぞれは、
   前記クランプに連結され、前記カムとの接触により前記クランプを前記第１位置から前記第２位置まで移動させるカムフォロワとを備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記クランプを前記第２位置から前記第１位置への方向に付勢するクランプ付勢機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記複数のチャックのそれぞれは、自身の軸心を中心に回転可能な支柱を有しており、
   前記クランプは前記支柱に設けられ、かつ前記支柱の軸心から離れた位置にあり、
   前記カムフォロワは前記支柱を介して前記クランプに連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記カムフォロワは、前記支柱の軸心を中心に前記支柱と一体に回転可能であり、かつ前記支柱の軸心から離れた位置にあるカム接触面を有していることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記カム接触面は、平坦面であることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記カムは、前記スクラバーの下方に位置していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記スクラバーは、砥粒を有しないクリーニングテープ、砥粒を有する研磨テープ、砥粒を含む研磨液が含浸されたパッド部材、表面に砥粒が付着若しくは固定された弾性部材、または砥石を有するグラインダーのいずれか１つ、またはこれらのいずれかから選択された組み合わせからなるスクラブ部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記スクラバーは、
   砥粒を有しないクリーニングテープまたは砥粒を有する研磨テープからなるスクラブ部材と、
   前記クリーニングテープまたは前記研磨テープを、前記基板に向かって付勢する複数の付勢機構とを備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記スクラバーが連結された揺動アームと、該揺動アームが固定された揺動軸と、該揺動軸が連結された軸回転機構とを含む第１のスクラバー移動機構をさらに備え、
   前記第１のスクラバー移動機構は、前記スクラバーを前記基板の上面に対して、水平方向に揺動させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記基板回転機構の外側に配置された固定ベースと、該固定ベースに連結されたリフタとを含む第２のスクラバー移動機構をさらに備え、
    前記第２のスクラバー移動機構は、前記スクラバーを前記基板の上面に対して、水平方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 基板の周縁部を保持する第１位置と、前記基板から離間した第２位置との間を移動可能なクランプをそれぞれ有する複数のチャックで基板の周縁部を保持し、
    前記複数のチャックを前記基板とともに回転させ、
    スクラバーで前記基板の上面をスクラブし、
    前記複数のチャックの回転に伴って前記クランプが前記スクラバーに近づく方向に移動しているときに、前記クランプに連結されたカムフォロワをカムに接触させて前記クランプを前記第１位置から前記第２位置まで移動させることを特徴とする基板処理方法。
12. 前記複数のチャックの回転に伴って前記クランプが前記スクラバーから遠ざかる方向に移動しているときに、前記カムフォロワを前記カムから離間させて前記クランプを前記第２位置から前記第１位置に移動させることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
13. 前記カムは、前記スクラバーの下方に位置していることを特徴とする請求項１１または１２に記載の基板処理方法。

Images