JP2005026512A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板上に薬液を吐出しつつ、薬液を吸引して、基板に対して薬液処理を行う基板処理装置において、薬液処理による欠陥の発生を抑制する。
【解決手段】薬液流入開口２１ａから供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出口２１ｂから吐出する薬液吐出ノズル２１と，リンス液流入口２３ａから供給されたリンス液を前記基板に対向するリンス液吐出口２３ｂから吐出するリンス液吐出ノズル２３と，前記基板に対向する吸引口２４ｂ，２５ｂから前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズル２４，２５とを具備する薬液吐出／吸引部２０と、前記薬液吐出／吸引部２０と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保ちながら相対的に走査する機構とを具備し、前記リンス液吐出ノズル２３は、前記リンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】薬液流入開口２１ａから供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出口２１ｂから吐出する薬液吐出ノズル２１と，リンス液流入口２３ａから供給されたリンス液を前記基板に対向するリンス液吐出口２３ｂから吐出するリンス液吐出ノズル２３と，前記基板に対向する吸引口２４ｂ，２５ｂから前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズル２４，２５とを具備する薬液吐出／吸引部２０と、前記薬液吐出／吸引部２０と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保ちながら相対的に走査する機構とを具備し、前記リンス液吐出ノズル２３は、前記リンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体（ウエハ工程、露光用マスク製造工程）、液晶デバイス作成技術における薬液処理方法（特に現像、エッチング、洗浄）に使用される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶ディスプレーの製造工程における基板の加工技術には広くウエットプロセスが用いられている。特に感光性樹脂を感光させた後の現像処理においては、パドル法が積極的に検討されている。従来のパドル法では基板を回転させながら、基板上方に配置した薬液供給部より薬液を供給していたものの、基板の中心部と周辺部で薬液の吐出圧力や単位面積あたりの薬液供給量をそろえる事は非常に困難であり、面内で均一の加工精度を得ることは非常に困難となってきている。又、現像が進行するに従いその副産物として溶解生成物や濃度の低い現像液が発生する。
【０００３】
一般に溶解生成物や濃度の薄くなった現像液は感光性薄膜の溶解を阻害する効果があると考えられており、それらが基板内のパターン疎密に応じて生じるので分布を持って生じてしまう。その後基板回転による遠心力等の力を受け基板上を不均一に動き回るため、従来のパドル法では面内で均一の加工精度を得ることができなくなってきている。現像途中に薬液流動を起こさせるため吸引ノズルを使った処理方法も提案されている。
【０００４】
特許文献１では、現像液吐出口及び現像液吸引口を備えたノズルの提案、及びそのノズルを用いた基板処理方法が提案されている。これは薬液吐出口から薬液を吐出し、溶液吸引口から薬液を吸引する機能を有するノズルを基板に近接させて基板を処理する方法に関するものであり、パターン疎密によるパターン寸法差をなくさせるものである。このような薬液処理を行うと現像が進行するにつれ感光性薄膜等の有機物残渣が基板表面に付着する場合が考えられる。それら残渣は現像後のエッチング前には除去されていないとエッチング加工を行った場合に欠陥となるので、現像中、あるいは現像後の段階で除去されている状態が望ましい。
【０００５】
しかし基板表面に付着した有機物残渣は非常に強い力で基板に付着しており、それらを除去するには吸引口を具備したノズルによる吸引力だけでは効率的に除去させることは困難であり、ひいては欠陥を生じる原因となっていた。
【０００６】
又、上記特許文献１に示したような現像処理を繰り返し行った際にはノズル下面が上記有機物残渣等の付着により汚染され、ひいてはその残渣が処理中になんらかの力により処理液中に流れでて、その後基板上に付着してしまいそれが欠陥となるという問題もあった。ノズル下面に有機物等の異物が付着しないようにするための方法も検討されなければならない問題となっていた。
【０００７】
また、上記装置では、現像液吐出口と現像液吸引口とを挟むようにリンス液吐出口が形成されていた。この構造では、走査方向に対して側面から基板上の現像液部分に泡が混入する事があった。現像液に泡が混入することにより現像が均一に行われず、欠陥が発生することがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３８８３５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、現像により発生した現像副産物等が基板表面及び／又はスキャンノズル下面に付着して、欠陥の原因となると言う問題があった。
【００１０】
また、基板上の現像液に泡が混入して、現像が均一に行われず、欠陥が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、基板上に薬液を吐出しつつ、薬液を吸引して、基板に対して薬液処理を行う基板処理装置において、薬液処理による欠陥の発生を抑制し得る基板処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【００１３】
（１）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する第１の薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、前記第２及び／又は第３の薬液吐出ノズルは、前記第２及び／又は第３の薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする。
【００１４】
（２）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する薬液吐出ノズルと、前記基板に対向し、前記薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、前記薬液吐出開口と二つの溶液吸引開口との間にそれぞれ設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の溶液吸引開口、前記薬液吐出開口、前記第２の溶液吸引開口の順番に配置され、前記第１の薬液吐出ノズルは、前記薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする。
【００１５】
（３）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、前記第２の薬液吐出開口の断面積は、前記第２の薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする。
【００１６】
（４）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口及び吸引開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、前記薬液吐出開口の断面積は、前記薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする。
【００１７】
（５）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと、第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと、前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口、第１及び第２の吸引開口、並びに第２の薬液吐出開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、前記第２の薬液吐出開口は、前記薬液吐出開口及び吸引開口を含む領域を囲うように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
（６）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向し、前記第１の薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間及び第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構と、前記部材と前記基板との間に電界をかける電圧印加部とを具備してなることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の実施の形態１についてウエハを現像する場合を例に図１を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板現像装置における基板処理部の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態では、図１に示すように、現像装置１００は、基板１１、例えば半導体ウエハを略水平に保持する基板保持機構１０と、基板保持機構１０の上方に配置されたスキャンノズル（薬液吐出／吸引部）２０と、スキャンノズル２０に薬液を供給及びスキャンノズル２０から薬液を吸引する薬液供給／吸引系３０と、スキャンノズル２０に備付けられたギャップ測定機構４０と、スキャンノズル２０の両端に備え付けられたギャップ調整機構５０と、スキャンノズル２０と基板保持機構１０を相対的に略水平方向に移動させるための移動機構６０とを備えている。
【００２１】
スキャンノズル２０の側面には、スキャンノズル２０の下面と基板ホルダー１２上に載置される半導体ウエハ１１の上面との間隔を測定するためにレーザー光を用いたギャップ測定機構４０が設けられている。
【００２２】
移動機構６０は、スキャンステージ６１を有し、ギャップ調整機構５０は、スキャンノズル２０の両端部に設けられ、スキャンノズル２０と一体でスキャンステージ６１上を水平方向に移動可能に取付けられている。
【００２３】
そしてギャップ調整機構５０は、ピエゾ素子を備えており、ギャップ測定機構４０による測定結果に基づいて、スキャンノズル２０の下面と基板ホルダー（バキュームチャック）１２上に載置される半導体ウエハ１１の上面との間隔を所定値に調整するようになっている。
【００２４】
基板保持機構１０は、基板ホルダー１２と、補助板１３とを具備する。基板ホルダー１２上に基板１１が載置される。基板ホルダー１２の周囲に補助板１３が配置されている。補助板１３は上下動可能であり、現像時基板１１の表面と補助板１３との表面とがほぼ同じ高さになるようにする。これにより、スキャンノズル２０で現像液を吸引する際、ウエハ面内で等しく吸引力が働くようになる。
【００２５】
補助板１３としては、その表面と基板の表面との濡れ性が、ほぼ同じになるような材質を選ぶことが好ましい。具体的には、基板上での現像液の接触角と基板ホルダー上での現像液の接触角がほぼ同じになるようにする。
【００２６】
基板ホルダー１２に設けられた補助板７８は、上下動可能であり、使用時には基板１１表面と同じ高さまで上昇し、
スキャンノズルの詳細について図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係わる現像装置のスキャンノズルの構造を示す図である。図２（ａ）はスキャンノズルの下面側の平面図、図２（ｂ）はスキャンノズルの断面図である。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンノズル２０は、基板ホルダー１２に対しての移動方向と垂直な方向に長辺を有する横断面長方形状の直柱状構造である。基板ホルダー１２と対向するスキャンノズルの下面は平坦面を有している。長辺は、少なくとも基板ホルダー１２の幅以上の長さを有している。
【００２８】
スキャンノズル２０下面側はノズルに接続された金属板（部材）４１であり、基板との間に電圧をかけられるようになっている。耐酸性、耐アルカリ性を有するに表面に酸化クロム膜を形成したＳＵＳを用いた。ノズルの材質はテフロンを用いており、その固定はＳＵＳを用いて補強した。
【００２９】
スキャンノズル２０は、現像液吐出ノズル２１，プリウエット液吐出ノズル２２，リンス液吐出ノズル２３，及び第１及び第２の吸引ノズル２４，２５を具備する。
【００３０】
スキャンノズル２０の上面に設けられた現像液流入口２１ａには、円管からスリット状に広がりをもつ現像液供給配管３１が接続されている。または、円管形状のリンス液供給配管３３とリンス液吐出ノズルの間に液溜めが挿入されている。
【００３１】
プリウエット液吐出ノズル２２は、スキャンノズル２０下面に近づくほど、基板主面に垂直な面の断面積が小さくなっている部分を有する。同様にスキャンノズル２０の上面に設けられたプリウエット液流入口２２ａには、円管からスリット状に広がりをもつプリウエット液供給配管３２が接続されている。または、円管形状のプリウエット液供給管管３２とプリウエット液吐出ノズル２２との間に液溜めが挿入されている。
【００３２】
リンス液吐出ノズル２３は、スキャンノズル２０下面に近づくほど、基板主面に垂直な面の断面積が小さくなっている部分を有する。同様にスキャンノズル２０の上面に設けられたリンス液流入口２３ａには、円管からスリット状に広がりをもつリンス液供給配管３３が接続されている。または、円管形状のリンス液供給配管３３とリンス液吐出ノズルの間に液溜めが形成されている。
【００３３】
スキャンノズル２０の上面に設けられた溶液排出口２４ａ，２５ａには、円管からスリット状に広がりをもつ溶液排出配管３４が接続されている。
【００３４】
それぞれの径をリンス液吐出口２３のスリット巾は０．５ｍｍである。又、リンス液吐出ノズル２３へのリンス液流入口２３ａの巾は５ｍｍである。又、現像液吐出口２１ｂ、溶液吸引口２４ｂ，２５ｂの巾はそれぞれ２ｍｍである。
【００３５】
現像液供給配管３１から供給された現像液は、現像液流入口２１ａから現像液吐出ノズル２１内に供給される。そして、現像液吐出ノズル２１内に供給された現像液は、基板１１に対向する現像液吐出口２１ｂから吐出される。
【００３６】
プリウエット液供給配管３２から供給されたプリウエット液は、プリウエット液流入口２２ａからプリウエット液吐出ノズル２２内に供給される。そして、プリウエット液吐出ノズル２２内に供給されたプリウエット液は、基板１１に対向するプリウエット液吐出口２２ｂから吐出される。
【００３７】
リンス液供給配管３３から供給されたリンス液は、リンス液流入口２３ａからリンス液吐出ノズル２３内に供給される。そして、リンス液吐出ノズル２３内に供給されたリンス液は、基板１１に対向するリンス液吐出口２３ｂから吐出される。
【００３８】
基板１１上に供給された溶液（現像液，プリウエット液，及びリンス液）は、基板１１に対向する溶液吸引口２４ｂ，２５ｂから吸引される。吸引された溶液は、第１及び第２の吸引ノズル２４，２５を介して、溶液吸引系に排出される。
【００３９】
本実施形態では、現像液吐出口２１ｂ，プリウエット液吐出口２２ｂ，リンス液吐出口２３ｂ及び溶液吸引口２４ｂ，２５ｂは、基板ホルダー１２に対しての移動方向と垂直な方向に長辺を有し、且つ移動方向と平行な方向に短辺を有する長方形（スリット）状の開口である。
【００４０】
本実施形態では、現像液吐出口２１ｂとプリウエット液吐出口２２ｂとリンス液吐出口２３ｂと２個の溶液吸引口２４ｂ，２５ｂとは、基板ホルダー１２に対しての移動方向と平行な方向に沿って、互いに所定の間隔をおいて配置されている。
【００４１】
基板ホルダー１２に対しての移動方向に平行な平行な方向に沿って、プリウエット液吐出口２２ｂ，第１の溶液吸引口２４ｂ，現像液吐出口２１ｂ，第２の吸引口２５ｂ及びリンス液吐出口２３ｂが配置されている。
【００４２】
現像液吐出口２１ｂと第１の溶液吸引口２４ｂとの距離を１０ｍｍ、現像液吐出口２１ｂと第２の吸引口２５ｂとの距離を１０ｍｍとした。従って、現像液吐出口２１ｂから吐出された現像液はその両側に配置された溶液吸引口２４ｂ，２５ｂへと向かう流れを作り、２つの溶液吸引口２４ｂ，２５ｂで挟まれた領域においてのみ現像が行われる。
【００４３】
スキャンノズル２０下面と基板１１との距離（ギャップ）を約１００μｍに設定し、該ノズルは水平方向、垂直方向に移動可能となるよう駆動機構を具備した。
【００４４】
次に、本実施形態の現像装置を用いて、現像する方法について、図３及び図４を参照して説明する。
【００４５】
現像に先立ち、半導体ウェハ７１上に、０．４μｍ厚のレジスト等の感光性樹脂膜７２を形成する。ＫｒＦエキシマ・ステッパーによりクロムマスクを介して露光し、感光性樹脂膜に潜像を形成する。
【００４６】
次に、潜像が形成された感光性樹脂膜７２の現像を行う手順を説明する。ウエハ７１の直径とほぼ同サイズでウエハ全面に液供給可能なスキャンノズルをイニシャルポジションに動かす。ウエハを基板ホルダー１２で水平に保持する。補助板１３表面の高さをウエハ７１の高さと略同じにする。
【００４７】
プリウエット液吐出口２２ｂからプリウエット液（純水）７４を吐出すると共に、リンス液吐出口２３ｂからリンス液７５を吐出し、補助板１３上、及びウエハ７１上がプリウエット液７４又はリンス液７５で満たされた状態にする。スキャンノズル２０をウエハ７１主面上端部からギャップ１００μｍを保ちながら速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで走査させると同時に現像液７３吐出、吸引を開始させる。本実施形態において、現像液はＡＤ−１０（多摩化学製：規定度０．２７Ｎ）を使用する。現像液吐出流量、及び吸引流量、吸引流量はそれぞれ現像液吐出口から吐出された現像液の流量が等しくなるようにレギュレータで吸引圧を調整する。
【００４８】
現像液７３は、現像液吐出口２１ｂと両側の溶液吸引口２４ｂ及び２５ｂ間におけるスキャンノズル２０下面と被処理面との間隙を通して流れ、その領域間では、常に新鮮な現像液が供給され、フォトレジストが溶解した現像液は、直ちに、吸引されて取り除かれ、領域間には、常に新鮮な現像液が液盛りされた状態になる。
【００４９】
スキャンノズル２０の走査開始から走査終了まで、金属板４１にも電圧をかけ続けながら処理を行った。印加電圧は１Ｖとした。
【００５０】
ウエハ７１とスキャンノズル２０下面とのギャップについては、ギャップ測定機構４０でギャップを測定しつつ、設定値である１００μｍになるようギャップ調整機構５０に制御をかけながらノズル走査を行った。プリウエット液吐出口２２ｂ、リンス液吐出口２３ｂからは処理開始から処理終了まで、プリウエット液、リンス液は常に吐出している状態である。現像液吐出口２１ｂから溶液吸引口２４ｂ，２５ｂまでの長さが１０ｍｍとしたので実効の現像時間はウエハ上のすべての点において４０ｓｅｃである。
【００５１】
スキャンノズル２０がウエハ７１面上を横切った後、ウエハ７１表面のリンスを充分行う。リンス後、ウエハ７１を乾燥させて、レジストパターン形成が完了する。
【００５２】
形成されたパターンを用いてマスク欠陥検査装置で欠陥評価を行ったところ、パターンエリア約１２０ｍｍ□において欠陥数が１０３個と電界を加えないで処理を行った場合の欠陥数２５０個に比べて大幅に低減することができた。
【００５３】
リンス液吐出ノズル２３が、リンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、このリンス液吐出ノズル２３の構造は、リンス液流入口２３ａの断面積がリンス液吐出口２３ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
【００５４】
現像が進行するにつれ感光性樹脂膜等の有機異物がスキャンノズル２０下面あるいはウエハ７１表面に付着する場合が考えられる。リンス液吐出ノズル２３をリンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、リンス液吐出口２３ｂからのリンス液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、通常のリンスにおいては除去することが困難であるような極微細パターン間等に付着した現像副産物等の効率的除去が可能となり、ひいては欠陥を低減することが可能となる。
【００５５】
又、吐出口の径を狭めることにより吐出口の径を狭めない場合に比べて同じ流量のリンス液を流した場合において強いインパクトを与えることが可能となり、現像副産物の効率的除去及び薬液、リンス液の消費量低減が同時に実現可能となる。
【００５６】
吐出速度の例を示す。該ノズルへのリンス液の単位時間当たりの流量が１Ｌ／ｍｉｎであるとすると、流入経路の断面積が７５０ｍｍ２（５ｍｍ×１５０ｍｍ）である場合、１３３３ｍｍ／ｍｉｎの流入速度である。吐出口の断面積を７５ｍｍ２（０．５ｍｍ×１５０ｍｍ）すると、１３３３３ｍｍ／ｍｉｎの平均流速となり、断面積に反比例して吐出速度を早くすることが可能となり、ひいては流量を変えることなく高インパクト化が可能となる。
【００５７】
プリウエット液吐出ノズル２２が、プリウエット液吐出口２２ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、このプリウエット液吐出ノズル２２の構造は、プリウエット液流入口２２ａの断面積がプリウエット液吐出口２２ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
ウエハ７１表面にダストが付着している場合が考えられる。ウエハ表面出すとが付着した状態で現像を行うと欠陥が発生することになる。プリウエット液吐出ノズル２２をプリウエット液吐出口２２ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、プリウエット液吐出口２２ｂからのプリウエット液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、ウエハ７１表面に付着するダストの効率的除去が可能となり、ひいては欠陥を低減することが可能となる。
【００５８】
現像液吐出ノズル２１が、現像液吐出口２１ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、この現像液吐出ノズル２１の構造は、現像液流入口２１ａの断面積が現像液吐出口２１ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
上記装置を用いた現像では、現像が進行するにつれ感光性樹脂膜等の現像副産物が極微細パターン間に留まり、現像の促進を阻害することがある。現像液吐出ノズル２１を現像液吐出口２１ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、現像液吐出口２１ｂからの現像液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、極微細パターン間等に留まっている現像副産物等の効率的除去が可能となり、現像を促進することができる。
【００５９】
リンス液供給口から吐出口に至るまでの流入経路の形状の例を図５〜図１０に示す。図５〜図１０に示したようにただ一つの形状に限定されるものではない。斜め形状であってもよいし、曲線的であってもよい。又、階段状に狭めていくことも有り得る。理想的には液の溜まりが生じない斜め形状がよい。又、供給口から一旦広がった後に最終的に吐出口にて狭くなる構造でもよい。基板上のレジストから見て先に処理される側の吐出口は通常の大きさの開口で、後に処理される側のリンス液吐出口の開口断面積を狭くする場合も有り得る。本実施例は現像液吐出口についても適用可能である。
【００６０】
基板−スキャンノズル間に電圧を印加することにより以下の効果がある。
上記装置では、現像が進行するにつれ感光性薄膜等の有機物異物がスキャンノズル２０下面あるいはウエハ７１表面に付着する場合が考えられる。ウエハ７１表面に付着した場合、欠陥になる恐れがあるため処理中あるいは処理後においてノズルと基板の間に電界を与えることにより基板の表面電位或いは異物の表面電位に変化を与えつつ、リンス液吐出によるインパクトや流れによる力を異物に与えることにより、効率的に異物を基板表面から除去することが可能になると考えられる。又、現像処理を行った際にノズル下面に有機物等の異物が付着しないようにするための方法としても有効であると考えられる。
【００６１】
ノズル下面は薬液に接触する部分であるため、耐薬品性を有しかつ安定である必要性がある。酸化クロム膜を用いることにより導電性を有しかつ高い耐薬品性、安定性を実現できる。
【００６２】
本実施形態の場合、ノズル下面と基板との電位差を１Ｖとしたが、必ずしもその値に限定されるものではない。欠陥の除去効率が上がるよう用いている基板やレジストに応じて適宜設定されるべきものである。
【００６３】
又、本実施形態においてはノズル下面全域に表面に酸化クロム膜が形成された金属板を設けたが、必要に応じた個所のみ設置しても良い（例えば現像液吸引口とリンス液吐出口で挟まれた領域のみの場合も有り得る）。
【００６４】
又、図３に示したようにリンス液吐出ノズルの形状を現像液吐出口及び現像液吸引口を覆うように設定することにより現象処理領域に欠陥の原因となる泡が混入するのを防ぐことができ、このような実施の形態も有り得る。
【００６５】
又、金属板を複数に分割し異なった電圧値を設定することも有り得る。
又、本実施形態についてはウエハの現像に関し適用例を示したが、ウエハの現像だけに限定されるものではない。例えばウエハのウエットエッチングや半導体製造用のフォトマスク製作プロセスにおける基板上の感光性膜の現像、ウエットエッチング、洗浄、及びカラーフィルター製作プロセス、及びＤＶＤ等のディスクの加工プロセスにおける現像等においても適用可能である。
【００６６】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板上に薬液を吐出しつつ、薬液を吸引して、基板に対して薬液処理を行う基板処理装置において、薬液処理による欠陥の発生を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる現像装置における基板処理部の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係わる現像装置のスキャンノズルの構造を示す図。
【図３】第１の実施形態に係わる現像装置を用いた現像処理の説明に用いる平面図。
【図４】第１の実施形態に係わる現像装置を用いた現像処理の説明に用いる断面図。
【図５】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図６】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図７】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図８】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図９】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図１０】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１０…基板保持機構，１１…基板，１２…基板ホルダー，１３…補助板，２０…スキャンノズル，２１…現像液吐出ノズル，２１ａ…現像液流入口，２１ｂ…現像液吐出口，２２…プリウエット液吐出ノズル，２２ａ…プリウエット液流入口，２２ｂ…プリウエット液吐出口，２３…リンス液吐出ノズル，２３ａ…リンス液流入口，２３…リンス液吐出口，２３ｂ…リンス液吐出口，２４…第１の吸引溶液ノズル，２４ａ…第１の溶液排出口，２４ｂ…第１の溶液吸引口，２５…第２の溶液吸引ノズル，２５ａ…第２の溶液排出口，２５ｂ…第２の溶液吸引口，２７…リンス液流入口，３０…吸引系，３１…現像液供給配管，３２…プリウエット液供給配管，３３…リンス液供給配管，４０…ギャップ測定機構，４１…金属板，５０…ギャップ調整機構，６０…移動機構，６１…スキャンステージ，７１…半導体ウェハ，７２…感光性樹脂膜，７３…現像液，７４…プリウエット液，７５…リンス液，７８…補助板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体（ウエハ工程、露光用マスク製造工程）、液晶デバイス作成技術における薬液処理方法（特に現像、エッチング、洗浄）に使用される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶ディスプレーの製造工程における基板の加工技術には広くウエットプロセスが用いられている。特に感光性樹脂を感光させた後の現像処理においては、パドル法が積極的に検討されている。従来のパドル法では基板を回転させながら、基板上方に配置した薬液供給部より薬液を供給していたものの、基板の中心部と周辺部で薬液の吐出圧力や単位面積あたりの薬液供給量をそろえる事は非常に困難であり、面内で均一の加工精度を得ることは非常に困難となってきている。又、現像が進行するに従いその副産物として溶解生成物や濃度の低い現像液が発生する。
【０００３】
一般に溶解生成物や濃度の薄くなった現像液は感光性薄膜の溶解を阻害する効果があると考えられており、それらが基板内のパターン疎密に応じて生じるので分布を持って生じてしまう。その後基板回転による遠心力等の力を受け基板上を不均一に動き回るため、従来のパドル法では面内で均一の加工精度を得ることができなくなってきている。現像途中に薬液流動を起こさせるため吸引ノズルを使った処理方法も提案されている。
【０００４】
特許文献１では、現像液吐出口及び現像液吸引口を備えたノズルの提案、及びそのノズルを用いた基板処理方法が提案されている。これは薬液吐出口から薬液を吐出し、溶液吸引口から薬液を吸引する機能を有するノズルを基板に近接させて基板を処理する方法に関するものであり、パターン疎密によるパターン寸法差をなくさせるものである。このような薬液処理を行うと現像が進行するにつれ感光性薄膜等の有機物残渣が基板表面に付着する場合が考えられる。それら残渣は現像後のエッチング前には除去されていないとエッチング加工を行った場合に欠陥となるので、現像中、あるいは現像後の段階で除去されている状態が望ましい。
【０００５】
しかし基板表面に付着した有機物残渣は非常に強い力で基板に付着しており、それらを除去するには吸引口を具備したノズルによる吸引力だけでは効率的に除去させることは困難であり、ひいては欠陥を生じる原因となっていた。
【０００６】
又、上記特許文献１に示したような現像処理を繰り返し行った際にはノズル下面が上記有機物残渣等の付着により汚染され、ひいてはその残渣が処理中になんらかの力により処理液中に流れでて、その後基板上に付着してしまいそれが欠陥となるという問題もあった。ノズル下面に有機物等の異物が付着しないようにするための方法も検討されなければならない問題となっていた。
【０００７】
また、上記装置では、現像液吐出口と現像液吸引口とを挟むようにリンス液吐出口が形成されていた。この構造では、走査方向に対して側面から基板上の現像液部分に泡が混入する事があった。現像液に泡が混入することにより現像が均一に行われず、欠陥が発生することがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３８８３５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、現像により発生した現像副産物等が基板表面及び／又はスキャンノズル下面に付着して、欠陥の原因となると言う問題があった。
【００１０】
また、基板上の現像液に泡が混入して、現像が均一に行われず、欠陥が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、基板上に薬液を吐出しつつ、薬液を吸引して、基板に対して薬液処理を行う基板処理装置において、薬液処理による欠陥の発生を抑制し得る基板処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【００１３】
（１）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する第１の薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、前記第２及び／又は第３の薬液吐出ノズルは、前記第２及び／又は第３の薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする。
【００１４】
（２）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する薬液吐出ノズルと、前記基板に対向し、前記薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、前記薬液吐出開口と二つの溶液吸引開口との間にそれぞれ設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の溶液吸引開口、前記薬液吐出開口、前記第２の溶液吸引開口の順番に配置され、前記第１の薬液吐出ノズルは、前記薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする。
【００１５】
（３）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、前記第２の薬液吐出開口の断面積は、前記第２の薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする。
【００１６】
（４）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口及び吸引開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、前記薬液吐出開口の断面積は、前記薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする。
【００１７】
（５）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと、第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと、前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口、第１及び第２の吸引開口、並びに第２の薬液吐出開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、前記第２の薬液吐出開口は、前記薬液吐出開口及び吸引開口を含む領域を囲うように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
（６）本発明の一例に係わる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持機構と、第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向し、前記第１の薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間及び第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構と、前記部材と前記基板との間に電界をかける電圧印加部とを具備してなることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の実施の形態１についてウエハを現像する場合を例に図１を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板現像装置における基板処理部の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態では、図１に示すように、現像装置１００は、基板１１、例えば半導体ウエハを略水平に保持する基板保持機構１０と、基板保持機構１０の上方に配置されたスキャンノズル（薬液吐出／吸引部）２０と、スキャンノズル２０に薬液を供給及びスキャンノズル２０から薬液を吸引する薬液供給／吸引系３０と、スキャンノズル２０に備付けられたギャップ測定機構４０と、スキャンノズル２０の両端に備え付けられたギャップ調整機構５０と、スキャンノズル２０と基板保持機構１０を相対的に略水平方向に移動させるための移動機構６０とを備えている。
【００２１】
スキャンノズル２０の側面には、スキャンノズル２０の下面と基板ホルダー１２上に載置される半導体ウエハ１１の上面との間隔を測定するためにレーザー光を用いたギャップ測定機構４０が設けられている。
【００２２】
移動機構６０は、スキャンステージ６１を有し、ギャップ調整機構５０は、スキャンノズル２０の両端部に設けられ、スキャンノズル２０と一体でスキャンステージ６１上を水平方向に移動可能に取付けられている。
【００２３】
そしてギャップ調整機構５０は、ピエゾ素子を備えており、ギャップ測定機構４０による測定結果に基づいて、スキャンノズル２０の下面と基板ホルダー（バキュームチャック）１２上に載置される半導体ウエハ１１の上面との間隔を所定値に調整するようになっている。
【００２４】
基板保持機構１０は、基板ホルダー１２と、補助板１３とを具備する。基板ホルダー１２上に基板１１が載置される。基板ホルダー１２の周囲に補助板１３が配置されている。補助板１３は上下動可能であり、現像時基板１１の表面と補助板１３との表面とがほぼ同じ高さになるようにする。これにより、スキャンノズル２０で現像液を吸引する際、ウエハ面内で等しく吸引力が働くようになる。
【００２５】
補助板１３としては、その表面と基板の表面との濡れ性が、ほぼ同じになるような材質を選ぶことが好ましい。具体的には、基板上での現像液の接触角と基板ホルダー上での現像液の接触角がほぼ同じになるようにする。
【００２６】
基板ホルダー１２に設けられた補助板７８は、上下動可能であり、使用時には基板１１表面と同じ高さまで上昇し、
スキャンノズルの詳細について図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係わる現像装置のスキャンノズルの構造を示す図である。図２（ａ）はスキャンノズルの下面側の平面図、図２（ｂ）はスキャンノズルの断面図である。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンノズル２０は、基板ホルダー１２に対しての移動方向と垂直な方向に長辺を有する横断面長方形状の直柱状構造である。基板ホルダー１２と対向するスキャンノズルの下面は平坦面を有している。長辺は、少なくとも基板ホルダー１２の幅以上の長さを有している。
【００２８】
スキャンノズル２０下面側はノズルに接続された金属板（部材）４１であり、基板との間に電圧をかけられるようになっている。耐酸性、耐アルカリ性を有するに表面に酸化クロム膜を形成したＳＵＳを用いた。ノズルの材質はテフロンを用いており、その固定はＳＵＳを用いて補強した。
【００２９】
スキャンノズル２０は、現像液吐出ノズル２１，プリウエット液吐出ノズル２２，リンス液吐出ノズル２３，及び第１及び第２の吸引ノズル２４，２５を具備する。
【００３０】
スキャンノズル２０の上面に設けられた現像液流入口２１ａには、円管からスリット状に広がりをもつ現像液供給配管３１が接続されている。または、円管形状のリンス液供給配管３３とリンス液吐出ノズルの間に液溜めが挿入されている。
【００３１】
プリウエット液吐出ノズル２２は、スキャンノズル２０下面に近づくほど、基板主面に垂直な面の断面積が小さくなっている部分を有する。同様にスキャンノズル２０の上面に設けられたプリウエット液流入口２２ａには、円管からスリット状に広がりをもつプリウエット液供給配管３２が接続されている。または、円管形状のプリウエット液供給管管３２とプリウエット液吐出ノズル２２との間に液溜めが挿入されている。
【００３２】
リンス液吐出ノズル２３は、スキャンノズル２０下面に近づくほど、基板主面に垂直な面の断面積が小さくなっている部分を有する。同様にスキャンノズル２０の上面に設けられたリンス液流入口２３ａには、円管からスリット状に広がりをもつリンス液供給配管３３が接続されている。または、円管形状のリンス液供給配管３３とリンス液吐出ノズルの間に液溜めが形成されている。
【００３３】
スキャンノズル２０の上面に設けられた溶液排出口２４ａ，２５ａには、円管からスリット状に広がりをもつ溶液排出配管３４が接続されている。
【００３４】
それぞれの径をリンス液吐出口２３のスリット巾は０．５ｍｍである。又、リンス液吐出ノズル２３へのリンス液流入口２３ａの巾は５ｍｍである。又、現像液吐出口２１ｂ、溶液吸引口２４ｂ，２５ｂの巾はそれぞれ２ｍｍである。
【００３５】
現像液供給配管３１から供給された現像液は、現像液流入口２１ａから現像液吐出ノズル２１内に供給される。そして、現像液吐出ノズル２１内に供給された現像液は、基板１１に対向する現像液吐出口２１ｂから吐出される。
【００３６】
プリウエット液供給配管３２から供給されたプリウエット液は、プリウエット液流入口２２ａからプリウエット液吐出ノズル２２内に供給される。そして、プリウエット液吐出ノズル２２内に供給されたプリウエット液は、基板１１に対向するプリウエット液吐出口２２ｂから吐出される。
【００３７】
リンス液供給配管３３から供給されたリンス液は、リンス液流入口２３ａからリンス液吐出ノズル２３内に供給される。そして、リンス液吐出ノズル２３内に供給されたリンス液は、基板１１に対向するリンス液吐出口２３ｂから吐出される。
【００３８】
基板１１上に供給された溶液（現像液，プリウエット液，及びリンス液）は、基板１１に対向する溶液吸引口２４ｂ，２５ｂから吸引される。吸引された溶液は、第１及び第２の吸引ノズル２４，２５を介して、溶液吸引系に排出される。
【００３９】
本実施形態では、現像液吐出口２１ｂ，プリウエット液吐出口２２ｂ，リンス液吐出口２３ｂ及び溶液吸引口２４ｂ，２５ｂは、基板ホルダー１２に対しての移動方向と垂直な方向に長辺を有し、且つ移動方向と平行な方向に短辺を有する長方形（スリット）状の開口である。
【００４０】
本実施形態では、現像液吐出口２１ｂとプリウエット液吐出口２２ｂとリンス液吐出口２３ｂと２個の溶液吸引口２４ｂ，２５ｂとは、基板ホルダー１２に対しての移動方向と平行な方向に沿って、互いに所定の間隔をおいて配置されている。
【００４１】
基板ホルダー１２に対しての移動方向に平行な平行な方向に沿って、プリウエット液吐出口２２ｂ，第１の溶液吸引口２４ｂ，現像液吐出口２１ｂ，第２の吸引口２５ｂ及びリンス液吐出口２３ｂが配置されている。
【００４２】
現像液吐出口２１ｂと第１の溶液吸引口２４ｂとの距離を１０ｍｍ、現像液吐出口２１ｂと第２の吸引口２５ｂとの距離を１０ｍｍとした。従って、現像液吐出口２１ｂから吐出された現像液はその両側に配置された溶液吸引口２４ｂ，２５ｂへと向かう流れを作り、２つの溶液吸引口２４ｂ，２５ｂで挟まれた領域においてのみ現像が行われる。
【００４３】
スキャンノズル２０下面と基板１１との距離（ギャップ）を約１００μｍに設定し、該ノズルは水平方向、垂直方向に移動可能となるよう駆動機構を具備した。
【００４４】
次に、本実施形態の現像装置を用いて、現像する方法について、図３及び図４を参照して説明する。
【００４５】
現像に先立ち、半導体ウェハ７１上に、０．４μｍ厚のレジスト等の感光性樹脂膜７２を形成する。ＫｒＦエキシマ・ステッパーによりクロムマスクを介して露光し、感光性樹脂膜に潜像を形成する。
【００４６】
次に、潜像が形成された感光性樹脂膜７２の現像を行う手順を説明する。ウエハ７１の直径とほぼ同サイズでウエハ全面に液供給可能なスキャンノズルをイニシャルポジションに動かす。ウエハを基板ホルダー１２で水平に保持する。補助板１３表面の高さをウエハ７１の高さと略同じにする。
【００４７】
プリウエット液吐出口２２ｂからプリウエット液（純水）７４を吐出すると共に、リンス液吐出口２３ｂからリンス液７５を吐出し、補助板１３上、及びウエハ７１上がプリウエット液７４又はリンス液７５で満たされた状態にする。スキャンノズル２０をウエハ７１主面上端部からギャップ１００μｍを保ちながら速度０．５ｍｍ／ｓｅｃで走査させると同時に現像液７３吐出、吸引を開始させる。本実施形態において、現像液はＡＤ−１０（多摩化学製：規定度０．２７Ｎ）を使用する。現像液吐出流量、及び吸引流量、吸引流量はそれぞれ現像液吐出口から吐出された現像液の流量が等しくなるようにレギュレータで吸引圧を調整する。
【００４８】
現像液７３は、現像液吐出口２１ｂと両側の溶液吸引口２４ｂ及び２５ｂ間におけるスキャンノズル２０下面と被処理面との間隙を通して流れ、その領域間では、常に新鮮な現像液が供給され、フォトレジストが溶解した現像液は、直ちに、吸引されて取り除かれ、領域間には、常に新鮮な現像液が液盛りされた状態になる。
【００４９】
スキャンノズル２０の走査開始から走査終了まで、金属板４１にも電圧をかけ続けながら処理を行った。印加電圧は１Ｖとした。
【００５０】
ウエハ７１とスキャンノズル２０下面とのギャップについては、ギャップ測定機構４０でギャップを測定しつつ、設定値である１００μｍになるようギャップ調整機構５０に制御をかけながらノズル走査を行った。プリウエット液吐出口２２ｂ、リンス液吐出口２３ｂからは処理開始から処理終了まで、プリウエット液、リンス液は常に吐出している状態である。現像液吐出口２１ｂから溶液吸引口２４ｂ，２５ｂまでの長さが１０ｍｍとしたので実効の現像時間はウエハ上のすべての点において４０ｓｅｃである。
【００５１】
スキャンノズル２０がウエハ７１面上を横切った後、ウエハ７１表面のリンスを充分行う。リンス後、ウエハ７１を乾燥させて、レジストパターン形成が完了する。
【００５２】
形成されたパターンを用いてマスク欠陥検査装置で欠陥評価を行ったところ、パターンエリア約１２０ｍｍ□において欠陥数が１０３個と電界を加えないで処理を行った場合の欠陥数２５０個に比べて大幅に低減することができた。
【００５３】
リンス液吐出ノズル２３が、リンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、このリンス液吐出ノズル２３の構造は、リンス液流入口２３ａの断面積がリンス液吐出口２３ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
【００５４】
現像が進行するにつれ感光性樹脂膜等の有機異物がスキャンノズル２０下面あるいはウエハ７１表面に付着する場合が考えられる。リンス液吐出ノズル２３をリンス液吐出口２３ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、リンス液吐出口２３ｂからのリンス液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、通常のリンスにおいては除去することが困難であるような極微細パターン間等に付着した現像副産物等の効率的除去が可能となり、ひいては欠陥を低減することが可能となる。
【００５５】
又、吐出口の径を狭めることにより吐出口の径を狭めない場合に比べて同じ流量のリンス液を流した場合において強いインパクトを与えることが可能となり、現像副産物の効率的除去及び薬液、リンス液の消費量低減が同時に実現可能となる。
【００５６】
吐出速度の例を示す。該ノズルへのリンス液の単位時間当たりの流量が１Ｌ／ｍｉｎであるとすると、流入経路の断面積が７５０ｍｍ２（５ｍｍ×１５０ｍｍ）である場合、１３３３ｍｍ／ｍｉｎの流入速度である。吐出口の断面積を７５ｍｍ２（０．５ｍｍ×１５０ｍｍ）すると、１３３３３ｍｍ／ｍｉｎの平均流速となり、断面積に反比例して吐出速度を早くすることが可能となり、ひいては流量を変えることなく高インパクト化が可能となる。
【００５７】
プリウエット液吐出ノズル２２が、プリウエット液吐出口２２ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、このプリウエット液吐出ノズル２２の構造は、プリウエット液流入口２２ａの断面積がプリウエット液吐出口２２ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
ウエハ７１表面にダストが付着している場合が考えられる。ウエハ表面出すとが付着した状態で現像を行うと欠陥が発生することになる。プリウエット液吐出ノズル２２をプリウエット液吐出口２２ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、プリウエット液吐出口２２ｂからのプリウエット液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、ウエハ７１表面に付着するダストの効率的除去が可能となり、ひいては欠陥を低減することが可能となる。
【００５８】
現像液吐出ノズル２１が、現像液吐出口２１ｂに近づくにつれて、断面積が小さくなっている部分を有することによって、以下の効果を有する。なお、この現像液吐出ノズル２１の構造は、現像液流入口２１ａの断面積が現像液吐出口２１ｂの断面積より大きいと言い換えることができる。
上記装置を用いた現像では、現像が進行するにつれ感光性樹脂膜等の現像副産物が極微細パターン間に留まり、現像の促進を阻害することがある。現像液吐出ノズル２１を現像液吐出口２１ｂに近づくにつれて狭くする機構を採用することにより、現像液吐出口２１ｂからの現像液の吐出速度を高め、かつ広角度に吐出することが可能となる。よって、極微細パターン間等に留まっている現像副産物等の効率的除去が可能となり、現像を促進することができる。
【００５９】
リンス液供給口から吐出口に至るまでの流入経路の形状の例を図５〜図１０に示す。図５〜図１０に示したようにただ一つの形状に限定されるものではない。斜め形状であってもよいし、曲線的であってもよい。又、階段状に狭めていくことも有り得る。理想的には液の溜まりが生じない斜め形状がよい。又、供給口から一旦広がった後に最終的に吐出口にて狭くなる構造でもよい。基板上のレジストから見て先に処理される側の吐出口は通常の大きさの開口で、後に処理される側のリンス液吐出口の開口断面積を狭くする場合も有り得る。本実施例は現像液吐出口についても適用可能である。
【００６０】
基板−スキャンノズル間に電圧を印加することにより以下の効果がある。
上記装置では、現像が進行するにつれ感光性薄膜等の有機物異物がスキャンノズル２０下面あるいはウエハ７１表面に付着する場合が考えられる。ウエハ７１表面に付着した場合、欠陥になる恐れがあるため処理中あるいは処理後においてノズルと基板の間に電界を与えることにより基板の表面電位或いは異物の表面電位に変化を与えつつ、リンス液吐出によるインパクトや流れによる力を異物に与えることにより、効率的に異物を基板表面から除去することが可能になると考えられる。又、現像処理を行った際にノズル下面に有機物等の異物が付着しないようにするための方法としても有効であると考えられる。
【００６１】
ノズル下面は薬液に接触する部分であるため、耐薬品性を有しかつ安定である必要性がある。酸化クロム膜を用いることにより導電性を有しかつ高い耐薬品性、安定性を実現できる。
【００６２】
本実施形態の場合、ノズル下面と基板との電位差を１Ｖとしたが、必ずしもその値に限定されるものではない。欠陥の除去効率が上がるよう用いている基板やレジストに応じて適宜設定されるべきものである。
【００６３】
又、本実施形態においてはノズル下面全域に表面に酸化クロム膜が形成された金属板を設けたが、必要に応じた個所のみ設置しても良い（例えば現像液吸引口とリンス液吐出口で挟まれた領域のみの場合も有り得る）。
【００６４】
又、図３に示したようにリンス液吐出ノズルの形状を現像液吐出口及び現像液吸引口を覆うように設定することにより現象処理領域に欠陥の原因となる泡が混入するのを防ぐことができ、このような実施の形態も有り得る。
【００６５】
又、金属板を複数に分割し異なった電圧値を設定することも有り得る。
又、本実施形態についてはウエハの現像に関し適用例を示したが、ウエハの現像だけに限定されるものではない。例えばウエハのウエットエッチングや半導体製造用のフォトマスク製作プロセスにおける基板上の感光性膜の現像、ウエットエッチング、洗浄、及びカラーフィルター製作プロセス、及びＤＶＤ等のディスクの加工プロセスにおける現像等においても適用可能である。
【００６６】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板上に薬液を吐出しつつ、薬液を吸引して、基板に対して薬液処理を行う基板処理装置において、薬液処理による欠陥の発生を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる現像装置における基板処理部の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係わる現像装置のスキャンノズルの構造を示す図。
【図３】第１の実施形態に係わる現像装置を用いた現像処理の説明に用いる平面図。
【図４】第１の実施形態に係わる現像装置を用いた現像処理の説明に用いる断面図。
【図５】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図６】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図７】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図８】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図９】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【図１０】現像装置のスキャンノズルの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１０…基板保持機構，１１…基板，１２…基板ホルダー，１３…補助板，２０…スキャンノズル，２１…現像液吐出ノズル，２１ａ…現像液流入口，２１ｂ…現像液吐出口，２２…プリウエット液吐出ノズル，２２ａ…プリウエット液流入口，２２ｂ…プリウエット液吐出口，２３…リンス液吐出ノズル，２３ａ…リンス液流入口，２３…リンス液吐出口，２３ｂ…リンス液吐出口，２４…第１の吸引溶液ノズル，２４ａ…第１の溶液排出口，２４ｂ…第１の溶液吸引口，２５…第２の溶液吸引ノズル，２５ａ…第２の溶液排出口，２５ｂ…第２の溶液吸引口，２７…リンス液流入口，３０…吸引系，３１…現像液供給配管，３２…プリウエット液供給配管，３３…リンス液供給配管，４０…ギャップ測定機構，４１…金属板，５０…ギャップ調整機構，６０…移動機構，６１…スキャンステージ，７１…半導体ウェハ，７２…感光性樹脂膜，７３…現像液，７４…プリウエット液，７５…リンス液，７８…補助板
Claims (12)
- 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する第１の薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、
前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、
前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、
前記第２及び／又は第３の薬液吐出ノズルは、前記第２及び／又は第３の薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記第１の薬液吐出ノズルは、前記薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
- 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する薬液吐出ノズルと、前記基板に対向し、前記薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、前記薬液吐出開口と二つの溶液吸引開口との間にそれぞれ設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
前記薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、
前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の溶液吸引開口、前記薬液吐出開口、前記第２の溶液吸引開口の順番に配置され、
前記第１の薬液吐出ノズルは、前記薬液吐出開口に近づくにつれて、開口の面積が小さくなっている部分を有することを特徴とする基板処理装置。 - 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと，前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備する薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、
前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第２の薬液吐出開口、第１の吸引開口、前記第１の薬液吐出開口、前記第２の吸引開口、第３の薬液吐出開口の順番に配置され、
前記薬液吐出／吸引部は、第２の薬液吐出開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間、第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間、第２の溶液吸引開口と第３の溶液吸引開口との間の何れか一つ以上の間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材を更に具備し、
前記第２の薬液吐出開口の断面積は、前記第２の薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする基板処理装置。 - 前記第１の薬液吐出開口の断面積は、前記薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
- 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口及び吸引開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、
前記薬液吐出／吸引部の相対的な移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、
前記薬液吐出開口の断面積は、前記薬液流入開口の断面積より小さいことを特徴とする基板処理装置。 - 前記第２の薬液吐出開口の形状は、基板の最大幅より長いスリット状であることを特徴とする請求項１，２，４，５の何れかに記載の基板処理装置。
- 前記第２又は／及び第３の薬液吐出開口の形状は、基板の最大幅より長いスリット状であることを特徴とする請求項１又は４に記載の基板処理装置。
- 前記薬液吐出開口の形状は、前記基板の最大幅より長いスリット状であることを特徴とする請求項３又は６に記載の基板処理装置。
- 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
第１の薬液流入開口から供給された薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと、第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと、第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと、前記基板に対向する第１の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１の溶液吸引ノズルと、前記基板に対向する第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第２の溶液吸引ノズルとを具備し、前記薬液吐出開口、第１及び第２の吸引開口、並びに第２の薬液吐出開口が前記基板主面に対して平行に配列された薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板主面との距離を略一定に保つ機構とを具備し、
前記基板に対する前記薬液吐出／吸引部の移動方向前方側から、第１の吸引開口、前記薬液流入開口、前記第２の吸引開口の順番に配置され、
前記第２の薬液吐出開口は、前記薬液吐出開口及び吸引開口を含む領域を囲うように配置されていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板を略水平に保持する基板保持機構と、
第１の薬液流入開口から供給された第１の薬液を前記基板に対向する薬液吐出開口から吐出する第１の薬液吐出ノズルと，第２の薬液流入開口から供給された第２の薬液を前記基板に対向する第２の薬液吐出開口から吐出する第２の薬液吐出ノズルと，第３の薬液流入開口から供給された第３の薬液を前記基板に対向する第３の薬液吐出開口から吐出する第３の薬液吐出ノズルと，前記基板に対向し、前記第１の薬液吐出開口を挟むように配置された第１及び第２の吸引開口から前記基板上の溶液を吸引する第１及び第２の溶液吸引ノズルと、第１の溶液吸引開口と第１の溶液吸引開口との間及び第１の溶液吸引開口と第２の溶液吸引開口との間に設けられ、下面が前記基板主面と対向する面に設けられた部材とを具備する薬液吐出／吸引部と、
前記薬液吐出／吸引部と前記基板とを相対的に水平移動させる移動機構と、
薬液吐出／吸引部と基板主面との距離を略一定に保つ機構と、
前記部材と前記基板との間に電界をかける電圧印加部とを具備してなることを特徴とする基板処理装置。 - 前記部材の表面には、酸化クロムを含む膜が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
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