JP6032878B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を処理する技術に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板処理装置を用いて酸化膜等の絶縁膜を有する基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。また、エッチング等の終了後、基板上のレジストを除去する処理も行われる。

特許文献１の基板処理装置では、ＳＰＭ（sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture）液等の薬液による処理を行う前に、薬液よりも電気伝導率が低い液体を基板上の処理領域に供給し、当該液体が処理領域上に存在している状態で薬液を処理領域に吐出することにより、基板と薬液との接触により生じる基板の局所的なダメージの防止が図られている。基板の局所的なダメージとは、処理領域におけるフィールド酸化膜やゲート酸化膜の破壊であり、当該破壊は、薬液と薬液用ノズルとの間の摩擦帯電現象により薬液が帯電した状態で基板の処理領域に接触することにより生じる。

特開２００９−２００３６５号公報

ところで、基板処理装置にて処理される基板には、基板処理装置に搬入される前に、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のドライ工程が行われている。このようなドライ工程では、デバイス内に電荷が発生して帯電するため、基板は、帯電した状態で基板処理装置に搬入される（いわゆる、持ち込み帯電）。そして、基板処理装置において、ＳＰＭ液のような比抵抗が小さい薬液が基板上に供給されると、デバイス内の電荷が、デバイスから薬液へと急激に移動し（すなわち、薬液中へと放電し）、当該移動に伴う発熱によりデバイスにダメージが生じるおそれがある。そこで、薬液を基板に供給する前に、イオナイザにより基板を除電することが考えられるが、基板の帯電量が大きい場合、効率的に除電することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理液による処理の際に電荷の移動による基板の損傷を防止することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板に液体を付与しない前処理であるドライ工程を経て搬入前に帯電した状態となっている前記基板を、デバイスが予め形成されている主面を上側に向けた状態で保持する基板保持部と、前記基板の前記主面上に処理液を供給する処理液供給部と、イオンを含む液体または純水を前記処理液よりも比抵抗が大きい除電液として前記基板の前記主面上に供給する除電液供給部と、前記除電液の目標比抵抗を０．０５〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定する比抵抗設定部と、前記処理液供給部および前記除電液供給部を制御することにより、前記除電液におけるイオン濃度を制御して前記除電液の比抵抗を前記目標比抵抗に維持しつつ、前記除電液を前記基板の前記主面上に供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルした後、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う制御部とを備え、前記基板上に予め形成されている前記デバイスのサイズが小さくなるに従って、前記比抵抗設定部において、前記除電液の前記目標比抵抗が大きく設定される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記処理液が、加熱された硫酸と過酸化水素水とを混合したＳＰＭ液であり、前記所定の処理がＳＰＭ処理である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記イオンを含む液体が、純水に二酸化炭素を溶解させたものである。

請求項４に記載の発明は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）イオンを含む液体または純水である除電液の目標比抵抗を０．０５〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定する工程と、ｂ）前記除電液のイオン濃度を制御して前記除電液の比抵抗を前記目標比抵抗とする工程と、ｃ）基板に液体を付与しない前処理であるドライ工程を経て帯電した状態となっている前記基板を、デバイスが予め形成されている主面を上側に向けた状態で保持し、前記ｂ）工程よりも後に、前記基板の前記主面上に前記除電液を供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルする工程と、ｄ）前記ｃ）工程よりも後に、前記除電液よりも比抵抗が小さい処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う工程とを備え、前記基板上に予め形成されている前記デバイスのサイズが小さくなるに従って、前記ａ）工程において、前記除電液の前記目標比抵抗が大きく設定される。

本発明では、処理液による処理の際に電荷の移動による基板の損傷を防止することができる。

第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 除電処理の前後における基板上の表面電位分布を示す図である。 除電処理の前後における基板上の表面電位分布を示す図である。 除電処理の前後における基板上の表面電位分布を示す図である。 除電処理の前後における基板上の表面電位分布を示す図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。図１に示すように、基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１では、基板９にＳＰＭ（sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture）液が供給されてＳＰＭ処理、すなわち、基板９上のレジスト膜の除去処理が行われる。

基板処理装置１は、基板９の一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側に向けた状態で基板９を保持する基板保持部２、基板９の上面９１に向けてＳＰＭ液等の液体を吐出する処理液供給部３、基板９および基板保持部２の周囲を囲むカップ部４、基板９を基板保持部２と共に水平に回転する基板回転機構５、基板９の上面９１上に除電液を供給する除電液供給部６、除電液の目標比抵抗を設定する比抵抗設定部８１、並びに、これらの機構を制御する制御部８を備える。基板９は、基板回転機構５により、基板９の中心を通るとともに基板９の上面９１に垂直な回転軸を中心として基板保持部２と共に回転する。また、比抵抗設定部８１は制御部８に接続される。基板処理装置１では、基板保持部２、カップ部４、基板回転機構５等が、図示省略のチャンバ内に収容される。

処理液供給部３は、硫酸を供給する硫酸供給部３１、過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給部３２、硫酸供給部３１および過酸化水素水供給部３２に接続される混合液生成部３３、基板９の上方に配置されて基板９に向けて液体を吐出する処理液ノズル３４、並びに、処理液ノズル３４を回転軸３５１を中心として水平に回動する処理液ノズル回動機構３５を備える。処理液ノズル回動機構３５は、回転軸３５１から水平方向に延びるとともに処理液ノズル３４が取り付けられるアーム３５２を備える。

硫酸供給部３１は、硫酸を貯溜する硫酸貯溜部３１１、硫酸貯溜部３１１および混合液生成部３３に接続される硫酸配管３１２、硫酸貯溜部３１１から硫酸配管３１２を介して混合液生成部３３へと硫酸を供給する硫酸ポンプ３１３、硫酸配管３１２上に設けられる硫酸バルブ３１４、並びに、硫酸ポンプ３１３と硫酸バルブ３１４との間で硫酸配管３１２上に設けられて硫酸を加熱する硫酸加熱部３１５を備える。硫酸配管３１２は硫酸加熱部３１５と硫酸バルブ３１４との間で分岐して硫酸貯溜部３１１へと接続されており、硫酸バルブ３１４が閉じられている状態では、硫酸加熱部３１５により加熱された硫酸は、硫酸貯溜部３１１と硫酸加熱部３１５とを循環する。

過酸化水素水供給部３２は、過酸化水素水を貯溜する過酸化水素水貯溜部３２１、過酸化水素水貯溜部３２１および混合液生成部３３に接続される過酸化水素水配管３２２、過酸化水素水貯溜部３２１から過酸化水素水配管３２２を介して混合液生成部３３へと過酸化水素水を供給する過酸化水素水ポンプ３２３、並びに、過酸化水素水配管３２２上に設けられる過酸化水素水バルブ３２４を備える。なお、硫酸貯溜部３１１および過酸化水素水貯溜部３２１は、基板処理装置１の外部に設けられ、硫酸供給部３１および過酸化水素水供給部３２がそれぞれ接続されてもよい。

混合液生成部３３は、硫酸配管３１２および過酸化水素水配管３２２が接続されるミキシングバルブ３３１、ミキシングバルブ３３１および処理液ノズル３４に接続される吐出用配管３３２、並びに、吐出用配管３３２上に設けられる攪拌流通管３３３を備える。混合液生成部３３では、硫酸供給部３１からの加熱された硫酸と、過酸化水素水供給部３２からの常温（すなわち、室温と同程度の温度）の過酸化水素水とが、ミキシングバルブ３３１において混合されて混合液であるＳＰＭ液（硫酸過水）が生成される。ＳＰＭ液は攪拌流通管３３３および吐出用配管３３２を通過して処理液ノズル３４へと送られる。攪拌流通管３３３では、ＳＰＭ液が攪拌されることにより、硫酸と過酸化水素水との化学反応が促進される。処理液であるＳＰＭ液は、処理液ノズル３４の先端の吐出口から基板９の上面９１に向けて吐出される。本実施の形態では、硫酸加熱部３１５により約１３０℃〜１５０℃に加熱された硫酸が硫酸供給部３１から混合液生成部３３へと供給される。なお、硫酸供給部３１から供給される硫酸の温度は適宜変更されてよい。

除電液供給部６は、イオンを含む液体または純水（ＤＩＷ：deionized water）を、処理液であるＳＰＭ液よりも比抵抗が大きい除電液として基板９の上面９１上に供給する。本実施の形態では、イオンを含む液体として、純水に二酸化炭素（ＣＯ_２）を溶解させたものが利用される。除電液供給部６は、図示省略の純水供給部に接続される純水配管６１、純水配管６１に接続される二酸化炭素溶解ユニット６２、純水配管６１上に設けられて純水の流量を測定する流量計６３、二酸化炭素溶解ユニット６２に接続される除電液配管６４、除電液配管６４の先端に設けられる除電液ノズル６５、除電液配管６４上に設けられる除電液バルブ６６、除電液バルブ６６と除電液ノズル６５との間にて除電液配管６４上に設けられる比抵抗計６７、および、除電液ノズル６５を回転軸６８１を中心として水平に回動する除電液ノズル回動機構６８を備える。除電液ノズル回動機構６８は、回転軸６８１から水平方向に延びるとともに除電液ノズル６５が取り付けられるアーム６８２を備える。

除電液ノズル６５の先端の吐出口は、基板９の上面９１の中心部上方に位置する。比抵抗計６７は、除電液配管６４を流れる除電液の比抵抗を測定する。比抵抗計６７からの出力は制御部８へと送られる。また、制御部８には、比抵抗設定部８１により設定された除電液の目標比抵抗、すなわち、後述の除電処理における除電液の好ましい比抵抗が送られ、予め記憶されている。比抵抗設定部８１には、基板９上に予め形成されているデバイスのサイズと除電液の目標比抵抗との関係を示すテーブルが記憶されており、比抵抗設定部８１にデバイスのサイズが入力されると、当該サイズと上記テーブルとに基づいて目標比抵抗が設定される。比抵抗設定部８１では、基板９上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど（すなわち、デバイスの配線の最小幅が小さいほど）、大きな目標比抵抗が設定される。本実施の形態では、目標比抵抗は、０．０５〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定される。目標比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍである場合、二酸化炭素溶解ユニット６２では、純水配管６１からの純水に対する二酸化炭素の溶解は行われず、当該純水が除電液として除電液ノズル６５から基板９上に供給される。

基板処理装置１では、比抵抗計６７からの出力（すなわち、除電液配管６４内の除電液の比抵抗の測定値）、および、上述の目標比抵抗に基づいて、制御部８により除電液供給部６の二酸化炭素溶解ユニット６２がフィードバック制御されることにより、純水配管６１からの純水に溶解する二酸化炭素の量が制御される。換言すれば、二酸化炭素溶解ユニット６２から除電液配管６４へと送られる除電液におけるイオン濃度が制御される。これにより、除電液の比抵抗が目標比抵抗に維持される。詳細には、上記フィードバック制御により、除電液の比抵抗が、実質的に目標比抵抗に等しいといえる狭い比抵抗の範囲（もちろん、目標比抵抗を含む。）内に維持される。

図２は、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、まず、基板９が搬入されて基板保持部２により保持される。基板９は、基板処理装置１に搬入される前に、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のドライ工程を経ており、基板９は帯電した状態となっている。

続いて、予め入力された基板９上のデバイスのサイズに基づいて、比抵抗設定部８１により除電液の目標比抵抗が設定されて制御部８に記憶される（ステップＳ１１）。除電液供給部６では、除電液ノズル６５が基板９よりも外側の待機位置に位置した状態で、制御部８により除電液バルブ６６が開かれ、除電液ノズル６５から除電液の吐出が開始される。そして、比抵抗計６７からの出力、および、目標比抵抗に基づいてフィードバック制御が行われ、除電液のイオン濃度が制御されて除電液の比抵抗が目標比抵抗とされる（ステップＳ１２）。

次に、除電液ノズル回動機構６８により除電液ノズル６５が待機位置から移動し、図１に示すように、除電液ノズル６５の先端の吐出口が、基板９の上面９１の中心部を向く。このとき、基板回転機構５は停止、または、小さい回転数で回転するように制御部８により制御されており、基板９は回転していない状態、または、小さい回転数（例えば、１０〜２００ｒｐｍ）で回転している状態である。そして、除電液ノズル６５から基板９の上面９１上に除電液が所定の量だけ供給された後、除電液ノズル６５からの除電液の供給が停止される（いわゆる、液盛りが行われる。）。除電液ノズル６５から供給された除電液は、基板９の中心部から上面９１全体に拡がり、上面９１上に除電液の薄い層（例えば、厚さ約１ｍｍの層）が形成されて上面９１全体が除電液にてパドルされる。これにより、基板９上の電荷が、除電液へと比較的緩やかに移動し、基板９の上面９１全体の除電処理（すなわち、除電液によるパドル処理）が行われる（ステップＳ１３）。この除電液によるパドル処理は、基板回転機構５が停止、または、小さい回転数（例えば、１０〜２００ｒｐｍ）で回転した状態で、基板９の上面９１全体が除電液にてパドルされた状態を所定時間だけ維持することにより行われる。

図３．Ａおよび図３．Ｂは、除電処理前後の基板９の表面電位分布を示す図である。図３．Ａは、基板９の１つの直径上における表面電位分布を示し、図３．Ｂは、図３．Ａに対応する直径に直交する１つの直径上における表面電位分布を示す。図３．Ａおよび図３．Ｂの横軸は基板９の直径上の位置を示し、縦軸は当該位置における電位を示す。破線９０１は、除電処理前の電位分布を示し、実線９０２は除電処理後の電位分布を示す。図３．Ａおよび図３．Ｂに係る上記説明は、後述する図４．Ａおよび図４．Ｂにおいても同様である。

図３．Ａおよび図３．Ｂは、基板９上のデバイスのサイズが非常に小さいため、除電液として純水が利用された場合の基板９の電位分布である。図３．Ａおよび図３．Ｂに示すように、純水を除電液として利用した上述の除電処理により、基板９上の電荷が減少し、基板９の電位が全体的に低減される。

図４．Ａおよび図４．Ｂは、デバイスのサイズが比較的大きい（すなわち、電荷の移動によるダメージに対する耐性が比較的高い）基板に対する除電処理前後の基板の表面電位分布を示す図である。図４．Ａおよび図４．Ｂに示す例では、比抵抗設定部８１により設定された目標比抵抗となるように純水に二酸化炭素を溶解させたＣＯ_２水が除電液として利用される。図４．Ａおよび図４．Ｂに示すように、ＣＯ_２水を除電液として利用した上述の除電処理により、基板上の電荷が減少し、基板の電位が全体的に低減される。除電液として、純水よりも比抵抗が小さいＣＯ_２水が利用されることにより、除電処理に要する時間を短くすることができる。

基板９の除電処理が終了すると、除電液ノズル回動機構６８により除電液ノズル６５が待機位置へと戻される。続いて、制御部８により基板回転機構５が制御されることにより、基板９の回転が開始される（ステップＳ１４）。上述の除電処理が、基板９が小さい回転数で回転している状態で行われた場合は、基板９の回転数を増加させる。そして、基板９の回転により、基板９の上面９１上の除電液が基板９のエッジに向かって移動し、基板９のエッジから外側へと飛散して基板９上から除去される（ステップＳ１５）。基板９から飛散した除電液はカップ部４により受けられる。基板処理装置１では、基板回転機構５が、基板９を回転することにより上面９１上の液体を除去する液体除去部として働く。

除電液の除去が終了すると、基板回転機構５による基板９の回転数が減少し、ＳＰＭ処理時の回転数に変更される。また、処理液ノズル回動機構３５による処理液ノズル３４の回動が開始され、処理液ノズル３４が基板９の中心部とエッジとの間で往復運動を繰り返す。

次に、制御部８により処理液供給部３が制御されることにより、硫酸供給部３１の硫酸バルブ３１４が開かれ、硫酸加熱部３１５により約１３０℃〜１５０℃に加熱された硫酸が、硫酸配管３１２を介して混合液生成部３３へと供給される。また、制御部８により過酸化水素水バルブ３２４が開かれ、常温の過酸化水素水が、過酸化水素水貯溜部３２１から過酸化水素水配管３２２を介してミキシングバルブ３３１へと供給される。ミキシングバルブ３３１では、加熱された硫酸と常温の過酸化水素水とが混合されてＳＰＭ液が生成される。ＳＰＭ液の温度は、硫酸と過酸化水素水との反応により、硫酸供給部３１から供給される硫酸の温度よりも高く、例えば、約１５０℃〜１９５℃となる。

ＳＰＭ液は、吐出用配管３３２および攪拌流通管３３３を通過し、処理液ノズル３４から、基板９の上面９１に対して供給される。換言すれば、処理液供給部３により、加熱された硫酸と過酸化水素水とが混合されつつ基板９の上面９１に供給される。ＳＰＭ液は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がり、基板９のエッジから外側へと飛散してカップ部４により受けられる。基板処理装置１では、基板９に対するＳＰＭ液の供給が所定時間だけ連続的に行われ、基板９に対するＳＰＭ処理、すなわち、ＳＰＭ液に含まれるカロ酸の強酸化力による基板９上のレジスト膜の除去処理が行われる（ステップＳ１６）。なお、基板処理装置１では、基板９の中心部の上方にて停止した処理液ノズル３４からＳＰＭ液等の供給が行われてもよい。

ＳＰＭ処理が終了すると、過酸化水素水バルブ３２４が開かれた状態で硫酸バルブ３１４が閉じられ、過酸化水素水が、ミキシングバルブ３３１、吐出用配管３３２および攪拌流通管３３３を通過し、処理液ノズル３４から、レジスト膜が除去された基板９上に供給される（ステップＳ１７）。当該過酸化水素水供給処理により、ミキシングバルブ３３１、吐出用配管３３２、攪拌流通管３３３および処理液ノズル３４内に残っているＳＰＭ液が除去される。また、基板９上に供給された過酸化水素水は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がり、基板９上に残っているＳＰＭ液を、基板９のエッジから外側へと押し出して除去する。

過酸化水素水供給処理が終了すると、過酸化水素水バルブ３２４が閉じられて過酸化水素水の供給が停止され、処理液ノズル回動機構３５により、処理液ノズル３４が基板９の外側の待機位置へと移動される。次に、基板９の上面９１にリンス液が供給されるリンス処理が行われる（ステップＳ１８）。リンス液としては、純水が利用される。リンス液は、図示省略のリンス液供給部から供給されてもよく、除電液供給部６により供給されてもよい。リンス液は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がる。これにより、基板９上に残っている過酸化水素水が洗い流される。リンス処理が所定時間だけ連続的に行われると、リンス液の供給が停止される。そして、基板９の回転数を増大させ、基板９の回転により基板９上に残っているリンス液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ２０）、基板９が基板処理装置１から搬出される。

以上に説明したように、基板処理装置１では、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ等の前処理により帯電している基板９に対し、ＳＰＭ液によるＳＰＭ処理を行う前に、ＳＰＭ液よりも比抵抗が大きい除電液が供給され、基板９の上面９１全体が当該除電液によりパドルされる。これにより、基板９の上面９１全体が比較的緩やかに除電される。除電の際には、基板９上の電荷が急激に除電液へと移動して発熱することがないため、基板９上のデバイスにダメージが生じることが防止される。

そして、除電処理が行われた後の基板９にＳＰＭ液が供給されることにより、基板９が、除電液よりも比抵抗が小さいＳＰＭ液と接触しても、基板９からＳＰＭ液へと大量の電荷が急激に移動することがないため、ＳＰＭ液によるＳＰＭ処理の際にも、電荷の移動によるデバイスのダメージ、すなわち、基板９の損傷を防止することができる。また、除電液の比抵抗を目標比抵抗に維持するように除電液供給部６を制御することにより、基板９の損傷が生じない範囲で、基板９の除電効率を向上し、除電処理に要する時間を短くすることができる。

基板処理装置１では、比抵抗設定部８１において、基板９上のデバイスのサイズが小さいほど、大きな目標比抵抗が設定されることにより、ＳＰＭ処理時の基板９の損傷防止と除電処理の所要時間の短縮との両立を、デバイスのサイズに合わせて適切に行うことができる。また、二酸化炭素溶解ユニット６２において、純水に溶解させる二酸化炭素の量を制御することにより、除電液の比抵抗の制御を容易に実現することができる。

上述のように、基板処理装置１では、除電液による除電処理が行われ、基板９の上面９１上から除電液が除去された後に、基板９にＳＰＭ液が供給されてＳＰＭ処理が行われる。これにより、除電液とＳＰＭ液との混合による悪影響を防止することができる。当該悪影響としては、例えば、除電液中の水とＳＰＭ液中の硫酸との反応熱による基板９の損傷（いわゆる、ヒートショック）、ＳＰＭ液が除電液により希釈されることによるＳＰＭ処理の質の低下、および、ＳＰＭ液の除電液との部分的な混合によりＳＰＭ液の濃度が不均一となり、基板９全体におけるＳＰＭ処理の均一性が低下することが挙げられる。

基板処理装置１では、基板回転機構５により基板９を回転することにより、基板９上の除電液を容易に除去することができる。また、ＳＰＭ処理の際に基板９の回転に使用される基板回転機構５により、ステップＳ１５における除電液の基板９上からの除去を行うことができるため、基板処理装置１の構成を簡素化することができる。さらに、基板９に対する除電処理が、基板回転機構５が停止した状態、または、小さい回転数で回転している状態で行われることにより、基板９の除電を効率的に行うことができる。基板回転機構５が小さい回転数で回転している状態とは、例えば、基板回転機構５により基板９が１０〜２００ｒｐｍにて回転しており、当該回転により、基板９上の除電液の層に実質的な影響が生じていない状態を意味する。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図５は、第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａの構成を示す図である。基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１の構成に加えて、基板９の上面９１上に液状のイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という。）を供給するＩＰＡ供給部７を備える。その他の構成は、図１に示す基板処理装置１と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。図５では、図示の都合上、処理液供給部３の図示を省略しているが、処理液供給部３の構成も図１に示す基板処理装置１と同様である。また、図５では、制御部８および比抵抗設定部８１の図示も省略している。

ＩＰＡ供給部７は、図示省略のＩＰＡ貯溜部に接続されるＩＰＡ配管７１、ＩＰＡ配管７１の先端に接続されるＩＰＡノズル７２、ＩＰＡ配管７１上に設けられるＩＰＡバルブ７３、および、ＩＰＡノズル７２を回転軸７４１を中心として水平に回動するＩＰＡノズル回動機構７４を備える。ＩＰＡノズル回動機構７４は、回転軸７４１から水平方向に延びるとともにＩＰＡノズル７２が取り付けられるアーム７４２を備える。

図６は、基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れの一部を示す図である。基板処理装置１ａでは、図２に示すステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の工程が行われた後、図６中のステップＳ３１〜Ｓ３３が行われ、その後、図２に示すステップＳ１６〜Ｓ２０と同様の工程が行われる。

具体的には、まず、比抵抗設定部８１（図１参照）において、基板９上のデバイスのサイズ等に基づいて除電液の目標比抵抗が設定され、制御部８に記憶される（ステップＳ１１）。除電液供給部６では、比抵抗計６７からの出力、および、目標比抵抗に基づいて除電液のイオン濃度が制御され、除電液の比抵抗が目標比抵抗とされる（ステップＳ１２）。そして、基板９上に除電液が供給され、基板９の上面９１全体が除電液にてパドルされて除電処理が行われる（ステップＳ１３）。

基板９の除電処理が終了すると、除電液ノズル回動機構６８により除電液ノズル６５が回動し、図５に示す位置から基板９の外側の待機位置へと戻される。また、ＩＰＡノズル回動機構７４によりＩＰＡノズル７２が待機位置から移動し、図５に示すように、ＩＰＡノズル７２の先端の吐出口が、基板９の上面９１の中心部を向く。続いて、制御部８により、ＩＰＡ供給部７のＩＰＡバルブ７３が開かれ、ＩＰＡが基板９上に供給される。基板９上では、上面９１の中心部に供給されるＩＰＡにより、除電液が基板９のエッジに向かって移動し、当該エッジから基板９の外側に押し出されて基板９の上面９１上から除去される（ステップＳ３１）。このように、ＩＰＡ供給部７は、基板９上の除電液等の液体をＩＰＡと置換することにより、基板９の上面９１上から除去する液体除去部として機能する。

除電液の除去が終了すると、ＩＰＡノズル７２が待機位置へと戻され、制御部８により基板回転機構５が制御されることにより、基板９の回転が開始される（ステップＳ３２）。そして、基板９の回転により、基板９の上面９１上のＩＰＡが基板９のエッジに向かって移動し、基板９のエッジから外側へと飛散して基板９上から除去される（ステップＳ３３）。

ＩＰＡの除去が終了すると、基板回転機構５による基板９の回転数が減少し、ＳＰＭ処理時の回転数に変更される。また、図１に示す処理液ノズル回動機構３５による処理液ノズル３４の回動が開始され、処理液ノズル３４が基板９の中心部とエッジとの間で往復運動を繰り返す。そして、処理液ノズル３４から基板９の上面９１上にＳＰＭ液が供給され、基板９に対するＳＰＭ処理が行われる（ステップＳ１６）。なお、基板９に対するＳＰＭ液の供給は、基板９上にＩＰＡが残留している状態で開始されてもよい。

ＳＰＭ処理が終了すると、処理液ノズル３４から基板９上へと過酸化水素水が供給され、基板９上のＳＰＭ液が除去される（ステップＳ１７）。過酸化水素水供給処理が終了すると、処理液ノズル３４が基板９の外側の待機位置へと戻され、基板９の上面９１にリンス液（純水）が供給されるリンス処理が行われることにより、基板９上から過酸化水素水が除去される（ステップＳ１８）。そして、基板９の回転数を増大させ、基板９の回転により基板９上に残っているリンス液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ２０）、基板９が基板処理装置１ａから搬出される。

基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１と同様に、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ等の前処理により帯電している基板９に対し、ＳＰＭ液によるＳＰＭ処理を行う前に、ＳＰＭ液よりも比抵抗が大きい除電液が供給され、基板９の上面９１全体が当該除電液によりパドルされる。これにより、基板９の上面９１全体が比較的緩やかに除電される。そして、除電処理が行われた後の基板９に対してＳＰＭ処理が行われることにより、電荷の移動によるデバイスのダメージ、すなわち、基板９の損傷を防止することができる。また、除電液の比抵抗を目標比抵抗に維持するように除電液供給部６を制御することにより、基板９の損傷が生じない範囲で、基板９の除電効率を向上し、除電処理に要する時間を短くすることができる。

基板処理装置１ａでは、除電処理に利用された除電液が基板９の上面９１上から除去された後に、基板９にＳＰＭ液が供給されてＳＰＭ処理が行われる。これにより、除電液とＳＰＭ液との混合によるヒートショックのような既述の悪影響を防止することができる。また、ステップＳ３１において、基板９上にＩＰＡを供給することにより、基板９を回転することなく除電液を除去することができる。ところで、基板９を回転させることにより除電液を除去しようとすると、基板９上のデバイスの配線パターンの幅が小さい場合、除電液の表面張力により配線パターンが倒壊する可能性がある。基板処理装置１ａでは、上述のように、純水等に比べて表面張力が小さいＩＰＡにより除電液を基板９上から除去した後、ＩＰＡを基板９の回転により除去するため、除電液の除去の際における配線パターンの倒壊等の基板の損傷を防止することができる。

なお、基板処理装置１ａは、基板回転機構５およびＩＰＡ供給部７を備えているため、基板９上のデバイスのサイズ等に合わせて、基板回転機構５およびＩＰＡ供給部７の一方を選択して液体除去部として利用してもよい。すなわち、基板処理装置１ａでは、液体除去部が基板回転機構５およびＩＰＡ供給部７を備える。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、ステップＳ１３における除電処理は、基板９上における除電液の層が崩れずに維持されるのであれば、基板９が回転している状態にて行われてもよい。換言すれば、基板９の回転は、除電処理よりも前に開始されてもよい。また、除電液の目標比抵抗は、デバイスのサイズ以外の条件（例えば、基板処理装置に搬入される前に基板に対して行われた処理の種類）に基づいて設定されてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、基板９の上面９１に向けてシート状のエアを噴射し、基板９上の液体を飛散させて除去するエアナイフが、液体除去部として設けられてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、ステップＳ１６において、ＳＰＭ液以外の処理液が基板９上に供給され、基板９に対する他の処理が行われてもよい。例えば、レジスト膜が形成された基板９上に処理液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）が供給され、基板９のエッチング処理が行われてもよい。基板処理装置１，１ａでは、上述のように、帯電した基板９と処理液との接触による電荷の急激な移動に伴う基板９の損傷を防止することができるため、基板処理装置１の構造は、ＳＰＭ液やバッファードフッ酸のように、比抵抗が非常に小さい処理液による処理が行われる装置に特に適している。

除電液として利用されるイオンを含む液体は、純水に二酸化炭素を溶解させたものには限定されない。例えば、純水にアンモニアを溶解させたものや純水に微量の希塩酸を加えたものが除電液として利用されてもよく、また、他の様々なイオンを含む液体が除電液として利用されてもよい。

除電液と処理液との混合による悪影響が生じないのであれば、除電液の除去（ステップＳ１５，Ｓ３１）は省略され、基板９の上面９１上に除電液が存在する状態で処理液が供給されて基板９の処理が行われてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ 基板処理装置
２ 基板保持部
３ 処理液供給部
５ 基板回転機構
６ 除電液供給部
７ ＩＰＡ供給部
８ 制御部
９ 基板
８１ 比抵抗設定部
９１ 上面
Ｓ１１〜Ｓ２０，Ｓ３１〜Ｓ３３ ステップ

Claims (4)

1. 基板を処理する基板処理装置であって、
   基板に液体を付与しない前処理であるドライ工程を経て搬入前に帯電した状態となっている前記基板を、デバイスが予め形成されている主面を上側に向けた状態で保持する基板保持部と、
   前記基板の前記主面上に処理液を供給する処理液供給部と、
   イオンを含む液体または純水を前記処理液よりも比抵抗が大きい除電液として前記基板の前記主面上に供給する除電液供給部と、
   前記除電液の目標比抵抗を０．０５〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定する比抵抗設定部と、
   前記処理液供給部および前記除電液供給部を制御することにより、前記除電液におけるイオン濃度を制御して前記除電液の比抵抗を前記目標比抵抗に維持しつつ、前記除電液を前記基板の前記主面上に供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルした後、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う制御部と、
   を備え、
   前記基板上に予め形成されている前記デバイスのサイズが小さくなるに従って、前記比抵抗設定部において、前記除電液の前記目標比抵抗が大きく設定されることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記処理液が、加熱された硫酸と過酸化水素水とを混合したＳＰＭ液であり、前記所定の処理がＳＰＭ処理であることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記イオンを含む液体が、純水に二酸化炭素を溶解させたものであることを特徴とする基板処理装置。
4. 基板を処理する基板処理方法であって、
   ａ）イオンを含む液体または純水である除電液の目標比抵抗を０．０５〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定する工程と、
   ｂ）前記除電液のイオン濃度を制御して前記除電液の比抵抗を前記目標比抵抗とする工程と、
   ｃ）基板に液体を付与しない前処理であるドライ工程を経て帯電した状態となっている前記基板を、デバイスが予め形成されている主面を上側に向けた状態で保持し、前記ｂ）工程よりも後に、前記基板の前記主面上に前記除電液を供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルする工程と、
   ｄ）前記ｃ）工程よりも後に、前記除電液よりも比抵抗が小さい処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う工程と、
   を備え、
   前記基板上に予め形成されている前記デバイスのサイズが小さくなるに従って、前記ａ）工程において、前記除電液の前記目標比抵抗が大きく設定されることを特徴とする基板処理方法。

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