JP2007317821A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理液を基板に供給して処理する基板処理装置および基板処理方法において、処理中における基板の帯電を抑制する。
【解決手段】吐出部3に対して洗浄液および窒素ガスが導入され、洗浄液の液滴が基板9に向けて吐出される。吐出部3の洗浄液管および吐出部3に洗浄液を導く洗浄液供給部4はガラス状カーボンにより形成され、洗浄液供給部4が導電線82を介して接地される。吐出部3の吐出口31近傍には、円環状の誘導電極6が配置され、誘導電極6は電源81に接続される。接液部である洗浄液管32および洗浄液供給部4と、誘導電極6との間に電位差を付与して洗浄液と基板9との接触により基板9が帯電するときの基板9の帯電極性と逆極性の電荷が接液部に接液する洗浄液に誘導される。そして、吐出部3から洗浄液の液滴が吐出されることに起因して導電線82を流れる電流が電流計85によって測定される。
【選択図】図1
【解決手段】吐出部3に対して洗浄液および窒素ガスが導入され、洗浄液の液滴が基板9に向けて吐出される。吐出部3の洗浄液管および吐出部3に洗浄液を導く洗浄液供給部4はガラス状カーボンにより形成され、洗浄液供給部4が導電線82を介して接地される。吐出部3の吐出口31近傍には、円環状の誘導電極6が配置され、誘導電極6は電源81に接続される。接液部である洗浄液管32および洗浄液供給部4と、誘導電極6との間に電位差を付与して洗浄液と基板9との接触により基板9が帯電するときの基板9の帯電極性と逆極性の電荷が接液部に接液する洗浄液に誘導される。そして、吐出部3から洗浄液の液滴が吐出されることに起因して導電線82を流れる電流が電流計85によって測定される。
【選択図】図1
Description
この発明は、処理液を基板に供給して基板に所定の処理を行う基板処理装置および方法に関する。処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板等が含まれる。
従来より、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程において、基板に対して処理液を供給して様々な処理が行われている。例えば、基板の洗浄処理では、基板に対して純水等の洗浄液を噴射することにより、基板の表面に付着したパーティクル等が除去される。
ところで、このような洗浄処理では、表面に絶縁膜が形成された基板と純水との接触により、基板の表面全体が帯電することが知られている。例えば、基板表面に酸化膜が形成されている場合には基板はマイナスに帯電し、基板表面にレジスト膜が形成されている場合にはプラスに帯電する。ここで、基板の帯電量が大きくなると、洗浄中や洗浄後におけるパーティクルの再付着や放電による配線の損傷等が発生する恐れがある。そこで、基板処理装置では、基板の帯電を抑制する様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献1では、回転する基板上に洗浄液を供給して洗浄する洗浄装置において、イオン化した窒素ガスを基板上の処理空間にパージした状態で洗浄を行うことにより、基板表面の帯電を抑制する技術が開示されている。また、特許文献2では、洗浄液が貯溜された処理槽に基板を浸漬して洗浄する洗浄装置において、洗浄液の交換時に基板に噴射する液体を、純水に炭酸ガスを溶解させたCO2溶解水とすることにより、基板表面の帯電を抑制する技術が開示されている。
特許文献3では、純水をノズルから高速にて噴出してノズルとの流動摩擦により帯電した純水の微小液滴を生成し、当該液滴を帯電した物質と接触させることにより、帯電物質の静電気を除去する除電装置が開示されており、当該除電装置の適用対象として、洗浄後の帯電した半導体基板が挙げられている。
また、純水がシリコンウエハに高速で衝突したときに発生する帯電霧の発生機構に関する研究がなされている。ここでは、ノズルの先の誘導電極に高電圧を印加することにより、ノズルから高速で噴出するジェット状の純水の帯電を制御している(非特許文献1参照)。
ところで、特許文献1のようにイオン化したガス雰囲気における洗浄処理では、基板表面に対してイオン化ガスを継続して効率良く供給することが難しく、基板の帯電抑制に限界がある。また、特許文献2のようにCO2溶解水を基板に噴射すると、基板上に銅配線が設けられている場合には、当該銅配線が酸性のCO2溶解水との接触により劣化してしまう恐れがある。そのため、基板上に銅配線が設けられている場合など処理対象物によってはCO2溶解水を用いることができず、基板表面の帯電を抑制することができない。一方、特許文献3の除電装置では、洗浄中における基板の帯電を抑制することはできない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理液を基板に供給して処理する基板処理装置および基板処理方法において、処理中における基板の帯電を抑制することを目的としている。
この発明は、基板に処理液を供給して基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、処理液と接液可能な導電性の接液部を有し、接液部を介して処理液を吐出口から基板の主面に向けて処理液を吐出する吐出手段と、接液部と電気的に絶縁されながら吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と、一方端が接液部と電気的に接続されるとともに他方端が接地された導電線と、誘導電極に対して所定の電位を与えて接液部と誘導電極との間に電位差を付与し、吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により基板が帯電するときの基板の帯電極性と逆極性の電荷を接液部に接液する処理液に誘導する電位差付与手段と、電位差付与手段によって電荷が誘導された処理液が吐出手段から吐出されることに起因して導電線を流れる電流を測定する電流測定手段とを備えたことを特徴としている。
また、この発明は、基板に処理液を供給して基板に対して所定の処理を施す基板処理方法であって、上記目的を達成するため、吐出手段に設けられた導電性の接液部に処理液を接液させながら吐出手段の内部で流通させ吐出手段の吐出口から基板の主面に向けて吐出させる処理液吐出工程と、処理液吐出工程の間、接液部と電気的に絶縁されながら吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極に対して所定の電位を与えて接液部と誘導電極との間に電位差を付与し、吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により基板が帯電するときの基板の帯電極性と逆極性の電荷を接液部に接液する処理液に誘導する電位差付与工程と、電荷が誘導された処理液が吐出手段から吐出されることに起因して、一方端が接液部と電気的に接続されるとともに他方端が接地された導電線を流れる電流を測定する電流測定工程とを備えたことを特徴としている。
このように構成された発明(基板処理装置および方法)では、吐出手段は処理液と接液可能な導電性の接液部を有し、誘導電極が該接液部と電気的に絶縁されながら吐出手段の吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置されている。そして、接液部が導電線を介して接地された状態で、誘導電極に対して所定の電位を与えて接液部と誘導電極との間に電位差を付与し、吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により基板が帯電するときの基板の帯電極性と逆極性の電荷(以下、単に「逆極性の電荷」という)を接液部に接液する処理液に誘導している。このため、吐出手段から処理液が吐出されることで逆極性の電荷が処理液とともに基板の主面に供給される。したがって、処理中における基板の帯電を抑制することができる。また、このように処理液に電荷を誘導して該処理液を基板に供給しながら基板に対して所定の処理を施しているので、被処理面である基板主面に逆極性の電荷を処理液とともに継続して効率良く供給することができ、基板の帯電を有効に抑制することができる。しかも、このように処理液に電荷を誘導して帯電した処理液を基板に供給しているので、基板の帯電を抑制するために必ずしも導電性の処理液(例えば酸性のCO2溶解水)を用いる必要がない。つまり、基板上に銅配線が設けられている場合など処理対象物によってはCO2溶解水を用いることができない場合であっても、基板の帯電を抑制することができる。
さらに、この発明によれば、電荷が誘導された処理液が吐出手段から吐出されることに起因して導電線に流れる電流を測定しているので、次のような作用効果が得られる。すなわち、誘導電極に対して与える電位をモニタリングしても、実際に吐出手段から吐出される処理液に電荷が誘導されているか否かは分からない。例えば、誘導電極に対して電位を与える電位差付与手段と誘導電極とを接続する配線が断線している場合には、電位差付与手段からの出力電圧値(印加電圧値)を確認しても、実際には処理液に電荷が誘導されていない状態となっている。
そこで、本発明では、導電線に流れる電流を測定することにより、処理液への電荷の誘導を検知している。つまり、電荷が誘導された処理液が吐出手段から吐出される結果として処理液の帯電量に応じて導電線に電流が流れることから、導電線に流れる電流を測定することで、処理液への電荷の誘導を確実に検知することができる。ここで、測定した電流値を目視で確認することにより、処理液への電荷の誘導を検知するようにしてもよいし、制御手段が測定された電流値をモニタリングして、該電流値から処理液への電荷の誘導を検知するようにしてもよい。
また、誘導電極に与える電位を変更可能に電位差付与手段を構成して、電位差付与手段を制御して誘導電極に与える電位を設定変更し、吐出手段から吐出される処理液の帯電量を調整するようにしてもよい。この構成によれば、接液部と誘導電極との間の電位差に応じて処理液に誘導される電荷量が変化する。したがって、誘導電極に与える電位を設定変更することで吐出手段から吐出される処理液の帯電量を調整することができる。その結果、基板に対する処理内容、基板主面に形成された膜の種類などに応じて柔軟に対応することができる。例えば、吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により基板が帯電する基板の帯電量に応じて、基板に逆極性の電荷を必要量だけ供給することができる。また、導電線を流れる電流と処理液に誘導される電荷量とは相関関係を有していることから、導電線を流れる電流の変化をモニタリングすることで、処理液に誘導される電荷量を求めることができる。これにより、基板に対する帯電抑制効果を確認しながら基板に対する処理を実行することができる。
ここで、吐出手段から吐出される処理液の帯電量を基板主面の帯電分布特性に応じて調整することが好ましい。基板主面の各部において帯電量が異なる(基板主面の帯電分布に偏りが生じる)場合には、基板主面各部における帯電量に応じて処理液の帯電量を調整することで、基板の帯電を有効に抑制することができる。なお、基板主面の帯電分布特性は、基板に対する処理前に予め処理対象となる基板と同種の基板主面の帯電分布を測定しておくことで、処理対象となる基板主面の帯電分布特性を予想しておき、予想した帯電分布特性に応じて処理液の帯電量を調整してもよい。また、基板に処理液を供給しながら実際に基板主面の表面電位を測定することで、基板に対する処理と並行して基板主面の帯電分布特性を求めるようにしてもよい。
また、導電線を流れる電流の値が所定の上限値を超えたときには電位差付与手段による電位差の付与を停止させることが好ましい。例えば誘導電極と処理液が接触した場合には、帯電した処理液を介して接液部と誘導電極とが短絡して電位差付与手段に過大な電流が流れ込んでしまう。その結果、電位差付与手段が故障する要因となっている。そこで、このように接液部と誘導電極とが短絡した場合には、導電線にも過大な電流が流れることになることから、導電線に流れる電流の値が所定の上限値を超えたときに電位差の付与を停止させることが好ましい。これにより、電位差付与手段に過電流が流れるのを防止して電位差付与手段を保護することができる。なお、電流値が所定の上限値を超えたときに電位差付与手段自体をOFF(出力停止)して電位差の付与を停止させてもよいし、誘導電極と電位差付与手段とを接続する配線に遮断器等を介装するとともに、電流値が所定の上限値を超えたときに遮断器を通電状態から遮断状態に切り換えて電位差の付与を停止させてもよい。
また、電位差の付与の停止後も継続して電流値をモニタリングしながら電位差の付与を再開させるように電位差付与手段を制御するとともに、電位差付与の停止動作と再開動作とを連続的に実行することが好ましい。これにより、処理液に電荷が誘導されない状態で該処理液が基板に供給されることで基板が帯電してしまうのを防止することができる。つまり、電流値が所定の上限値を超えて基板に対する処理中に電位差の付与を停止させることがあっても、電位差付与の停止後も継続して電流値をモニタリングしながら即座に電位差の付与を再開させることで基板に対する処理を中断することなく、連続して処理を行うことができる。
さらに、電位差付与の停止動作と再開動作とを連続して所定回数だけ繰り返して実行したときには所定の処理を中断させるのが好ましい。これにより、基板に対する処理を継続して行うことができない状態になった場合に、すぐさま処理を中断させることができる。例えば、誘導電極と処理液との接触が一時的なものでない場合には、これをエラーとして区別することにより、処理液に電荷が誘導されない状態で該処理液が基板に供給されるのを防止することができる。
また、本発明は、吐出手段が処理液の液滴を基板の主面に向けて吐出するものであってもよい。処理液の液滴による基板の処理は、吐出手段から柱状の流れの処理液を吐出して基板を処理する場合に比べ、基板の帯電量が多いため、基板の帯電をより有効に抑制することができる。
この発明によれば、処理液と基板との接触により基板が帯電するときの基板の帯電極性と逆極性の電荷が処理液とともに基板に供給されるので、処理中における基板の帯電を抑制することができる。さらに、電荷が誘導された処理液が吐出手段から吐出されることに起因して導電線に流れる電流を測定しているので、吐出手段から吐出される処理液に電荷が誘導されているか否かを検知することができる。
<第1実施形態>
図1は、この発明にかかる基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は、図1に示す基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。基板処理装置1は、表面に絶縁膜が形成された半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)に洗浄液(本発明の「処理液」に相当)を供給して洗浄処理を行うことにより、基板9の表面に付着したパーティクル等の異物を除去する基板洗浄装置である。基板処理装置1では、洗浄液として純水、特にはDIW(=deionized water)が用いられる。また、この実施形態では、表面に酸化膜が形成された基板9に対する洗浄が行われる。
図1は、この発明にかかる基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は、図1に示す基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。基板処理装置1は、表面に絶縁膜が形成された半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)に洗浄液(本発明の「処理液」に相当)を供給して洗浄処理を行うことにより、基板9の表面に付着したパーティクル等の異物を除去する基板洗浄装置である。基板処理装置1では、洗浄液として純水、特にはDIW(=deionized water)が用いられる。また、この実施形態では、表面に酸化膜が形成された基板9に対する洗浄が行われる。
図1に示すように、基板処理装置1は、基板9を下側から保持する基板保持部2、基板9の上方に配置されて上側の主面(以下「上面」という)に向けて洗浄液を吐出する吐出部3、吐出部3に洗浄液を導く円管状の洗浄液供給部(すなわち、処理液供給部)4、洗浄液供給部4とは個別に吐出部3に窒素ガスを導くガス供給部5、および、吐出部3と基板9との間において吐出部3の吐出口31近傍に配置される誘導電極6を備える。洗浄液供給部4およびガス供給部5はそれぞれ、洗浄液供給源4A、ガス供給源5Aと接続されている。そして、装置全体を制御する制御ユニット10からの動作指令に応じて、洗浄液供給源4Aから洗浄液供給部4に洗浄液が、ガス供給源5Aからガス供給部5に窒素ガスがそれぞれ供給される。図1では、図示の都合上、基板保持部2の一部を断面にて描いている。なお、この実施形態では、ガス供給源5Aから窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを供給するように構成してもよい。
基板保持部2は、略円板状の基板9を下側および外周側から保持するチャック21、基板9を回転する回転機構22、および、チャック21の外周を覆う処理カップ23を備える。回転機構22はチャック21の下側に接続されるシャフト221、および、シャフト221を回転するモータ222を備え、制御ユニット10からの動作指令に応じてモータ222が駆動されることにより、シャフト221およびチャック21と共に基板9が回転する。処理カップ23は、チャック21の外周に配置されて基板9上に供給された洗浄液の周囲への飛散を防止する側壁231、および、処理カップ23の下部に設けられて基板9上に供給された洗浄液を排出する排出口232を備える。
また、吐出部3はノズル移動機構3Aと接続されている。そして、制御ユニット10からの動作指令に応じてノズル移動機構3Aが作動することで吐出部3が揺動駆動される。したがって、図1に示す配置姿勢のまま吐出部3が基板9の上方で基板上面とほぼ平行に相対移動する。
図3は、吐出部3近傍を示す縦断面図である。図3に示すように、吐出部3は内部混合型の二流体ノズルであり、吐出部3の中心軸30(吐出口31の中心軸でもある。)を中心とする円筒状の洗浄液管32を内部に備える。洗浄液管32は吐出部3の上部において洗浄液供給部4に接続されており、洗浄液管32の内部の空間は、洗浄液供給部4から供給された洗浄液が流れる洗浄液流路321となる。吐出部3の外壁部34と洗浄液管32との間の空間は、ガス供給部5から供給されたキャリアガス(例えば、窒素(N2)ガスや空気)が流れるガス流路33となっており、ガス流路33は洗浄液流路321の周囲を囲む。
吐出部3では、洗浄液管32の先端が吐出口31よりも内側(すなわち、図3中の上側)に位置しており、洗浄液管32から噴出される洗浄液が吐出部3の内部においてキャリアガスと混合されることにより、洗浄液の微小な液滴が生成されてキャリアガスと共に吐出口31から基板9(図1参照)に向けて噴出される。吐出口31の内径は約2〜3mmである。
吐出部3の洗浄液管32(すなわち、吐出部3内の洗浄液流路321を形成する部位)、および洗浄液管32に接続される洗浄液供給部4は、共に導電性カーボン(好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシーカーボン等のガラス状カーボン)または導電性樹脂(例えば、導電性PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)や導電性PTFE(ポリテトラフルオロエチレン))により形成される。この実施形態では、洗浄液管32および洗浄液供給部4は、ガラス状の導電性カーボンにより形成される。ガラス状カーボンは、均質かつ緻密な構造を有する硬質な炭素材料であり、導電性や耐薬品性、耐熱性等に優れる。
基板処理装置1では、洗浄液管32と洗浄液供給部4とが、基板9に洗浄液を供給する1つの洗浄液供給管とされ、当該洗浄液供給管全体が洗浄液に接触する導電性の接液部となる。基板処理装置1では、洗浄液供給部4に導電線82が電気的に接続されており、図1に示すように、導電線82を介して洗浄液供給部4および洗浄液管32(図3参照)が接地される。このように、この実施形態では、吐出部3および洗浄液供給部4が、本発明の「吐出手段」として機能する。
図3に示すように、誘導電極6は、吐出口31の中心軸30を囲む円環状であり、その外径は約15mm、内径は約8mmとされる。誘導電極6は、吐出口31の高さ位置よりも下方位置、つまり吐出口31に対して基板9に近い位置に配置される。中心軸30方向に関する誘導電極6と吐出口31との間の距離は約3〜4mmとされ、誘導電極6と吐出部3とは電気的に絶縁されている。
誘導電極6の材料はステンレス鋼製等の金属材料であってもよいが、洗浄液中への金属粉の混入や金属成分の溶出による洗浄液の汚染を防止する観点から、導電性カーボン(好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシーカーボン等のガラス状カーボン)または導電性樹脂(例えば、導電性PEEKや導電性PTFE)により形成するのが好ましい。
図1に示す基板処理装置1では、誘導電極6が電源81に電気的に接続されている。そして、電源81がON(電圧印加)されると、導電性の接液部である洗浄液供給部4および洗浄液管32(図3参照)と、誘導電極6との間に電位差が付与される。この実施形態では、電源81のマイナス側の端子が導電性の配線81aを介して誘導電極6と接続されており、誘導電極6にはマイナスの電位が与えられる。これにより、洗浄液管32の先端部分において洗浄液にプラスの電荷が誘導され、プラスの電荷を有する洗浄液の液滴が吐出部3から噴出される。このように、この実施形態では、電源81が、本発明の「電位差付与手段」として機能する。
また、導電線82には、電流計85が介装されており、導電線82を流れる電流を測定可能となっている。洗浄液供給部4および洗浄液管32と、誘導電極6との間に電位差を付与した状態で吐出部3から液滴が吐出されると、導電線82に上記電位差に応じた電流が流れる。この現象は、次のように説明することができる。すなわち、洗浄液供給部4および洗浄液管32に接液する洗浄液にプラスの電荷が誘導されると、洗浄液供給部4に電気的に接続された導電線82に電子が放出される。そして、このようにプラスに帯電した洗浄液の液滴が吐出部3から吐出されることで、洗浄液管32の先端部分において電子の受渡しが継続的に行われ、液滴の帯電量に応じた電流が導電線82に流れる。この実施形態では、洗浄液管32の先端部分において放出された電子が導電線82を介して接地側に向けて流れるので、電流は図1紙面の右手側から左手側に向けて流れる。したがって、導電線82を流れる電流を測定することにより、液滴への電荷の誘導を検知することが可能となっている。このように、この実施形態では、電流計85が本発明の「電流測定手段」として機能する。
電流計85は制御ユニット10に接続されており、制御ユニット10は電流計85にて測定された電流値をモニタリングすることが可能となっている。具体的には、電流計85にて測定された測定信号(電流値)が制御ユニット10に送出されることにより、制御ユニット10が液滴への電荷の誘導が行われているか否かを監視することが可能となっている。また、導電線を流れる電流と液滴に誘導される電荷量は相関関係を有することから、制御ユニット10は、電流値の大きさから液滴に誘導される電荷量、つまり液滴の帯電量を検知することが可能となっている。
制御ユニット10は、コンピュータによって構成されており、その本体部であって演算処理を行うCPU10aと、制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく記憶部10bとを備えている。記憶部10bには、導電線82を流れる電流から基板処理装置1の状態を検知するための判断基準となるデータが格納されている。このようなデータは、基板処理装置1の操作パネル101からオペレータによって設定入力されることで記憶部10bに格納されてもよいし、基板処理装置外のホストコンピュータから通信部(図示せず)を介して記憶部10bに格納されてもよい。
導電線82を流れる電流に関するデータとしては、電流値の上限値と下限値とを規定した基準電流値がある。例えば誘導電極6と液滴が接触した場合には、帯電した液滴を介して洗浄液管32と誘導電極6とが短絡して誘導電極6に接続された電源81に過大な電流が流れ込んでしまう。このとき、帯電した液滴を介して洗浄液管32と誘導電極6とが閉回路を構成して、導電線82にも過大な電流が流れる。したがって、電流値の上限値を規定するとともに規定した上限値と測定した電流値とを比較判断することにより、装置の異常を検知することができる。また、下限値は零であってもよいが、所定(零より大きい)の電流値を規定しておくことにより、液滴への電荷の誘導以外に起因して流れる電流(微小な漏洩電流など)の影響を排除して液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。
また、電源81は出力電圧値、すなわち接液部(洗浄液供給部4および洗浄液管32)と誘導電極6との間に付与される電位差を変更可能に構成されている。制御ユニット10は、電圧コントローラ10cを備え、電圧コントローラ10cから電源81への動作指令に応じて、接液部(洗浄液供給部4および洗浄液管32)と誘導電極6との間に付与される電位差がコントロールされる。その結果、接液部と誘導電極6との間に付与される電位差の変化に対応して液滴に誘導される電荷量が変化する。したがって、制御ユニット10からの動作指令に応じて吐出部3から吐出される液滴の帯電量を調整することができる。
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図4を参照しつつ詳述する。図4は、図1の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この基板処理装置1では、基板表面に酸化膜が形成された基板9が膜形成面を上方に向けた状態で搬入されると、制御ユニット10が装置各部を制御して基板9に対して洗浄処理を実行する。
未処理の基板9が装置に搬入されると、基板9が基板保持部2のチャック21により保持される(ステップS101)。その後、回転機構22のモータ222が駆動されて基板9の回転が開始される(ステップS103)。続いて、電源81がON(電圧印加)にされる(ステップS105;電位差付与工程)。このとき、洗浄液管32の内部空間、つまり洗浄液流路321は洗浄液が充填されており、洗浄液管32の先端部には、洗浄液が供給された状態となっている。この実施形態では、誘導電極6に対してマイナス電位(およそ−1000V)が与えられ、誘導電極6と接液部、つまり吐出部3の洗浄液管32および洗浄液供給部4との間に電位差が付与される。その結果、吐出口31近傍(すなわち、洗浄液管32の先端部)に接液する洗浄液にプラスの電荷が誘導される。
そして、この状態で吐出部3に洗浄液および窒素ガスが圧送され、プラスの電荷が誘導された洗浄液の微小な液滴が生成されるとともに吐出口31から基板9の上面に向けて吐出される(ステップS107;処理液吐出工程)。吐出部3から吐出された液滴は、円環状に形成された誘導電極6の中央領域(内部空間領域)を通り抜けて基板9の上面に到達する。すなわち、プラスに帯電した液滴が基板9の上面に供給される。ここでは、回転する基板9に対して、吐出部3が基板9の径方向に相対的に往復移動されることにより、基板9の上面全体に対して液滴が噴射され、上面に付着しているパーティクル等の異物が除去される。なお、基板9に対する液滴の供給が行われている間、液滴への電荷の誘導が並行して継続して行われる。
また、このように電荷が誘導された液滴が吐出部3から吐出されることに起因して導電線82に電流が流れる。導電線82を流れる電流は電流計85によって測定され、制御ユニット10が測定された電流値をモニタリングしている(電流測定工程)。これにより、制御ユニット10は、液滴への電荷の誘導を検知する。また、制御ユニット10は、測定された電流値が所定の上限値以上であるか否かを判断する(ステップS109)。ここで、測定された電流値が所定の上限値より小さい場合(ステップS109でNO)には、基板上面への電荷が誘導された液滴の供給が基板9の洗浄処理が完了するまで継続して行われる。
その一方で、測定された電流値が所定の上限値以上である場合(ステップS109でYES)には、電源81がOFF(電圧印加停止)される(ステップS121)。このように電流値が上限値以上となる場合としては、吐出部3から吐出された液滴が誘導電極6に接触することが考えられる。そして、このとき電源81に過大な電流が流れ込む結果、電源81が故障する要因となる。したがって、電流値が上限値以上となった場合に、制御ユニット10が電源81をOFFすることで電源81に過電流が流れるのを防止して電源81を保護することができる。続いて、制御ユニット10は、このように電流値が上限値以上となる事象が連続して発生したか否かにより、次のように処理する。
図5および図6は、洗浄処理時に導電線に流れる電流を概念的に示したタイムチャートである。具体的には、図5は、電流値が上限値以上となる事象が単発的に発生した状態(通常状態)を示す。また、図6は、電流値が上限値以上となる事象が連続的に発生した状態(エラー状態)を示している。
図5に示すように、電流値が上限値以上となる事象が単発的に発生した場合、つまり連続的な発生でない場合(ステップS123でNO)には、電源81をOFFしてから電源81をONとする(ステップS125)。制御ユニット10は、電源81のOFF動作(停止動作)とON動作(再投入動作)とを連続的に実行する。これにより、液滴への電荷の誘導が即座に再開される。すなわち、誘導電極6と液滴が接触しても、通常、このような接触は極めて短時間(1秒以下)であることから、電源81をすぐにON状態に復帰させることにより、基板9の帯電防止効果を維持することができる。なお、制御ユニット10は電源81をOFFした後も継続して導電線82に流れる電流をモニタリングしている。
その一方で、図6に示すように、電流値が上限値以上となる事象が連続的に発生した場合(ステップS123でYES)には、エラー処理に移行して洗浄処理を中断する(ステップS127)。具体的には、電源81をONとしてもすぐに電流値が上限値以上となることが、短時間(例えば数秒)のうちにN回連続して発生する場合には、誘導電極6と液滴との接触が一時的なものではないと判断されるため、エラーとして区別する。この実施形態では、電流値が上限値以上となることが5回連続して発生した場合にエラー処理に移行している。
こうして、制御ユニット10は導電線82に流れる電流をモニタリングしながら、基板9への液滴の供給時間が所定時間に達するまで実行する。つまり、所定時間、液滴の吐出を行っていない場合(ステップS111でNO)には、電流値をモニタリングしながら液滴の吐出が引き続き実行される。その一方で、液滴の吐出が所定時間だけ行われ、基板9の洗浄が完了すると(ステップS111でYES)、吐出部3からの液滴の吐出が停止される(ステップS113)。また、電源81がOFFされ、洗浄液への電荷の誘導が停止される(ステップS115)。その後、基板9を高速回転させて基板9を乾燥させた後に基板9の回転が停止される(ステップS117)。こうして、処理済の基板9を基板処理装置1から搬出して、1枚の基板9に対する洗浄処理が終了する(ステップS119)。
図7は、基板上面における電位分布を示す図である。同図(a)は、吐出部3に対して電荷誘導を行わない通常の状態、つまり誘導電極6に電位を与えることなく、基板9を洗浄処理した後の基板9の上面における電位分布を示す図である。また、同図(b)は、誘導電極6に電位を与えながら基板9を洗浄処理した後の基板9の上面における電位分布を示す図である。同図(a)において、帯電量(すなわち、電位の絶対値)が最も大きい基板9の中央部近傍における電位は約−13Vであり、同図(b)において、帯電量が最も大きい領域における電位は約−4〜−5Vである。これらの基板は、洗浄処理前の状態ではほとんど帯電しておらず、上記電位は洗浄処理中に生じたものと考えられる。
これらの結果から、洗浄処理中に洗浄液の液滴と基板9との接触により基板9が帯電するのを抑制できていることが分かる。すなわち、吐出部3から吐出された洗浄液の液滴と基板9との接触により基板9が帯電するときの基板9の帯電極性と逆極性(この実施形態では、プラス)に帯電した洗浄液の液滴が基板9に供給されることにより、基板9が帯電(この実施形態では、基板上面に酸化膜が形成されているのでマイナスに帯電)するのを抑制できることが明らかになった。
以上のように、この実施形態によれば、洗浄液に接液可能な導電性の接液部である洗浄液供給部4および洗浄液管32を介して供給された洗浄液と、ガス供給部5から供給された窒素ガスとを吐出部3の内部において混合して吐出口31から洗浄液の液滴を基板9に向けて吐出している。また、吐出部3の近傍に誘導電極6を配置するとともに、洗浄液供給部4を導電線82を介して接地した状態で、誘導電極6に対してマイナスの電位を与えて接液部と誘導電極6との間に電位差を付与している。このため、接液部に接液する洗浄液にプラスの電荷が誘導され、プラスに帯電した液滴が基板9の上面に供給される。つまり、液滴と基板9との接触により基板9が帯電するときの基板9の帯電極性(この実施携帯では、基板上面に酸化膜が形成されているのでマイナス)と逆極性のプラスの電荷が液滴とともに基板9に供給される。したがって、洗浄処理中における基板9の帯電を抑制することができる。しかも、液滴にプラス電荷を誘導して該液滴を基板9に供給しながら基板9に対して洗浄処理を施しているので、基板9の上面全体にプラス電荷を効率良く供給することができ、基板9がマイナスに帯電するのを有効に抑制することができる。さらに、このような基板9の帯電抑制は、吐出部3の吐出口31の近傍に配置した誘導電極6に電位を与えることで達成されるので、基板処理装置1の構造を簡素化しつつ容易に実現することができる。
また、この実施形態によれば、洗浄液としてDIWを用いて、DIWに電荷を誘導して帯電したDIWを基板9に供給することで基板9の帯電を抑制している。したがって、CO2溶解水などの導電性の洗浄液を用いることなく、基板9の帯電を抑制することが可能となっている。このため、基板上に銅配線が設けられている場合など処理対象物によっては酸性のCO2溶解水を用いることができない場合であっても、基板9の帯電を抑制することができる。
さらに、この実施形態によれば、電荷が誘導された液滴が吐出部3から吐出されることに起因して導電線82に流れる電流を測定しているので、液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。すなわち、誘導電極6に対して与える電位をモニタリングしても、実際に吐出部3から吐出される液滴に電荷が誘導されているか否かは分からない。例えば、電源81と誘導電極6とを接続する配線81aが断線している場合には、電源81からの出力電圧値(印加電圧値)を確認しても、実際には液滴に電荷が誘導されていない状態となっている。これに対して、この実施形態によれば、電荷が誘導された液滴が吐出部3から吐出される結果として液滴の帯電量に応じて導電線82に流れる電流を測定しているので、液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。
また、この実施形態によれば、接液部と誘導電極6との間に付与される電位差を変更可能に構成して、吐出部3から吐出される液滴の帯電量を調整可能となっている。つまり、液滴の帯電状態を自在に変化させることが可能となっている。このため、吐出部3から吐出された液滴と基板9との接触により基板9が帯電する基板9の帯電量に応じて、基板9に該基板9の帯電極性と逆極性の電荷を必要量だけ供給することができる。ここで、導電線82を流れる電流と液滴に誘導される電荷量とは相関関係を有しているから、導電線82に流れる電流の変化をモニタリングすることで、液滴に誘導される電荷量を求めることができる。これにより、基板9に対する帯電抑制効果を確認しながら基板9に対して洗浄処理を実行することができる。
また、この実施形態によれば、電流値が所定の上限値を超えたときに電源81をOFFしているので、誘導電極6と液滴が接触した場合に電源81に過大な電流が流れ込むのを防止して電源81を保護することができる。さらに、電源81をOFFしてからも導電線82に流れる電流をモニタリングしながら電源81をONにして液滴への電荷の誘導を再開させているので、液滴に電荷が誘導されない状態で該液滴が基板9に供給されることで基板9が帯電してしまうのを防止することができる。つまり、基板9に対する洗浄処理中に液滴への電荷の誘導を停止させることがあっても即座に液滴への電荷の誘導を再開させることで洗浄処理を中断することなく、連続して洗浄処理を行うことができる。これにより、洗浄処理が行われている間、液滴への電荷の誘導が継続的に行われることにより、基板9の帯電をより一層抑制することができる。
また、この実施形態によれば、誘導電極6が吐出口31の中心軸30を囲む円環状とされることにより、吐出口31からの洗浄液の液滴の吐出を妨げることなく、吐出口31近傍(洗浄液管32の先端部分)に均等に電荷を誘導することができる。その結果、洗浄液の多数の液滴に対して均等に電荷を誘導することができ、基板9の表面全体にわたって基板9の帯電を均等に抑制することができる。
また、この実施形態によれば、吐出部3の外部の洗浄液供給部4に導電線82を接続して接地することにより、吐出部3の内部に導電線82を接続する場合に比べて、吐出部3の構造を簡素化することができる。また、導電性の洗浄液管32と誘導電極6とが近接して配置されることにより、液滴への電荷の誘導を効率良く行うことができる。
<第2実施形態>
図8は、この発明の第2実施形態にかかる基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この第2実施形態にかかる基板処理装置の動作が第1実施形態と大きく相違する点は、基板9の上面における帯電分布状態に応じて誘導電極6に与える電位を変化させている点である。なお、基板処理装置の構成およびその他の動作は基本的に第1実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
図8は、この発明の第2実施形態にかかる基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この第2実施形態にかかる基板処理装置の動作が第1実施形態と大きく相違する点は、基板9の上面における帯電分布状態に応じて誘導電極6に与える電位を変化させている点である。なお、基板処理装置の構成およびその他の動作は基本的に第1実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
この実施形態では、基板9が基板処理装置1に搬入されると(ステップS101)、該基板処理装置1に搬入された基板9に対応して予想帯電分布特性のデータを取得する(ステップS102)。具体的には、制御ユニット10のCPU10aが記憶部10bに格納されている予想帯電分布特性を含むデータを読み込む。ここで、予想帯電分布特性とは、洗浄処理を施そうとする基板9に対して、仮に洗浄液に電荷を誘導させることなく洗浄処理を実行した場合に吐出部3から吐出された洗浄液の液滴と基板9との接触により基板9が帯電する基板上面各部の帯電量の分布状態をいう。換言すれば、処理対象である基板9に対する洗浄処理に先立って、基板9と同種の基板に対して同様な洗浄処理を洗浄液に電荷を誘導させることなく実行することによって得られる基板上面各部の帯電量の分布状態をいう。
制御ユニット10は、予想帯電分布特性を含む各種データを基板処理装置1の操作パネル101からオペレータによって設定入力されることで記憶部10bに格納している。このようなデータは基板9に対する処理条件(洗浄液の種類、処理時間等)を規定するレシピに記載されることにより、レシピとして記憶部10bに格納するようにしてもよいし、レシピとは別に記憶部10bに格納するようにしてもよい。そして、CPU10aは、記憶部10bからレシピ、各種データを読み出して装置各部を制御する。なお、操作パネル101からの設定入力に替えてCPU10aは、基板処理装置外のホストコンピュータから通信部(図示せず)を介してレシピ、各種データを記憶部10bに格納するようにしてもよい。
その後、基板9の回転が開始され、電源81がONとされ、吐出部3から帯電した液滴が基板9に向けて吐出される(ステップS103,S105,S107)。ここで、制御ユニット10は、第1実施形態と同様にして導電線82に流れる電流をモニタリングして液滴への電荷の誘導を検知するとともに、測定された電流値が所定の上限値以上であるか否かを判断して発生した事象に応じて電源81を制御する(ステップS109)。
そして、この実施形態では、基板上面各部の予想帯電分布特性に応じて制御ユニット10は電源81を制御する。具体的には、誘導電極6と接液部、つまり吐出部3の洗浄液管32および洗浄液供給部4との間に付与する電位差をコントロールして吐出部3から吐出される液滴の帯電量(プラス電荷の帯電量)を調整する。予想帯電分布特性として、例えば図7(a)に示されるような電位分布である場合には、基板上面の中央部の帯電量(マイナス電荷の帯電量)が最も大きく、周縁部に向かうほど帯電量は小さくなっている。このため、吐出部3が基板9の上面中央部に対向しているときには、誘導電極6と接液部との間に付与する電位差を大きくして液滴の帯電量を増加させる一方で、吐出部3が基板9の上面周縁部に対向しているときには、誘導電極6と接液部との間に付与する電位差を小さくして液滴の帯電量を減少させればよい。その結果、吐出部3から吐出された液滴と基板9との接触により基板9が帯電するときの基板9の帯電極性(この実施形態では、基板上面に酸化膜が形成されているのでマイナス)と逆極性を有し、しかも基板上面各部の帯電量に対応した電荷を伴った液滴が基板9に供給される。
以上のように、この実施形態によれば、吐出部3から吐出される液滴に電荷を誘導するとともに、帯電した液滴が吐出されることに起因して導電線82に流れる電流をモニタリングしているので、第1実施形態と同様な作用効果が得られる。
さらに、この実施形態によれば、基板上面各部の予想帯電分布特性に応じて誘導電極6と接液部との間に付与する電位差をコントロールすることで、吐出部3から吐出される液滴の帯電量を調整している。このため、洗浄処理中において液滴との接触により基板9が帯電するのを効果的に抑制することができる。また、過剰に液滴に電荷を誘導することによって基板9が逆電位(プラス電位)に帯電するのを防止することができる。しかも、このような液滴の帯電量の変化は導電線82に流れる電流をモニタリングすることで検知することができる。これにより、基板9に対する帯電抑制効果を確認しながら基板9に対して洗浄処理を実行することができる。
<第3実施形態>
図9は、この発明にかかる基板処理装置の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態にかかる基板処理装置1aが第2実施形態と大きく相違する点は、予想帯電分布特性の取得に替えて、実際に基板9の上面の表面電位を測定しながら洗浄処理を実行している点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第2実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
図9は、この発明にかかる基板処理装置の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態にかかる基板処理装置1aが第2実施形態と大きく相違する点は、予想帯電分布特性の取得に替えて、実際に基板9の上面の表面電位を測定しながら洗浄処理を実行している点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第2実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
図9に示すように、基板処理装置1aは、図1に示す基板処理装置1の構成に加えて、基板9の上面のおよそ中央部における表面電位を測定する表面電位計71をさらに備える。表面電位計71は制御ユニット10(CPU10a)と接続されており、表面電位計71による基板上面の表面電位の測定結果に基づき、電圧コントローラ10cが電源81を制御することが可能となっている。
図10は、図9の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。基板9が基板処理装置1aに搬入され(ステップS201)、基板9の回転されると(ステップS202)、基板上面の表面電位の測定が開始される(ステップS203)。その後、電源81がONとされ、吐出部3から帯電した液滴が基板9に向けて吐出される(ステップS205,S207)。
そして、この実施形態では、吐出部3からの電荷が誘導された液滴の吐出と並行して、表面電位計71による基板9の上面における表面電位の測定が行われる。また、表面電位計71からの出力(すなわち、表面電位計71により測定された電位であり、以下、「測定電位」という。)に基づいて電源81からの出力が制御ユニット10により制御される。これにより、誘導電極6と接液部、つまり洗浄液管32および洗浄液供給部4との間の電位差がコントロールされて液滴に誘導される電荷量が調整される(ステップS210)。
制御ユニット10による電位差の制御には、比例制御やPID制御等が利用される。例えば基板9の上面における帯電量が大きくなる(すなわち、測定電位の絶対値が大きくなる)にしたがって上記電位差を大きくすることにより、液滴に誘導する電荷量を増加させる。その一方で、測定電位の絶対値が小さくなるにしたがって、液滴に誘導する電荷量を減少させる。こうして、基板9に対する洗浄処理が終了すると、液滴の吐出停止(ステップS213)、電源がOFFとされた後(ステップS215)、基板上面の表面電位の測定が終了される(ステップS216)。
以上のように、この実施形態によれば、基板9に対する洗浄処理と同時に基板上面の表面電位を測定して測定電位に基づいて誘導電極6と接液部との間に付与する電位差をコントロールしている。このため、実際に吐出部3から吐出された液滴と基板9との接触により基板9が帯電する基板9の帯電量に応じて的確に基板9の帯電極性と逆極性の電荷を基板9に供給することができる。したがって、洗浄処理中において液滴との接触により基板9が帯電するのを確実に抑制することができる。
<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、吐出部3の洗浄液管32と洗浄液供給部4とを導電性の接液部として、誘導電極6との間に電位差を付与しているが、接液部は当該部位に限定されない。例えば、「吐出手段」として吐出部3および洗浄液供給部4を次のように構成してもよい(第4ないし第6実施形態)。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、吐出部3の洗浄液管32と洗浄液供給部4とを導電性の接液部として、誘導電極6との間に電位差を付与しているが、接液部は当該部位に限定されない。例えば、「吐出手段」として吐出部3および洗浄液供給部4を次のように構成してもよい(第4ないし第6実施形態)。
図11は、第4実施形態にかかる基板処理装置の吐出部3a近傍を示す断面図である。この第4実施形態にかかる基板処理装置では、吐出部3aの洗浄液管32全体が絶縁体(この実施の形態では、テフロン(登録商標))により形成されている。また、洗浄液供給部4では、円筒状の導電性接液部41を除く部位が絶縁体(この実施の形態では、PFA(パーフロロアルコキシ))により形成されており、導電性接液部41はガラス状カーボンにより形成されて導電線82を介して接地されている。図11中では、導電性接液部41の断面を太線にて囲み、さらに、洗浄液供給部4の他の部位と異なる平行斜線を付して示す。その他の構成は図3と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
第4実施形態にかかる基板処理装置では、誘導電極6が電源81(図1参照)に電気的に接続されることにより、誘導電極6と洗浄液供給部4の導電性接液部41との間に電位差が付与され、第1実施形態と同様に、吐出部3aの吐出口31近傍において洗浄液にプラスの電荷が誘導される。すなわち、導電性接液部41に接液しながら、洗浄液管32の先端部に導かれる洗浄液にプラスの電荷が誘導される。そして、プラスの電荷が誘導された洗浄液の液滴により基板9の洗浄が行われることにより、洗浄中および洗浄後における基板9の帯電を抑制することができる。また、導電線82を介して接地される導電性接液部41が吐出部3aの外部に設けられるため、吐出部3aの構造を簡素化することができる。
また、図12は、第5実施形態にかかる基板処理装置の吐出部3b近傍を示す断面図である。第5実施形態にかかる基板処理装置では、洗浄液供給部4全体が絶縁体(この実施の形態では、PFA)により形成されており、吐出部3bの洗浄液管32の先端部32aを除く部位が絶縁体(この実施の形態では、テフロン(登録商標))により形成されている。洗浄液管32の先端部32aは、ガラス状カーボンにより形成されており、導電性接液部として導電線82を介して接地されている。その他の構成は図3と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
第5実施形態にかかる基板処理装置では、誘導電極6が電源81(図1参照)に電気的に接続されることにより、誘導電極6と洗浄液管32の先端部32aとの間に電位差が付与され、第1実施形態と同様に、吐出部3bの吐出口31近傍において洗浄液にプラスの電荷が誘導される。そして、プラスの電荷が誘導された洗浄液の液滴により基板9の洗浄が行われることにより、洗浄中および洗浄後における基板9の帯電を抑制することができる。また、導電性の接液部である洗浄液管32の先端部32aと誘導電極6とが近接して配置されることにより、洗浄液への電荷の誘導を効率良く行うことができる。
また、図13は、第6実施形態にかかる基板処理装置の吐出部3c近傍を示す断面図である。図13に示すように、第6実施形態にかかる基板処理装置では、円環状の誘導電極6が、吐出部3cの先端部において吐出部3cの外壁部34と一体的に設けられ、誘導電極6の内側の穴部が吐出部3cの吐出口31を形成する。換言すれば、誘導電極6は吐出部3cの吐出口31と同一の高さ位置に設けられる。誘導電極6は、また、吐出部3cの吐出口31の周囲に取り付けられている、ともいえる。その他の構成は図1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
第6実施形態にかかる基板処理装置では、第1実施形態と同様に、導電性の接液部である洗浄液管32および洗浄液供給部4と、当該接液部と電気的に絶縁されている誘導電極6との間に電位差が付与されることにより、吐出部3cの吐出口31近傍において洗浄液にプラスの電荷が誘導され、当該洗浄液の液滴により基板9の洗浄が行われることにより、洗浄中および洗浄後における基板9の帯電を抑制することができる。第6実施形態にかかる基板処理装置では、特に、誘導電極6が吐出部3cと一体的に設けられることにより、基板処理装置の構造を簡素化することができる。また、誘導電極6が絶縁物で覆われることによって帯電した洗浄液と誘導電極6との接触により電源81に過大な電流が流れるのを防止することができる。但し、誘導電極6を絶縁物で覆わない方が洗浄液に効率良く電荷を誘導することが可能であり、基板9の帯電を効率的に防止する観点からは誘導電極6を絶縁物で覆うことなく第1ないし第3実施形態で示すような動作フローに沿って洗浄処理を実行することが好ましい。
また、第1ないし第5実施形態にかかる基板処理装置では、吐出部全体が導電体により形成されてもよい。また、中心軸30方向に関する誘導電極6と吐出部の吐出口31との間の距離は、現実的な電源を用いて吐出口31近傍に電荷誘導が可能な距離であれば、上記実施形態にて示した距離と異なってよい。
また、上記実施形態では、洗浄により生じる基板の帯電極性および帯電量は、基板の種類(例えば、半導体基板の上面における絶縁膜の種類や配線金属の種類、およびそれらの組み合わせ)によって異なるため、基板処理装置において誘導電極6と接液部との間に付与される電位差は、基板の種類に合わせて様々に変更される。例えば、基板上にレジスト膜が形成されている場合、洗浄液と基板との接触により基板の上面がプラスに帯電するため、誘導電極6にはプラスの電位が与えられ、洗浄液にマイナスの電荷が誘導される。
また、上記実施形態では、吐出部にはノズル内部で洗浄液とキャリアガスとを混合させて洗浄液の液滴を生成する内部混合型の二流体ノズルを採用しているが、これに限定されない。例えば、洗浄液とキャリアガスとを吐出部の外部に個別に噴出し、吐出口31近傍(空中)にて混合することにより洗浄液の液滴を生成する外部混合型の二流体ノズルを吐出部に採用してもよい。また、基板処理装置では、他の装置にて生成された洗浄液の液滴が吐出部に供給され、当該液滴が吐出部からキャリアガスと共に噴出されてもよく、吐出部に洗浄液のみが供給されて液滴として噴出されてもよい。
また、上記実施形態では、吐出部から洗浄液の液滴を吐出しているが、柱状の洗浄液の水流が吐出されて基板9の洗浄が行われてもよく、また、超音波が付与された洗浄液が吐出されて基板9の洗浄が行われてもよい。なお、上述のように、基板処理装置は、基板9の洗浄による帯電を抑制することができるため、液柱による洗浄よりも基板9の帯電量が大きくなる液滴による洗浄に特に適している。
また、上記実施形態では、洗浄液として純水以外の液体が利用されてもよく、例えば、フッ素系洗浄液である日本ゼオン株式会社のゼオローラ(登録商標)や、スリーエム社のノベック(登録商標)HFEが洗浄液として利用されてもよい。さらに、基板主面への悪影響を考慮する必要がない場合には、洗浄液としてCO2溶解水を用いてもよい。このような導電性の洗浄液を用いることによってCO2溶解による帯電防止効果と洗浄液への電荷の誘導による帯電防止効果の相乗効果を発揮させることができ、基板の帯電防止を効果的に抑制することができる。
また、上記実施形態では、基板に対する所定の処理として洗浄処理について説明しているが、基板に対する洗浄処理以外の様々な処理に利用されてもよい。例えば、薬液処理された後の基板のリンス処理に利用されてもよい。この場合、純水等のリンス液が基板に供給される処理液として用いられる。
また、上記実施形態では、制御ユニット10が電流計85にて測定された電流値をモニタリングすることで処理液への電荷の誘導を検知しているが、これに限定されず、電流計85にて測定された電流値を目視により確認して処理液への電荷の誘導を検知するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、導電線82に流れる電流の値が上限値を超えたときに電源81自体のパワーをOFFして誘導電極6と接液部との間の電位差の付与を停止させるようにしているが、該電位差の付与の停止のさせ方はこれに限定されない。例えば誘導電極6と電源81とを接続する配線81aに遮断器等を介装するとともに、導電線82に流れる電流の値が上限値を超えたときに遮断器を通電状態から遮断状態に切り換えて電位差の付与を停止させてもよい。
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般の表面に対して洗浄処理などの所定の処理を施す基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
1,1a…基板処理装置
3,3a〜3c…吐出部(吐出手段)
4…洗浄液供給部(接液部、吐出手段)
6…誘導電極
9…基板
10…制御ユニット(制御手段)
31…吐出口
32…洗浄液管(接液部)
32a…先端部(接液部)
41…導電性接液部(接液部)
81…電源(電位差付与手段)
82…導電線
85…電流計(電流測定手段)
3,3a〜3c…吐出部(吐出手段)
4…洗浄液供給部(接液部、吐出手段)
6…誘導電極
9…基板
10…制御ユニット(制御手段)
31…吐出口
32…洗浄液管(接液部)
32a…先端部(接液部)
41…導電性接液部(接液部)
81…電源(電位差付与手段)
82…導電線
85…電流計(電流測定手段)
Claims (9)
- 基板に処理液を供給して前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、
処理液と接液可能な導電性の接液部を有し、前記接液部を介して処理液を吐出口から基板の主面に向けて処理液を吐出する吐出手段と、
前記接液部と電気的に絶縁されながら前記吐出口近傍または前記吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と、
一方端が前記接液部と電気的に接続されるとともに他方端が接地された導電線と、
前記誘導電極に対して所定の電位を与えて前記接液部と前記誘導電極との間に電位差を付与し、前記吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により前記基板が帯電するときの前記基板の帯電極性と逆極性の電荷を前記接液部に接液する処理液に誘導する電位差付与手段と、
前記電位差付与手段によって前記電荷が誘導された処理液が前記吐出手段から吐出されることに起因して前記導電線を流れる電流を測定する電流測定手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記電流測定手段によって測定された電流をモニタリングして、該電流から処理液への前記電荷の誘導を検知する制御手段をさらに備える請求項1記載の基板処理装置。
- 前記電位差付与手段は前記誘導電極に与える電位を変更可能に構成され、
前記制御手段は、前記電位差付与手段を制御して前記誘導電極に与える電位を設定変更し、前記吐出手段から吐出される処理液の帯電量を調整する請求項2記載の基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により前記基板が帯電するときの前記基板主面の帯電分布特性に応じて前記電位差付与手段を制御して前記吐出手段から吐出される処理液の帯電量を調整する請求項3記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記電流測定手段によって測定された電流の値が所定の上限値を超えたときに前記電位差付与手段による前記電位差の付与を停止させる請求項2ないし4のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記電位差の付与の停止後も継続して前記電流値をモニタリングしながら前記電位差の付与を再開させるように前記電位差付与手段を制御するとともに、前記電位差付与の停止動作と再開動作とを連続的に実行する請求項5記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記停止動作と前記再開動作とを連続して所定回数だけ繰り返して実行したときには前記所定の処理を中断させる請求項6記載の基板処理装置。
- 前記吐出手段は、前記処理液の液滴を前記基板の主面に向けて吐出することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理装置。
- 基板に処理液を供給して前記基板に対して所定の処理を施す基板処理方法において、
吐出手段に設けられた導電性の接液部に処理液を接液させながら前記吐出手段の内部で流通させ前記吐出手段の吐出口から基板の主面に向けて吐出させる処理液吐出工程と、
前記処理液吐出工程の間、前記接液部と電気的に絶縁されながら前記吐出口近傍または前記吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極に対して所定の電位を与えて前記接液部と前記誘導電極との間に電位差を付与し、前記吐出手段から吐出された処理液と基板との接触により前記基板が帯電するときの前記基板の帯電極性と逆極性の電荷を前記接液部に接液する処理液に誘導する電位差付与工程と、
前記電荷が誘導された処理液が前記吐出手段から吐出されることに起因して、一方端が前記接液部と電気的に接続されるとともに他方端が接地された導電線を流れる電流を測定する電流測定工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
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