JP2008166346A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液を基板上に棒状にて供給する際に、処理液と基板との間の放電により生じる基板へのダメージを抑制する。
【解決手段】基板処理装置１では、２流体ノズルである処理液ノズル３１から接地電位を有する処理液が吐出される。また、基板９の周囲を囲むカップ部２３の帯電により処理対象の基板９が誘導帯電する。基板９の処理液による処理では、処理液ノズル３１から処理液の液滴が基板９に向けて噴射されて処理液の膜が形成され、その後、処理液ノズル３１への窒素ガスの導入が停止されることにより処理液が棒状にて基板９上に付与される。これにより、処理液を基板９上に棒状にて供給して基板９を処理する際に、棒状の処理液の先端部と基板の本体との間において集中して放電が発生することが防止され、処理液と基板９との間の放電により生じる基板９へのダメージを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、処理液を基板に供給して基板を処理する技術に関する。

従来より、半導体製品の製造工程では、基板処理装置を用いて酸化膜等の絶縁膜を有する半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して様々な処理が施されている。例えば、基板を主面に垂直な中心軸を中心として回転しつつ、基板の回転中心に処理液を棒状にて供給することにより、基板の表面に対して均一な処理が行われる（このような処理について、例えば特許文献１参照）。このとき、回転する基板から飛散する処理液は基板の周囲を囲むカップ部（スプラッシュガードとも呼ばれる。）により受け止められ、処理液が装置の外部にまで飛散することが防止される。このようなカップ部は、処理液に対する耐食性の観点から、通常、フッ素樹脂や塩化ビニル樹脂等の絶縁材料にて形成される。
特開２００６−６６８１５号公報

ところで、基板処理装置では、純水を用いる処理（例えば、洗浄処理）も行われる。このとき、基板から飛散する比抵抗が高い純水により、絶縁性を有するカップ部にて摩擦帯電が生じ、カップ部からの電界により、基板の本体が誘導帯電してしまう。この状態にて基板上の狭い領域（例えば、回転中心）に向けて導電性を有する処理液が棒状にて供給されると、棒状の処理液の先端部と基板の本体との間において比較的大きな放電（絶縁膜を介する放電）が発生し、基板上の放電箇所に大きなダメージが生じてしまう。このような放電は、絶縁膜の絶縁性が破壊されて発生するものに限らず、例えば、基板上に微細なパターンが形成されている場合に、パターンの要素間にて挟まれる狭い空間において棒状の処理液の先端部と基板の表面との間にて空気を介して放電が発生することもあり、この場合、放電の影響により当該空間に近接するパターンの部位が損傷することもある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理液を基板上に棒状にて供給する際に、処理液と基板との間の放電により生じる基板へのダメージを抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する保持部と、前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液の液滴を前記基板に向けて噴射するとともに、前記液滴の噴射後に前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する処理液付与部とを備える。

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、前記処理液付与部が、所定の気体および前記処理液が導入されることにより前記処理液の前記液滴を前記気体と共に噴射する２流体ノズルを有し、前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する際に、前記気体の前記２流体ノズルへの導入が停止される。

請求項３に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する保持部と、前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液を前記基板上に付与する処理液付与部とを備え、前記処理液付与部が、前記処理液の付与開始時から所定時間経過後において、前記基板上に到達する際の前記処理液の前記基板に平行な面における断面積が前記付与開始時におけるものよりも小さい棒状として前記処理液を前記基板上に付与する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記処理液付与部が、前記付与開始時に前記処理液をカーテン状に吐出する第１ノズルと、前記付与開始時から前記所定時間経過後に前記処理液を棒状に吐出する第２ノズルとを備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、絶縁材料または半導電材料にて形成されるとともに、前記保持部の周囲を囲んで前記基板から飛散する液体を受け止めるカップ部をさらに備え、前記処理液付与部が、純水を前記基板上に付与する。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記保持部を回転する保持部回転機構をさらに備える。

請求項７に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理方法であって、ａ）基板との間で電位差を有する導電性の処理液の液滴を前記基板に向けて噴射する工程と、ｂ）前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する工程とを備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程において、前記液滴が前記基板の外縁部に向けて噴射され、前記ａ）工程および前記ｂ）工程において、前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記基板が回転し、前記ｂ）工程が、ｂ１）前記処理液を前記基板の前記外縁部上に付与する工程と、ｂ２）前記処理液の吐出位置を前記基板の中央に移動する工程とを備える。

請求項９に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理方法であって、ａ）基板を保持する工程と、ｂ）前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液を前記基板上に付与する工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記処理液の付与開始時から所定時間経過後に、前記基板上に到達する際の前記処理液の前記基板に平行な面における断面積が前記付与開始時におけるものよりも小さい棒状とされて前記処理液が前記基板上に付与される。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程において、前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記基板が回転し、前記ｂ）工程が、ｂ１）前記処理液の前記付与開始時に前記処理液を前記基板の外縁部上に付与する工程と、ｂ２）前記処理液の吐出位置を前記基板の中央に移動する工程とを備える。

本発明によれば、処理液を基板上に棒状にて供給する際に、処理液と基板との間の放電により生じる基板へのダメージを抑制することができる。

また、請求項２の発明では、処理液の液滴状での噴射、および、処理液の棒状での吐出を容易に実現することができ、請求項４の発明では、処理液の付与開始時から所定時間経過後において、基板上に到達する際の処理液の基板に平行な面における断面積を付与開始時におけるものよりも容易に小さくすることができる。

また、請求項５の発明では、純水が飛散する際に生じるカップ部の帯電による基板の誘導帯電に起因して、処理液を基板上に供給する際に生じる放電による基板へのダメージを抑制することができ、請求項８および１０の発明では、基板の中央にてダメージが生じることを防止することができる。

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。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。）に希釈した薬液等の処理液を供給して洗浄やエッチング等の処理を行う枚葉式の装置である。本実施の形態では、表面に酸化膜が形成された基板９に対して処理液による処理が行われる。

図１に示すように、基板処理装置１は、円板状の基板９を下側から水平に保持する略円板状の基板保持部２１、基板９を基板保持部２１と共に基板９に垂直な中心軸Ｊ１を中心に回転する保持部回転機構２２、フッ素樹脂や塩化ビニル樹脂等の絶縁材料にて形成されるとともに基板保持部２１の周囲を囲むカップ部２３、導電性の処理液および純水を基板９の上側の主面（以下、「上面」という。）上に付与する処理液付与部３、処理液付与部３に純水を供給する純水供給部４１、処理液付与部３に処理液を供給する処理液供給部４２、処理液付与部３に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部４３、処理液付与部３を基板９に平行に基板９に対して相対的に移動する付与部移動機構５、並びに、これらの機構を制御する制御部１０を備える。

基板保持部２１の下面には保持部回転機構２２のシャフト２２１が設けられ、シャフト２２１はモータ２２２に接続される。基板９は、その中心がシャフト２２１の中心軸Ｊ１上に位置するように基板保持部２１に保持される。保持部回転機構２２では、制御部１０の制御によりモータ２２２が駆動されることによりシャフト２２１が回転し、基板９が基板保持部２１およびシャフト２２１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。なお、基板保持部２１における基板９の保持は、例えば、基板９の下側（処理液付与部３とは反対側）の主面の中央部のみを吸引吸着する等して実現されてもよい。

カップ部２３は、基板保持部２１の周囲を囲むことにより基板９上に供給されて飛散する液体を受け止める側壁２３１、および、側壁２３１の下部に設けられて基板９上に供給された液体を排出する排出口２３２を備える。付与部移動機構５は、先端に処理液付与部３が固定されたアーム５１、および、アーム５１を回動するモータ５２を備える。基板処理装置１では、モータ５２が駆動されることにより、処理液付与部３がアーム５１と共に基板９の上面に平行に円弧状に移動する。

処理液付与部３は、２流体ノズルであって処理液を吐出する処理液ノズル３１を有し、処理液ノズル３１は供給管４１１，４２１，４３１を介して純水供給部４１、処理液供給部４２および窒素ガス供給部４３に接続される。供給管４１１，４２１には、開度調整が可能なバルブ４１２，４２２がそれぞれ設けられており、処理液ノズル３１に供給される処理液および純水のそれぞれの流量（単位時間当たりの供給量）が調整可能とされる。バルブ４１２を閉じ、バルブ４２２を開くことにより、供給管４２１を介して処理液ノズル３１に処理液が供給され、バルブ４２２を閉じ、バルブ４１２を開くことにより、供給管４１１を介して処理液ノズル３１に純水が供給される。供給管４３１には、開度調整が可能なバルブ４３２が設けられ、処理液ノズル３１へと供給される窒素ガスの流量（単位時間当たりの供給量）が調整可能とされる。実際には、処理液供給部４２において処理液を貯溜する処理液タンク（図示省略）は接地（アース）されており、処理液供給部４２から処理液付与部３へと供給される導電性の処理液は接地電位を有することとなる。処理液ノズル３１はベース部材３３を介してアーム５１に取り付けられており、必要に応じて付与部移動機構５により処理液ノズル３１が基板９の中央に対向する位置に配置される。

図２は、処理液ノズル３１を示す縦断面図である。処理液ノズル３１は内部混合型の二流体ノズルであり、処理液ノズル３１の中心軸３１０（吐出口３１１の中心軸でもある。）を中心とする円管状の処理液管３１２を内部に備える。処理液管３１２は処理液ノズル３１の上部において供給管４２１に接続されており、処理液管３１２の内部の空間は、処理液供給部４２から供給される処理液、または、純水供給部４１から供給される純水が流れる処理液流路３１３となる。処理液ノズル３１の外壁部３１５と処理液管３１２との間の空間は、供給管４３１から供給される窒素ガスが流れるガス流路３１４となっており、ガス流路３１４は処理液流路３１３の周囲を囲む。

処理液ノズル３１では、処理液管３１２の先端が吐出口３１１よりも内側（すなわち、図２中の上側）に位置しており、処理液ノズル３１に処理液と窒素ガスとが供給された場合、処理液管３１２から噴出される処理液が処理液ノズル３１の内部において窒素ガスと混合されることにより微小な液滴が生成され、窒素ガスと共に吐出口３１１から基板９（図１参照）に向けて噴射される。

図３は、基板処理装置１が基板９を処理する動作の流れを示す図である。なお、図３中に破線の矩形にて示す処理（ステップＳ２１，Ｓ２２）は、後述する他の動作例にて行われるものである。

図１の基板処理装置１では、まず、図示省略のカップ昇降機構によりカップ部２３が基板保持部２１よりも下方に位置した状態で、外部の搬送装置により基板９が基板保持部２１上に載置されて保持される（ステップＳ１１）。続いて、カップ部２３が上昇して基板保持部２１がカップ部２３内に収容された後、制御部１０により保持部回転機構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Ｓ１２）。以下に説明する処理液および純水による処理は、通常、基板９が回転された状態で行われるが、必要に応じて基板９の回転速度は変更されてよい。

基板９の回転が開始されると、処理液ノズル３１が基板９の回転中心の上方に配置された状態で、バルブ４２２のみが開放されて処理液ノズル３１に処理液が供給される。このとき、処理液ノズル３１に窒素ガスは供給されないため、処理液ノズル３１から回転する基板９の中央に向けて処理液が棒状（すなわち、分断されることなく柱状に連続して基板９上に流れ落ちる状態）にて吐出される（ステップＳ１４）。処理液の棒状での付与は所定の時間だけ継続され、処理液による基板９の均一な処理が実現される。なお、最初の基板９に対する基板処理動作では、ステップＳ１３の処理は省略される。

バルブ４２２が閉じられて基板９に対する処理液の付与が完了すると、続いて、バルブ４１２が開放されて処理液ノズル３１に純水が供給され、処理液ノズル３１から基板９上に純水が付与されて基板９の上面が純水にて洗浄される（ステップＳ１５）。このときも、処理液ノズル３１に窒素ガスは供給されない。このとき、基板９上から飛散する純水によりカップ部２３の内周面が摩擦帯電する。純水による基板９の洗浄が完了すると、純水の吐出が停止された後、基板９を乾燥させてから、基板９の回転が停止される（ステップＳ１６）。そして、カップ部２３が基板保持部２１よりも下方に移動し、搬送装置により基板９が基板保持部２１から取り出されて搬出される（ステップＳ１７）。

次の（２番目の）処理対象の基板９が存在することが確認されると（ステップＳ１８）、当該基板９が基板保持部２１上に載置されて保持され（ステップＳ１１）、カップ部２３が上昇して基板保持部２１がカップ部２３内に収容される。既述のように、カップ部２３の内周面が帯電していることにより、基板保持部２１上の基板９（の本体）が、例えば（−３）キロボルト（ＫＶ）に誘導帯電する。

続いて、基板９の回転が開始され（ステップＳ１２）、処理液ノズル３１が基板９の回転中心の上方に配置された状態で、バルブ４２２，４３２が開放される。これにより、２流体ノズルである処理液ノズル３１に処理液および窒素ガスが導入され、処理液の液滴が窒素ガスと共に基板９に向けて噴射される（ステップＳ１３）。このとき、処理液が液滴として分断されて基板９上に付与されるため（すなわち、処理液が接地されていない状態で基板９上に付与されるため）、帯電した基板９の本体と処理液との間では（ほとんど）放電は生じない。また、基板９の回転速度は比較的低速とされるため、基板９上に付与された処理液の液滴はある程度基板９上に残留する。

処理液の液滴の付与が所定時間だけ継続されて基板９上に処理液の膜が形成されると、バルブ４３２のみを閉じることにより、窒素ガスの処理液ノズル３１への導入が停止され、処理液ノズル３１から処理液が棒状にて基板９上に付与される（ステップＳ１４）。このとき、棒状にて吐出される処理液の先端部が基板９上の処理液の膜に接触した際に、基板９上の処理液の膜が接地されることにより、基板９上の処理液の膜全体と基板９の本体との間にて（すなわち、基板９の上面の全体にて）微弱な放電が生じ、基板９の本体の電位がほぼ接地電位となる。

処理液の棒状での付与が完了すると、基板９の純水による洗浄処理が行われる（ステップＳ１５）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ１６）、基板９が基板保持部２１から取り出されて搬出される（ステップＳ１７）。

基板処理装置１では、残りの処理対象の基板９に対して上記ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理が繰り返されることにより、基板処理装置１における基板処理動作が完了する（ステップＳ１８）。

ここで、既述のように、基板９の純水による洗浄において、純水が飛散する際に生じるカップ部２３の帯電により基板９が誘導帯電する場合に、仮に、接地電位を有する処理液が最初に棒状にて基板９上に付与されると、棒状の処理液の先端部と基板９の本体との間において基板９の上面上の狭い領域に集中した比較的大きな放電が発生し、基板９上の当該領域に大きなダメージが生じてしまう。

これに対し、基板処理装置１では、基板９の処理液による処理において、まず、処理液の液滴を基板９に向けて噴射して基板９上に処理液の膜が形成され、液滴の噴射後に処理液が棒状にて基板９上に付与される。これにより、基板９との間で電位差を有する処理液を基板９上に棒状にて供給する際に、基板９上の狭い領域にて集中して放電が発生することが防止され（すなわち、上面上の広い領域に分散して微弱な放電が発生する。）、処理液と基板９との間の放電により生じる基板９へのダメージを抑制することができる。また、処理液付与部３が２流体ノズルを有することにより、２流体ノズルへの窒素ガスの供給に係るバルブ４３２の開閉を切り替えるのみで、処理液の液滴状での噴射、および、処理液の棒状での吐出を容易に実現することができる。

次に、基板処理装置１における基板処理動作の他の例について説明する。本動作例では、図３中のステップＳ２１，Ｓ２２の処理も行われる（ただし、最初に処理される基板９を除く。）。基板処理装置１では、上述の動作例と同様にして、最初の基板９に対してステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１７の処理が行われると（ステップＳ１８）、２番目の基板９が基板保持部２１にて保持され（ステップＳ１１）、基板９の回転が開始される（ステップＳ１２）。

続いて、付与部移動機構５により処理液ノズル３１が回転する基板９の外縁部の上方に配置され（ステップＳ２１）、処理液ノズル３１により処理液の液滴が基板９の外縁部に向けて噴射される（ステップＳ１３）。基板９の外縁部上に処理液の膜が形成されると、バルブ４３２のみが閉じられることにより、処理液ノズル３１から処理液が棒状にて基板９の外縁部上に付与される（ステップＳ１４）。これにより、基板９の外縁部にて微弱な放電が生じ、基板９の本体の電位がほぼ接地電位となる。棒状にて吐出される処理液が基板９上に到達すると直ぐに、付与部移動機構５により処理液ノズル３１が基板９の回転中心の上方に配置され、処理液の吐出位置が基板９の中央に移動する（ステップＳ２２）。

基板処理装置１では、基板９の中央に棒状にて処理液を付与する時間が、処理液を基板９の外縁部上に付与する時間に比べて十分に長くされるため、処理液による基板９の処理の均一性に大きな問題は生じない（後述の基板処理装置１ａにおいて同様）。

処理液による基板９の処理が終了すると、バルブ４２２を閉じて、バルブ４１２を開くことにより、処理液ノズル３１から基板９上に純水が付与され、基板９の純水による洗浄処理が行われる（ステップＳ１５）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ１６）、基板９が基板保持部２１から取り出されて搬出される（ステップＳ１７）。

基板処理装置１では、残りの処理対象の基板９に対して上記ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２２，Ｓ１５〜Ｓ１７の処理が繰り返されることにより、基板処理装置１における基板処理動作が完了する（ステップＳ１８）。

ここで、通常、半導体基板には、それぞれがチップに相当する複数のダイが２次元に配列形成されるが、基板の外縁部では中央に比べて、参照用のパターン等のダイ以外の領域が多く存在している。したがって、上記のように、最初に処理液の液滴を基板９の外縁部に向けて噴射し、液滴の噴射後に、処理液を棒状にて基板９の外縁部上に付与し、その後、処理液の吐出位置を基板９の中央に移動することにより、基板９の中央にてダメージが生じることを防止しつつ、基板９の均一な処理を実現することができ、半導体製品の製造歩留まりの低下を抑制することができる。

図４は、本発明の第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。図４の基板処理装置１ａの処理液付与部３ａは、処理液を棒状に吐出する第１処理液ノズル３１ａ、および、スリット状の吐出口（複数の吐出口が線状に並んでいてもよい。）から処理液をカーテン状に吐出する第２処理液ノズル３１ｂ（いわゆる、スリットノズル）を有する。第１処理液ノズル３１ａおよび第２処理液ノズル３１ｂのそれぞれは、付与部移動機構５の回動軸を中心とする円周上に配置されてベース部材３３に取り付けられており、必要に応じて第１処理液ノズル３１ａまたは第２処理液ノズル３１ｂが基板９の中央に対向する位置に配置される。第１処理液ノズル３１ａは、バルブ４２２を有する供給管４２１を介して処理液供給部４２に接続されるとともに、バルブ４１２を有する供給管４１１を介して純水供給部４１に接続される。バルブ４１２を閉じ、バルブ４２２を開くことにより、供給管４２１を介して第１処理液ノズル３１ａに処理液が供給され、バルブ４２２を閉じ、バルブ４１２を開くことにより、供給管４１１を介して第１処理液ノズル３１ａに純水が供給される。また、供給管４２１には、バルブ４２２と処理液供給部４２との間にて供給管４２３が分岐して設けられ、第２処理液ノズル３１ｂはバルブ４２４を有する供給管４２３を介して処理液供給部４２に接続される。基板処理装置１ａでは、窒素ガス供給部４３は省略される。他の構成は、図１の基板処理装置１と同様であり、同符号を付している。

次に、基板処理装置１ａにおける基板処理動作について説明する。図５は基板９を処理する動作の流れの一部を示す図であり、図３のステップＳ１３に代えて行われる処理を示している。本動作例では、図３中のステップＳ２１，Ｓ２２の処理は行われないため、図５の処理は図３のステップＳ１２の処理に続いて行われる。なお、後述する他の動作例では、図５の処理はステップＳ２１の処理に続いて行われる。

図４の基板処理装置１ａでは、基板９が基板保持部２１にて保持されるとともに基板９の回転が開始されると（図３：ステップＳ１１，Ｓ１２）、第１処理液ノズル３１ａが基板９の回転中心の上方に配置された状態で、バルブ４２２が開放されて、基板９の中央に処理液が棒状にて付与される（ステップＳ１４）。なお、最初の基板９に対する基板処理動作では、図５のステップＳ１３ａの処理は省略される。

バルブ４２２が閉じられて基板９に対する処理液の付与が完了すると、バルブ４１２が開けられることにより、第１処理液ノズル３１ａから基板９上に純水が付与されて基板９の上面が純水にて洗浄される（ステップＳ１５）。このとき、基板９上から飛散する純水によりカップ部２３の内周面が摩擦帯電する。純水による基板９の洗浄が完了すると、基板９の回転が停止されるとともに基板９が基板保持部２１から取り出されて搬出される（ステップＳ１６，Ｓ１７）。

次の（２番目の）処理対象の基板９が存在することが確認されると（ステップＳ１８）、当該基板９が基板保持部２１上に載置されて保持され（ステップＳ１１）、カップ部２３内に収容される。このとき、カップ部２３の内周面が帯電していることにより、基板保持部２１上の基板９（の本体）が、例えば（−３）ＫＶに誘導帯電する。続いて、基板９の回転が開始され（ステップＳ１２）、第２処理液ノズル３１ｂが基板９の回転中心の上方に配置された状態でバルブ４２４が開放され、第２処理液ノズル３１ｂから基板９に向けて処理液がカーテン状（すなわち、基板９に平行な断面が線状となり、かつ、処理液が分断されることなく連続して基板９上に流れ落ちる状態）にて付与される（図５：ステップＳ１３ａ）。

このとき、カーテン状にて吐出される処理液の先端部が基板９上に到達する際に、先端部と基板９の本体との間にて放電が生じるが、処理液の先端部が第２処理液ノズル３１ｂのスリット状の吐出口に応じて広がっていることにより（すなわち、第２処理液ノズル３１ｂのスリット状の吐出口に対向する基板９上の広い領域に分散して放電が発生することにより）、各位置における基板９のダメージは抑制される。なお、処理液と基板９の本体との間における放電により、基板９の本体の電位がほぼ接地電位となる。

基板処理装置１ａでは、処理液の基板９上への付与開始時から所定時間（例えば、５秒以下、好ましくは３秒以下であり、以下、「初期吐出時間」という。）経過後に、処理液の第２処理液ノズル３１ｂへの導入が停止される（すなわち、バルブ４２４が閉じられる。）。また、第１処理液ノズル３１ａが基板９の回転中心の上方に配置されるとともに、バルブ４２２が開放され、第１処理液ノズル３１ａから処理液が棒状にて基板９の中央に付与される（図３：ステップＳ１４）。これにより、処理液による基板９の均一な処理が実現される。その後、バルブ４２２が閉じられて処理液による基板９の処理が終了する。

そして、バルブ４１２が開けられることにより、第１処理液ノズル３１ａから基板９上に純水が付与され、基板９の純水による洗浄処理が行われる（ステップＳ１５）。純水による基板９の洗浄が完了すると、基板９の回転が停止され（ステップＳ１６）、基板９が搬出される（ステップＳ１７）。

基板処理装置１ａでは、残りの処理対象の基板９に対して上記ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３ａ，Ｓ１４〜Ｓ１７の処理が繰り返されることにより、基板処理装置１ａにおける基板処理動作が完了する（ステップＳ１８）。

以上に説明したように、基板処理装置１ａでは、処理液付与部３ａが、処理液の付与開始時に処理液をカーテン状に分散させて基板９上に吐出し、付与開始時から初期吐出時間の経過後において、基板９上に到達する際の処理液の基板９に平行な面における断面積が付与開始時におけるものよりも小さい棒状として処理液を基板９上に付与する。これにより、基板９との間で電位差を有する処理液を基板９上に棒状にて供給する際に、基板９上の狭い領域にて集中して放電が発生することが防止され、処理液と基板９との間の放電により生じる基板９へのダメージを抑制することができる。

次に、基板処理装置１ａにおける基板処理動作の他の例について図３および図５を参照して説明する。本動作例では、図３中のステップＳ２１，Ｓ２２の処理も行われるため（ただし、最初に処理される基板９を除く。）、図５の処理はステップＳ２１の処理に続いて行われる。

基板処理装置１ａでは、上述の動作例と同様にして、最初の基板９に対してステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１７の処理が行われると（ステップＳ１８）、２番目の基板９が基板保持部２１にて保持され（ステップＳ１１）、基板９の回転が開始される（ステップＳ１２）。

続いて、付与部移動機構５により第２処理液ノズル３１ｂが回転する基板９の外縁部の上方に配置され（ステップＳ２１）、第２処理液ノズル３１ｂからカーテン状に吐出される処理液が基板９の外縁部上に付与される（図５：ステップＳ１３ａ）。これにより、基板９の外縁部にて微弱な放電が生じ、基板９の本体の電位がほぼ接地電位となる。処理液の基板９上への付与開始時から初期吐出時間の経過後に、第２処理液ノズル３１ｂからの処理液の吐出が停止されるとともに、第１処理液ノズル３１ａから処理液が棒状にて基板９上に付与される（図３：ステップＳ１４）。また、付与部移動機構５により第１処理液ノズル３１ａが回転する基板９の中央の上方に配置され、処理液の吐出位置が基板９の中央に移動する（ステップＳ２２）。

処理液による基板９の処理が終了すると、バルブ４２２が閉じられて、バルブ４１２が開けられることにより、第１処理液ノズル３１ａから基板９上に純水が付与されて基板９の純水による洗浄処理が行われる（ステップＳ１５）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ１６）、基板９が基板保持部２１から取り出されて搬出される（ステップＳ１７）。

基板処理装置１ａでは、残りの処理対象の基板９に対して上記ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ１３ａ，Ｓ１４，Ｓ２２，Ｓ１５〜Ｓ１７の処理が繰り返されることにより、基板処理装置１ａにおける基板処理動作が完了する（ステップＳ１８）。

以上のように、基板処理装置１ａでは、処理液の付与開始時に処理液がカーテン状にて基板９の外縁部上に付与されることにより、基板９の中央にてダメージが生じることが防止されるとともに、基板９の外縁部におけるダメージが抑制される。また、その後、処理液付与部３ａから棒状にて処理液が吐出されるとともに吐出位置が基板９の中央に移動することにより、処理液による基板９の均一な処理を実現することができる。

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、様々な変形が可能である。

基板処理装置１，１ａでは、基板９の純水による洗浄において純水が飛散する際に生じるカップ部２３の帯電により基板９が誘導帯電する場合に、処理液を棒状にて基板９上に付与する前に、処理液が液滴として基板９上に付与される、または、処理液がカーテン状にて基板９上に付与されることにより、処理液を基板上に供給する際に基板９の帯電に起因して生じる放電による基板へのダメージが抑制されるが、基板９の純水による洗浄が省略される場合であっても、処理対象の基板９が外部における直前の処理により帯電している、あるいは、処理液が帯電している等のときに、処理液が最初に棒状にて基板９上に付与されると、放電による基板９へのダメージが大きくなってしまう。したがって、処理液と基板９との間に電位差がある場合には、放電による基板９へのダメージを抑制することが可能な上記手法が用いられることが必要となる。また、上記の各実施形態においては、基板処理装置１，１ａに搬入された最初の基板９に対して、処理液を棒状にて付与する前に処理液を液滴として付与する、または、処理液をカーテン状にて付与するという処理（ステップＳ１３，Ｓ１３ａ，Ｓ２１，Ｓ２２）は省略しているが、省略しなくてもよい。このように、最初の基板９に対しても２番目以降の基板９と同様の処理動作を行わせることにより、制御部１０に備えられた処理レシピが簡単になり、制御部１０による制御動作を簡単にすることができる。

図１の処理液付与部３では、処理液ノズル３１が内部混合型の２流体ノズルとされるが、処理液付与部３に外部混合型の２流体ノズルが設けられてもよく、さらに、処理液ノズル３１に供給される気体は、窒素ガス以外であってもよい。また、処理液ノズル３１に代えて基板処理装置１ａにおける第１処理液ノズル３１ａが用いられ、最初に処理液を基板９上に付与する際に、第１処理液ノズル３１ａへの処理液の供給に係るバルブを微小時間だけ開放する等して、処理液の数個の液滴が基板９上に付与されて、基板９上に処理液の膜が形成されてもよい。この場合も、処理液を棒状にて基板９上に付与する際に、上面上の広い領域に分散して微弱な放電が発生することにより、基板９へのダメージを抑制することが可能となる。

上記第２の実施の形態では、処理液付与部３ａが、処理液の付与開始時に処理液をカーテン状に吐出する第１処理液ノズル３１ａ、および、付与開始時から初期吐出時間の経過後に処理液を棒状に吐出する第２処理液ノズル３１ｂを有することにより、処理液の付与開始時から初期吐出時間の経過後において、基板９上に到達する際の処理液の基板９に平行な面における断面積を付与開始時におけるものよりも容易に小さくすることができるが、例えば、吐出口の開口面積の変更が可能なノズルが用いられることにより、処理液の付与開始時と、付与開始時から初期吐出時間の経過後とにおいて、基板９上に到達する際の処理液の基板９に平行な面における断面積が変更されてもよい。

また、基板処理装置１ａでは、処理液の棒状での基板９への付与が開始されてから、基板９上における処理液の吐出位置が基板９の中央に移動するが、第１処理液ノズル３１ａが基板９の中央の上方に移動した後に（すなわち、第１処理液ノズル３１ａによる処理液の吐出位置が基板９の中央に移動した後に）、第１処理液ノズル３１ａからの処理液の吐出が開始されてもよく、さらに、処理液のカーテン状での基板９への付与が開始された直後に、基板９上におけるカーテン状の処理液の吐出位置が基板９の中央に移動してもよい。

例えば、処理液を棒状にて基板上に付与する前に純水が基板上に付与される場合には、基板上の純水の膜に空気中の二酸化炭素（ＣＯ_２）等が溶け込むことにより、当該膜の比抵抗がある程度小さくなるため、基板上に処理液を棒状にて付与する際における基板へのダメージの抑制をある程度期待することができる。したがって、処理液付与部３，３ａを用いて基板９と処理液との間の放電による基板９へのダメージを抑制する上記手法は、基板の上面が乾燥した状態で処理液を付与する必要がある場合に特に適していると捉えることができる。しかしながら、実際には、水の膜の比抵抗の減小には一定の限界があるため、処理液と基板との間の放電により生じる基板へのダメージを確実に抑制するには、処理液を基板９上に棒状にて付与する前に、処理液の液滴を基板９上に付与する、または、基板９上に到達する際の処理液の基板９に平行な面における断面積が棒状にて付与される処理液よりも大きくなるようにして処理液を基板９上に付与することが重要となる。

基板処理装置１，１ａでは、カップ部２３が絶縁材料にて形成されるが、カップ部２３が半導電材料にて形成される場合にも、基板９から飛散する純水によりカップ部２３にて摩擦帯電が生じる。したがって、カップ部２３が絶縁材料または半導電材料にて形成される場合に、基板９と処理液との間の放電による基板９へのダメージを抑制する本手法を用いる必要がある。

基板処理装置１，１ａは、プリント配線基板やフラットパネル表示装置に使用されるガラス基板等、半導体基板以外の様々な基板の処理に利用されてよい。

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。 処理液ノズルを示す縦断面図である。 基板を処理する動作の流れを示す図である。 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。 基板を処理する動作の流れの一部を示す図である。

符号の説明

１，１ａ 基板処理装置
３，３ａ 処理液付与部
９ 基板
２１ 基板保持部
２２ 保持部回転機構
２３ カップ部
３１，３１ａ，３１ｂ 処理液ノズル
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２１，Ｓ２２ ステップ

Claims (10)

1. 処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
   基板を保持する保持部と、
   前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液の液滴を前記基板に向けて噴射するとともに、前記液滴の噴射後に前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する処理液付与部と、
   を備え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、
   前記処理液付与部が、所定の気体および前記処理液が導入されることにより前記処理液の前記液滴を前記気体と共に噴射する２流体ノズルを有し、
   前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する際に、前記気体の前記２流体ノズルへの導入が停止されることを特徴とする基板処理装置。
3. 処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
   基板を保持する保持部と、
   前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液を前記基板上に付与する処理液付与部と、
   を備え、
   前記処理液付与部が、前記処理液の付与開始時から所定時間経過後において、前記基板上に到達する際の前記処理液の前記基板に平行な面における断面積が前記付与開始時におけるものよりも小さい棒状として前記処理液を前記基板上に付与することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
   前記処理液付与部が、
   前記付与開始時に前記処理液をカーテン状に吐出する第１ノズルと、
   前記付与開始時から前記所定時間経過後に前記処理液を棒状に吐出する第２ノズルと、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   絶縁材料または半導電材料にて形成されるとともに、前記保持部の周囲を囲んで前記基板から飛散する液体を受け止めるカップ部をさらに備え、
   前記処理液付与部が、純水を前記基板上に付与することを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記保持部を回転する保持部回転機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理方法であって、
   ａ）基板との間で電位差を有する導電性の処理液の液滴を前記基板に向けて噴射する工程と、
   ｂ）前記処理液を棒状にて前記基板上に付与する工程と、
   を備えることを特徴とする基板処理方法。
8. 請求項７に記載の基板処理方法であって、
   前記ａ）工程において、前記液滴が前記基板の外縁部に向けて噴射され、
   前記ａ）工程および前記ｂ）工程において、前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記基板が回転し、
   前記ｂ）工程が、
   ｂ１）前記処理液を前記基板の前記外縁部上に付与する工程と、
   ｂ２）前記処理液の吐出位置を前記基板の中央に移動する工程と、
   を備えることを特徴とする基板処理方法。
9. 処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理方法であって、
   ａ）基板を保持する工程と、
   ｂ）前記基板との間で電位差を有する導電性の処理液を前記基板上に付与する工程と、
   を備え、
   前記ｂ）工程において、前記処理液の付与開始時から所定時間経過後に、前記基板上に到達する際の前記処理液の前記基板に平行な面における断面積が前記付与開始時におけるものよりも小さい棒状とされて前記処理液が前記基板上に付与されることを特徴とする基板処理方法。
10. 請求項９に記載の基板処理方法であって、
    前記ｂ）工程において、前記基板に垂直な所定の中心軸を中心に前記基板が回転し、
    前記ｂ）工程が、
    ｂ１）前記処理液の前記付与開始時に前記処理液を前記基板の外縁部上に付与する工程と、
    ｂ２）前記処理液の吐出位置を前記基板の中央に移動する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。

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