JP2016184701A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の帯電を利用してエッチングの均一性を高めること。【解決手段】基板処理装置は、基板保持手段、エッチング液供給手段、および複数の電極を制御する制御装置を含む。制御装置は、回転軸線まわりに基板を回転させながら、基板にエッチング液を供給するエッチング工程と、第１電極および第２電極の順番で印加電圧の絶対値が増加するように、複数の電極に電圧を印加することにより、エッチング工程と並行して基板を帯電させるエッチング帯電工程とを実行する。【選択図】図７

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
特許文献１には、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。この基板処理装置では、レジスト除去処理やリンス処理において基板が酸化されることを抑制または防止するために、基板の全域がほぼ均一に負に帯電した状態で、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水とを含む混合液）などの処理液が基板の表面に供給される。
特開２００９−２３８８６２号公報
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板をエッチングするエッチング工程が行われる。特許文献１には、基板の帯電を利用して基板の酸化を抑制または防止することは開示されているものの、基板をエッチングすることについては開示されていない。
そこで、本発明の目的の一つは、基板の帯電を利用してエッチングの均一性を高めることである。
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を保持しながら前記基板の中央部を通る回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板の主面にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に対向する第１電極と、前記回転軸線に対して前記第１電極よりも遠くに配置されており前記基板保持手段に保持されている基板に対向する第２電極と、を含む複数の電極と、前記基板保持手段、エッチング液供給手段、および複数の電極を制御する制御装置とを含む、基板処理装置である。
前記制御装置は、前記回転軸線まわりに基板を回転させながら、前記基板の主面にエッチング液を供給するエッチング工程と、前記第１電極および第２電極の順番で印加電圧の絶対値が増加するように、前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記エッチング工程と並行して前記基板の主面を帯電させるエッチング帯電工程とを実行する。「基板の主面」は、デバイス形成面である表面、または表面とは反対の裏面を意味する。
基板を水平面内で回転させながら、基板の上面中央部にエッチング液を供給すると、基板のエッチング量は、基板の上面中央部で最も大きく、基板の上面中央部から離れるにしたがって減少する（図７の破線を参照）。基板の上面に対するエッチング液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させると、エッチングの均一性が高まるものの、やはりこのような山形の分布が現れる。
本発明者らによると、正および負のいずれの場合でも基板の主面（表面または裏面）を帯電させると、単位時間当たりのエッチング量（エッチングレート）が増加することが分かった。さらに、エッチングレートは、基板の主面の帯電量が増加するにしたがって増加することが分かった。したがって、基板の主面中央部から離れるにしたがって連続的または段階的に帯電量が増加するように基板の主面を帯電させると、エッチングの均一性を高めることができる（図７の二点鎖線を参照）。
前記実施形態に係る基板処理装置では、複数の電極に電圧を印加することにより、基板を帯電させる。そして、基板が帯電している状態で、基板の中央部を通る回転軸線まわりに基板を回転させながら、基板の主面にエッチング液を供給する。これにより、基板の主面がエッチングされる。
複数の電極は、基板に対向する第１電極および第２電極を含む。基板の回転軸線から第１電極までの径方向（回転軸線に直交する方向）の距離は、基板の回転軸線から第２電極までの径方向の距離よりも小さい。つまり、第２電極は、第１電極よりも外方で基板に対向している。
第２電極に印加される電圧の絶対値は、第１電極に印加される電圧の絶対値よりも大きい。したがって、基板の主面は、基板の主面中央部から離れるにしたがって段階的に帯電量が増加するように帯電する。そのため、基板が均一に帯電した状態で当該基板の主面をエッチングした場合よりも、エッチングの均一性を高めることができる。
前記制御装置は、前記エッチング工程における基板の処理条件を確認する条件確認工程と、前記エッチング帯電工程において前記複数の電極に印加される電圧の絶対値を前記処理条件に基づいて決定する電圧決定工程とをさらに実行してもよい。「基板の処理条件」は、たとえば、エッチング液の種類、エッチング液の流量、エッチング液の温度、エッチング液の濃度、エッチング液の供給時間、およびエッチング液供給時の基板の回転速度の少なくとも一つを含む。
基板を帯電させずに基板の上面をエッチングすると、基板のエッチング量は、通常、エッチング液の種類、エッチング液の流量、エッチング液の温度、エッチング液の濃度、エッチング液の供給時間、およびエッチング液供給時の基板の回転速度を含む基板の処理条件に拘わらず、山形の分布を示す。しかしながら、処理条件の少なくとも一つが異なると、山形の曲線の傾きが変化する場合がある。この構成によれば、複数の電極に印加される電圧の絶対値が、処理条件に基づいて決定され、この決定された大きさの電圧が、複数の電極に印加される。したがって、印加電圧の絶対値が基板の処理条件に拘わらず同じである場合よりも、エッチングの均一性を高めることができる。
請求項２に記載の発明は、前記エッチング帯電工程は、エッチング液が酸性の場合、前記基板の主面が正に帯電するように前記複数の電極に電圧を印加し、エッチング液がアルカリ性の場合、前記基板の主面が負に帯電するように前記複数の電極に電圧を印加する工程である、請求項１に記載の基板処理装置である。
アルカリ性の液体が基板の主面に供給されると、当該液体中のパーティクルが負に帯電する。酸性の液体が基板の主面に供給されると、ｐＨによっては、当該液体中のパーティクルが正に帯電する。酸性のエッチング液が基板に供給される場合、制御装置は、基板の主面を正に帯電させる。これとは反対に、アルカリ性のエッチング液が基板に供給される場合、制御装置は、基板の主面を負に帯電させる。すなわち、制御装置は、パーティクルと基板の主面との間に電気的な反発力が働くように、各電極に印加される電圧の極性を制御する。これにより、基板の主面からパーティクルを除去できると共に、パーティクルの再付着を抑制または防止できる。
請求項３に記載の発明は、前記基板は、前記主面でパターンが露出した基板であり、前記制御装置は、前記基板から液体を除去することにより、前記エッチング工程の後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と、前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記乾燥工程と並行して前記基板の主面を帯電させる乾燥帯電工程とをさらに実行する、請求項１または２に記載の基板処理装置である。乾燥帯電工程において各電極に印加される電圧の大きさは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
この構成によれば、基板が帯電している状態で基板から液体が除去される。これにより、基板が乾燥する。
パターンが形成された基板を帯電させると、電気的な偏りがパターンに発生する。そのため、図８に示すように、同じ極性の電荷が、各パターンの先端に集まり、各パターンの先端が、同じまたは略同じ帯電量で同じ極性に帯電する。これにより、斥力（クーロン力）が、隣接する２つのパターンに働く。
その一方で、隣接する２つのパターンの間に液面があると、液面とパターンとの境界位置に液体の表面張力が働く。つまり、引力（表面張力）が、隣接する２つのパターンに働く。しかしながら、この引力（表面張力）は、基板の帯電に起因する斥力（クーロン力）によって打ち消される。そのため、パターンに働く力を低減しながら、基板を乾燥させることができる。これにより、パターン倒れの発生を低減できる。
請求項４に記載の発明は、前記複数の電極は、前記基板の主面に対向する、請求項３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、複数の電極が、基板の主面（一方の主面）側に配置されており、基板の主面に形成されたパターンの先端に対向している。したがって、基板の他方の主面（一方の主面とは反対の面）側に複数の電極が配置されている場合よりも、複数の電極からパターンの先端までの距離を減少させることができ、パターン倒れの発生を低減できる。
請求項５に記載の発明は、前記複数の電極が埋め込まれており、前記基板保持手段に保持されている基板と前記複数の電極との間に介在する誘電体をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、誘電体を介して複数の電極が基板に対向する。絶縁材料で作成された誘電体が基板と複数の電極との間にあるので、電荷が誘電体を介して基板と複数の電極との間で移動しないまたはし難い。そのため、基板が帯電した状態を確実に維持できると共に、基板の帯電量を安定させることができる。これにより、エッチングの均一性をより確実に高めることができる。
請求項６に記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板から前記複数の電極までの距離は、前記誘電体の厚みよりも小さい、請求項５に記載の基板処理装置である。
「基板から前記複数の電極までの距離」は、前記基板の主面に直交する直交方向における前記基板から前記複数の電極までの最短距離を意味する。基板が水平に保持されている場合、前記直交方向は、鉛直方向を意味する。「前記誘電体の厚み」は、前記複数の電極のいずれかを通る位置における前記直交方向の前記誘電体の長さの最小値を意味する。前記誘電体が水平に保持された板状である場合、前記誘電体の厚みは、前記誘電体の上面から前記誘電体の下面までの鉛直方向の距離を意味する。
この構成によれば、基板から複数の電極までの距離が誘電体の厚みよりも小さくなるように、複数の電極が基板に近接している。基板から複数の電極までの距離が大きい場合、基板を帯電させるために大きな電圧を複数の電極に印加する必要がある。したがって、複数の電極を基板に近接させることにより、印加電圧の絶対値を抑えながら、基板を確実に帯電させることができる。
前記複数の電極の少なくとも一つは、前記回転軸線を取り囲む環状電極であってもよい。この場合、前記環状電極は、回転軸線を取り囲むＣ字状であってもよいし、回転軸線を取り囲むＯ字状であってもよい。回転軸線から環状電極までの径方向の距離は、周方向（回転軸線まわりの方向）におけるいずれの位置でも一定であることが好ましい。前記複数の電極の少なくとも一つが前記環状電極である場合、周方向における基板の帯電量のばらつきを減少させることができる。これにより、エッチングの均一性を高めることができる。
請求項７に記載の発明は、基板の中央部を通る回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の主面にエッチング液を供給するエッチング工程と、前記エッチング工程と並行して、前記基板の主面中央部から離れるにしたがって帯電量が増加するように前記基板の主面を帯電させるエッチング帯電工程とを含む、基板処理方法である。
請求項８に記載の発明は、前記基板処理方法は、前記エッチング工程において前記基板の主面に供給されるエッチング液の種類を含む基板の処理条件を確認する条件確認工程をさらに含み、前記エッチング帯電工程は、エッチング液が酸性の場合、前記基板の主面を正に帯電させ、エッチング液がアルカリ性の場合、前記基板の主面を負に帯電させる工程である、請求項７に記載の基板処理方法である。
請求項９に記載の発明は、前記基板は、前記主面でパターンが露出した基板であり、前記基板処理方法は、前記基板から液体を除去することにより、前記エッチング工程の後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程と並行して前記基板の主面を帯電させる乾燥帯電工程とをさらに含む、請求項７または８に記載の基板処理方法である。
本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。 処理ユニットに備えられた対向部材の鉛直断面を示す断面図である。 対向部材に埋め込まれた複数の電極の配置を示す対向部材の平面図である。 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 制御装置の記憶装置に記憶されているレシピの内容を示す表である。 基板処理装置によって実行される基板の処理例について説明するための工程図である。 基板を帯電させずに基板の上面をエッチングしたときのエッチング量の分布（破線）のイメージと、図６に示す各工程を実行したときのエッチング量の分布（二点鎖線）のイメージとを示すグラフである。 基板を乾燥させるときにパターンに働く力について説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態に係る対向部材の鉛直断面を示す断面図である。 対向部材に埋め込まれた複数の電極の配置を示す遮断板（対向部材）の底面図である。 薬液温度とエッチングレートとの相関関係を示すグラフである。横軸は、基準温度と薬液温度との差を示しており、縦軸は、基準温度のときのエッチングレートに対するエッチングレートの倍率を示している。 印加電圧とエッチングレートとの相関関系を示すグラフである。横軸は、基準電圧と印加電圧との差を示しており、縦軸は、基準電圧のときのエッチングレートに対するエッチングレートの倍率を示している。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平方向から見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液で基板Ｗを処理する処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。
図１に示すように、処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック４と、スピンチャック４に保持されている基板Ｗの上面に対向する遮断板１１と、スピンチャック４に保持されている基板Ｗの下面に対向する対向部材２７と、スピンチャック４、遮断板１１、および対向部材２７等を収容するチャンバー（図示せず）とを含む。
スピンチャック４は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース５と、スピンベース５の上面周縁部から上方に突出する複数のチャックピン６と、複数のチャックピン６に基板Ｗを把持させるチャック開閉ユニット７とを含む。スピンチャック４は、さらに、スピンベース５の中央部から回転軸線Ａ１に沿って下方に延びるスピン軸８と、スピン軸８を回転させることによりスピンベース５およびチャックピン６を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ９とを含む。基板Ｗは、少なくとも一部が導電性材料で作成されたチャックピン６を介して接地されている。基板Ｗは、少なくとも一部が絶縁材料で作成されたチャックピン６を介して絶縁されていてもよい。
遮断板１１は、スピンチャック４の上方に配置されている。遮断板１１は、上下方向に延びる支軸１２によって水平な姿勢で支持されている。遮断板１１は、基板Ｗよりも大きい外径を有する円板状である。遮断板１１の中心軸線は、回転軸線Ａ１上に配置されている。遮断板１１の下面は、基板Ｗの上面と平行であり、基板Ｗの上面全域に対向する。
処理ユニット２は、支軸１２を介して遮断板１１に連結された遮断板昇降ユニット１３を含む。処理ユニット２は、遮断板１１の中心線まわりに遮断板１１を回転させる遮断板回転ユニットを備えていてもよい。遮断板昇降ユニット１３は、遮断板１１の下面が基板Ｗの上面に近接する近接位置（図２に示す位置）と、近接位置の上方に設けられた退避位置（図１に示す位置）との間で遮断板１１を昇降させる。
処理ユニット２は、遮断板１１の下面中央部で開口する中央吐出口１１ａを介して処理液を下方に吐出する中心ノズル１４を含む。処理液を吐出する中心ノズル１４の吐出口（後述する第１チューブ１５および第２チューブ１６の吐出口）は、遮断板１１の中央部を上下方向に貫通する貫通穴内に配置されている。中心ノズル１４の吐出口は、中央吐出口１１ａの上方に配置されている。中心ノズル１４は、遮断板１１と共に鉛直方向に昇降する。
図２は、処理ユニット２に備えられた対向部材２７の鉛直断面を示す断面図である。
中心ノズル１４は、処理液を下方に吐出する複数のインナーチューブ（第１チューブ１５および第２チューブ１６）と、複数のインナーチューブを取り囲む筒状のケーシング１７とを含む。第１チューブ１５、第２チューブ１６、およびケーシング１７は、回転軸線Ａ１に沿って上下方向に延びている。遮断板１１の内周面は、径方向（回転軸線Ａ１に直交する方向）に間隔を空けてケーシング１７の外周面を取り囲んでいる。
処理ユニット２は、薬液を第１チューブ１５に導く薬液配管１８と、薬液配管１８に介装された薬液バルブ１９と、薬液配管１８から第１チューブ１５に供給される薬液を室温（たとえば、２０〜３０℃）よりも高いまたは低い温度に調節する温度調節器２０（ヒーターまたはクーラー）とを含む。
薬液ノズルとしての第１チューブ１５に供給される薬液は、たとえば、エッチング液である。エッチング液は、酸性であってもよいし、アルカリ性であってもよい。エッチング液の具体例は、ＤＨＦ（希釈されたフッ酸）、ＴＭＡＨ（Tetramethylammonium Hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム）、ｄＮＨ４ＯＨ（希釈された水酸化アンモニウム）、およびＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液）である。エッチングされる対象の具体例は、シリコン、およびシリコン酸化膜である。エッチング対象は、ＴｉＮ（チタンナイトライド）膜であってもよい。この場合、エッチング液は、過酸化水素水を含む溶液が用いられる。過酸化水素水を含む溶液の代表例は、ＳＣ−１およびＳＣ−２（ＨＣｌとＨ２Ｏ２とを含む混合液）である。
第１チューブ１５に供給される薬液は、これら以外の液体であってもよい。たとえば、薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液であってもよい。
処理ユニット２は、リンス液を第２チューブ１６に導くリンス液配管２１と、リンス液配管２１に介装されたリンス液バルブ２２とを含む。リンス液ノズルとしての第２チューブ１６に供給されるリンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionized Ｗater）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
処理ユニット２は、有機溶剤（液体）を第２チューブ１６に導く溶剤配管２３と、溶剤配管２３に介装された溶剤バルブ２４とを含む。溶剤ノズルとしての第２チューブ１６に供給される有機溶剤（液体）は、たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。有機溶剤は、ＩＰＡに限らず、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）などの他の有機溶剤であってもよい。
処理ユニット２は、気体供給源からの気体を遮断板１１の下面中央部で開口する中央吐出口１１ａに導く気体配管２５と、気体配管２５に介装された気体バルブ２６とを含む。中央吐出口１１ａに供給される気体は、たとえば、窒素ガスである。気体は、窒素ガスに限らず、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの他の不活性ガスであってもよいし、乾燥空気（ドライエア―）や清浄空気（クリーンエアー）であってもよい。
処理ユニット２は、基板Ｗの下面に対向する対向部材２７を含む。対向部材２７は、スピンチャック４に保持されている基板Ｗとスピンベース５との間に配置される円板状の対向部２９と、対向部２９を支持する支持部２８とを含む。対向部２９は、水平な姿勢に保持された円板状の誘電体３０と、誘電体３０内に配置された複数の電極３１〜３３とを含む。
対向部２９は、支持部２８によって水平な姿勢に保持されている。対向部２９の外径は、基板Ｗの外径よりも小さい。複数のチャックピン６は、対向部２９の周囲に配置されている。支持部２８は、対向部２９の中央部から回転軸線Ａ１に沿って下方に延びている。支持部２８は、対向部２９の下面に固定されている。対向部２９は、支持部２８と一体であってもよいし、支持部２８とは異なる部材であってもよい。
支持部２８は、スピンベース５およびスピン軸８に挿入されている。支持部２８は、スピンベース５およびスピン軸８と非接触である。支持部２８は、チャンバーに対して移動しないように固定されている。したがって、スピンチャック４が回転したとしても、対向部材２７は回転しない。そのため、スピンチャック４が基板Ｗを回転させると、基板Ｗおよび対向部材２７が回転軸線Ａ１まわりに相対回転する。
対向部２９の誘電体３０は、合成樹脂やセラミックスなどの絶縁材料で作成されている。誘電体３０は、平坦な円形の上面（対向面３０ａ）と、平坦な円形の下面と、基板Ｗよりも小さい直径を有する外周面とを含む。誘電体３０の上面は、基板Ｗの下面に平行に対向するように複数のチャックピン６に把持されている基板Ｗの下方に配置される。誘電体３０の下面は、スピンベース５の上面に平行に対向するようにスピンベース５の上方に配置されている。誘電体３０の外周面は、複数のチャックピン６によって取り囲まれている。
誘電体３０の上面は、複数のチャックピン６に把持されている基板Ｗの下面に近接する。誘電体３０の上面から基板Ｗの下面までの鉛直方向の距離Ｄ４は、たとえば誘電体３０の厚みＤ２よりも小さい。距離Ｄ４は、誘電体３０のいずれの位置でも等しい。また、誘電体３０の外径は、基板Ｗの外径よりも小さい。誘電体３０の半径と基板Ｗの半径との差は、誘電体３０の厚みＤ２よりも小さい。このように、誘電体３０の半径と基板Ｗの半径との差が小さいので、誘電体３０の上面は、基板Ｗの下面のほぼ全域に対向する。
対向部２９の複数の電極３１〜３３は、金属などの導電性材料で作成されている。複数の電極３１〜３３は、回転軸線Ａ１からの径方向の距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。複数の電極３１〜３３は、径方向に等間隔で配置されていてもよいし、径方向に不等間隔で配置されていてもよい。複数の電極３１〜３３は、回転軸線Ａ１の径方向外方に配置された第１電極３１と、第１電極３１の径方向外方に配置された第２電極３２と、第２電極３２の径方向外方に配置された第３電極３３とを含む。
図３に示すように、各電極３１〜３３は、回転軸線Ａ１からの距離が一定で、回転軸線Ａ１を取り囲むＣ字状である。複数の電極３１〜３３は、同心円状に配置されている。各電極３１〜３３は、たとえば、対の陽極３４および陰極３５を含む。陽極３４は、回転軸線Ａ１を取り囲む複数の円弧部３４ａと、複数の円弧部３４ａのそれぞれに接続された集合部３４ｂとを含む。同様に、陰極３５は、回転軸線Ａ１を取り囲む複数の円弧部３５ａと、複数の円弧部３５ａのそれぞれに接続された集合部３５ｂとを含む。陽極３４の複数の円弧部３４ａと陰極３５の複数の円弧部３５ａとは、径方向に交互に並んでいる。集合部３４ｂおよび集合部３５ｂは、円弧部３４ａおよび円弧部３５ａよりも電源側に配置されている。
図２に示すように、複数のチャックピン６に把持されている基板Ｗの下面から複数の電極３１〜３３までの鉛直方向の距離Ｄ１は、誘電体３０の厚みＤ２（鉛直方向の長さ）よりも小さい（距離Ｄ１＜厚みＤ２）。誘電体３０は、基板Ｗの下面に平行に対向する対向面３０ａを含む。複数の電極３１〜３３から誘電体３０の対向面３０ａまでの鉛直方向の距離Ｄ３は、誘電体３０の対向面３０ａから基板Ｗの下面までの鉛直方向の距離Ｄ４よりも小さい（距離Ｄ３＜距離Ｄ４）。距離Ｄ３は、距離Ｄ４と等しくてもよいし（距離Ｄ３＝距離Ｄ４）、距離Ｄ４より大きくてもよい（距離Ｄ３＞距離Ｄ４）。
基板処理装置１は、複数の電極３１〜３３に直流電圧を印加する複数（たとえば、３つ）の電源装置３７を含む。複数の電源装置３７と複数の電極３１〜３３とは、１対１で対応している。電源装置３７は、配線３６を介して対応する電極に接続されている。配線３６の一部は、対向部２９および支持部２８内に配置されている。各電源装置３７は、電源（図示せず）に接続されている。電源の電圧は、複数の電源装置３７と複数の配線３６とを介して、複数の電極３１〜３３に印加される。
電源装置３７は、対応する電極に対する電圧の印加およびその停止の切替を行うオン／オフ部と、対応する電極に印加される電圧の大きさを変更する電圧変更部とを含む。電源装置３７は、絶対値が等しい電圧を対の陽極３４および陰極３５に印加する。基板Ｗが対向部材２７の上方に配置されている状態で、各電極３１〜３３に電圧が印加されると、静電誘導および誘電分極の少なくとも一方によって正の電荷と負の電荷とが基板Ｗの上面に集まり、基板Ｗの上面が帯電する。
電極に印加される電圧の大きさと、電圧の印加の開始時間および終了時間とは、制御装置３によって電極ごとに独立して決定される。制御装置３は、電極に印加される電圧の大きさを表す電圧指令値を各電源装置３７に入力する。電源装置３７は、電圧指令値に対応する大きさの電圧を対応する電極に印加する。
同じ大きさの電圧指令値が制御装置３から各電源装置３７に入力されると、同じ大きさの電圧が、第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３のそれぞれに印加される。異なる大きさの電圧指令値が制御装置３から各電源装置３７に入力されると、異なる大きさの電圧が、第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３に印加される。
後述するように、制御装置３は、第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３の順番で印加電圧が増加するように、すなわち、この順番で印加電圧の絶対値が増加するように、各電源装置３７に指令を与える。各電極３１〜３３に印加される電圧の具体例は、第１電極３１に対する電圧が±１ｋＶであり、第２電極３２に対する電圧が±１．５ｋＶであり、第３電極３３に対する電圧が±２ｋＶである。
図７の破線は、基板Ｗを帯電させずに基板Ｗの上面をエッチングしたときのエッチング量の分布のイメージを示している。図７に示すように、基板Ｗのエッチング量は、基板Ｗの上面中央部で最も大きく、基板Ｗの上面中央部から離れるにしたがって減少する。基板Ｗの上面に対するエッチング液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させると、エッチングの均一性が高まるものの、基板Ｗのエッチング量は、エッチング液の着液位置を基板Ｗの上面中央部で固定した場合と同様に、山形の分布を示す。
本発明者らによると、正および負のいずれの場合でも基板Ｗの上面を帯電させると、単位時間当たりのエッチング量（エッチングレート）が増加することが分かった。さらに、エッチングレートは、基板Ｗの上面の帯電量（電荷量）が増加するにしたがって増加することが分かった。したがって、基板Ｗの上面中央部から離れるにしたがって連続的または段階的に帯電量が増加するように基板Ｗの上面を帯電させると、エッチングの均一性を高めることができる。
制御装置３は、ＣＰＵ（中央処理装置）および記憶装置を含むコンピュータである。制御装置３は、複数のレシピを記憶するレシピ記憶部４１と、基板処理装置１を制御することによりレシピに従って基板処理装置１に基板Ｗを処理させる処理実行部４２とを含む。処理実行部４２は、制御装置３にインストールされたプログラムを制御装置３が実行することにより実現される機能ブロックである。
レシピは、基板Ｗの処理内容を定義したデータであり、基板Ｗの処理条件および処理手順を含む。レシピは、さらに、複数の電極３１〜３３にそれぞれ印加される複数の電圧指令値を含む電圧群を含む。本実施形態では、第１電極３１に対する第１指令値と、第２電極３２に対する第２指令値と、第３電極３３に対する第３指令値とが、電圧群に含まれる。制御装置３は、第１指令値、第２指令値、第３指令値がそれぞれ第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３に印加されるように、３つの電源装置３７を制御する。
基板Ｗの処理条件は、たとえば、薬液の種類と、薬液の濃度と、薬液の温度と、薬液供給時の基板の回転速度と、薬液の供給時間と、薬液の流量と、の少なくとも一つを含む。図５は、基板Ｗの処理条件が、薬液の種類Ａ１、薬液の濃度ｂ１〜ｂ３、薬液の温度ｃ１〜ｃ３、薬液供給時の基板の回転速度ｄ１〜ｄ３、およびエッチング時間（薬液の供給時間）ｅ１〜ｅ３を含む例を示している。レシピＲ１〜Ｒ３は、少なくとも一つの処理条件が異なる。図５は、薬液の濃度、薬液の温度、薬液供給時の基板の回転速度、およびエッチング時間が、レシピＲ１〜Ｒ３で異なる例を示している。
各レシピＲ１〜Ｒ３に含まれる電圧群Ｖ１〜Ｖ３は、当該レシピで指定されている基板Ｗの処理条件において、エッチングの均一性が所望の値以上であるときの測定値である。つまり、各電圧群Ｖ１〜Ｖ３は、複数の電極３１〜３３に印加される電圧の大きさだけを処理ごとに変えて、基板Ｗを処理したときに得られた測定値である。したがって、基板処理装置１がレシピに従って基板Ｗを処理すると、所望のエッチングの均一性が得られる。
第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３に印加される電圧の大きさは、基板Ｗの処理条件に拘わらず同じであってもよい。しかしながら、基板Ｗを帯電させずに基板Ｗの上面をエッチングすると、基板Ｗのエッチング量は、通常、基板Ｗの処理条件に拘わらず、図７のような山形の分布を示す。処理条件の少なくとも一つが異なると、山形の曲線の傾きが変化する場合がある。そのため、基板Ｗの処理条件に応じて電圧の大きさを変更することが好ましい。本実施形態では、基板Ｗの処理条件ごとに電圧群が設定されている。
図６は、基板処理装置１によって実行される基板Ｗの処理例について説明するための工程図である。以下の各工程は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。
処理される基板Ｗの一例は、シリコンウエハである。シリコンウエハは、パターンが表面で露出したウエハであってもよいし、最表面が平坦なウエハであってもよい。パターンは、ライン状のパターンでもよいし、シリンダ状のパターンでもよい。デバイス形成面である表面でパターンが露出している場合、「基板Ｗの上面（表面）」は、基板Ｗ自体（母材）の上面（表面）およびパターンの表面を含む。
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバー内に基板Ｗを搬入する搬入工程が行われる（図６のステップＳ１１）。
具体的には、遮断板１１が退避位置に位置している状態で、搬送ロボット（図示せず）が、ハンドをチャンバー内に進入させる。その後、搬送ロボットは、ハンド上の基板Ｗを複数のチャックピン６の上に置く。その後、複数のチャックピン６が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗが複数のチャックピン６に把持される。スピンモータ９は、基板Ｗが把持された後、基板Ｗの回転を開始させる。搬送ロボットは、基板Ｗが複数のチャックピン６の上に置かれた後、ハンドをチャンバーの内部から退避させる。
複数の電源装置３７は、基板Ｗが複数のチャックピン６の上に置かれた後、レシピで指定されている大きさの電圧を第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３に印加する（エッチング帯電工程）。これにより、第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３の順番で印加電圧が増加するように、各電極３１〜３３に電圧が印加される。そのため、基板Ｗは、帯電量が基板Ｗの外周部に近づくにしたがって段階的に増加するように帯電する。各電極３１〜３３への電圧の印加は、後述するエッチング液の吐出が終了した後に停止される。
搬入工程が行われた後は、薬液の一例であるエッチング液を基板Ｗの上面に供給する薬液供給工程（エッチング工程）が行われる。
具体的には、遮断板昇降ユニット１３が遮断板１１を退避位置から近接位置に下降させる。その後、遮断板１１が近接位置に位置している状態で、薬液バルブ１９が開かれる（図６のステップＳ１２）。これにより、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１４からエッチング液が吐出される。薬液バルブ１９が開かれてから所定時間が経過すると、薬液バルブ１９が閉じられ、中心ノズル１４からのエッチング液の吐出が停止される（図６のステップＳ１３）。
中心ノズル１４から吐出されたエッチング液は、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。これにより、基板Ｗの上面全域を覆うエッチング液の液膜が形成される。遮断板１１の下面は、エッチング液の液膜よりも上方に配置されており、エッチング液の液膜から離れている。基板Ｗの上面周縁部に達したエッチング液は、基板Ｗの周囲に排出される。このようにして、帯電している基板Ｗの上面全域にエッチング液が供給され、基板Ｗの上面が均一に処理（エッチング）される。
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給するリンス液供給工程が行われる。
具体的には、遮断板１１が近接位置に位置している状態で、リンス液バルブ２２が開かれる（図６のステップＳ１４）。これにより、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１４から純水が吐出される。中心ノズル１４から吐出された純水は、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗの上面周縁部に達した純水は、基板Ｗの周囲に排出される。このようにして、基板Ｗ上のエッチング液が純水によって洗い流され、基板Ｗの上面全域が純水の液膜で覆われる。リンス液バルブ２２が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ２２が閉じられ、中心ノズル１４からの純水の吐出が停止される（図６のステップＳ１５）。
次に、有機溶剤の一例であるＩＰＡ（液体）を基板Ｗの上面に供給する溶剤供給工程が行われる。
具体的には、遮断板１１が近接位置に位置している状態で、溶剤バルブ２４が開かれる（図６のステップＳ１６）。これにより、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１４からＩＰＡが吐出される。中心ノズル１４から吐出されたＩＰＡは、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗの上面周縁部に達したＩＰＡは、基板Ｗの周囲に排出される。このようにして、基板Ｗ上の純水がＩＰＡに置換され、基板Ｗの上面全域がＩＰＡの液膜で覆われる。溶剤バルブ２４が開かれてから所定時間が経過すると、溶剤バルブ２４が閉じられ、中心ノズル１４からのＩＰＡの吐出が停止される（図６のステップＳ１７）。
複数の電源装置３７は、溶剤バルブ２４が開かれた後であって、溶剤バルブ２４が閉じられる前に、各電極３１〜３３に再び電圧を印加する（乾燥帯電工程）。このとき各電極３１〜３３に印加される電圧の大きさは、薬液供給工程において各電極３１〜３３に印加される電圧の大きさと等しくてもよいし異なっていてもよい。つまり、薬液供給工程用の電圧群と、乾燥工程用の電圧群とが、レシピに含まれていてもよい。
基板Ｗを均一に帯電させるために、複数の電源装置３７は、乾燥帯電工程において、たとえば同じ大きさの電圧を第１電極３１、第２電極３２、および第３電極３３に印加してもよい。また、各電極３１〜３３の陽極３４だけまたは陰極３５だけに電圧が印加されてもよい。各電極３１〜３３への電圧の印加は、後述する基板Ｗの乾燥が完了した後（たとえば、基板Ｗの回転が停止された後であって、基板Ｗが搬出される前）に停止される。
溶剤供給工程が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が行われる（図６のステップＳ１８）。
具体的には、遮断板１１が近接位置に位置している状態で、気体バルブ２６が開かれる。これにより、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて遮断板１１の中央吐出口１１ａから窒素ガスが吐出される。さらに、スピンモータ９が基板Ｗの回転速度を高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで増加させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗに付着しているＩＰＡに加わり、ＩＰＡが基板Ｗからその周囲に振り切られる。そのため、ＩＰＡが基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ９が基板Ｗの回転を停止させ、気体バルブ２６が閉じられる。
図８は、パターンが形成された基板Ｗが乾燥していく様子を示している。パターンが形成された基板Ｗを帯電させると、電気的な偏りがパターンに発生する。そのため、図８に示すように、同じ極性の電荷が、各パターンの先端に集まり、各パターンの先端が、同じまたは略同じ帯電量で同じ極性に帯電する。図８は、各パターンの先端が負に帯電している例を示している。これにより、斥力（クーロン力）が、隣接する２つのパターンに働く。
その一方で、隣接する２つのパターンの間に液面があると、液面とパターンとの境界位置に液体の表面張力が働く。つまり、引力（表面張力）が、隣接する２つのパターンに働く。しかしながら、この引力（表面張力）は、基板Ｗの帯電に起因する斥力（クーロン力）によって打ち消される。そのため、パターンに働く力を低減しながら、基板Ｗを乾燥させることができる。これにより、パターン倒れの発生を低減できる。
乾燥工程が行われた後は、基板Ｗをチャンバーから搬出する搬出工程が行われる（図６のステップＳ１９）。
具体的には、遮断板昇降ユニット１３が遮断板１１を近接位置から退避位置に上昇させる。その後、複数のチャックピン６が基板Ｗの周端面から離れ、基板Ｗの把持が解除される。その後、遮断板１１が退避位置に位置している状態で、搬送ロボットが、ハンドをチャンバーの内部に進入させる。その後、搬送ロボットは、スピンチャック４上の基板Ｗをハンドで取り、ハンドをチャンバーの内部から退避させる。
以上のように第１実施形態では、複数の電極３１〜３３に電圧を印加することにより、基板Ｗを帯電させる。そして、基板Ｗが帯電している状態で、基板Ｗの中央部を通る回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面にエッチング液を供給する。これにより、基板Ｗの上面がエッチングされる。
基板Ｗの回転軸線Ａ１から第１電極３１までの径方向（回転軸線Ａ１に直交する方向）の距離は、基板Ｗの回転軸線Ａ１から第２電極３２までの径方向の距離よりも小さい。基板Ｗの回転軸線Ａ１から第２電極３２までの径方向の距離は、基板Ｗの回転軸線Ａ１から第３電極３３までの径方向の距離よりも小さい。つまり、第２電極３２は、第１電極３１よりも外方で基板Ｗに対向しており、第３電極３３は、第２電極３２よりも外方で基板Ｗに対向している。
第２電極３２に印加される電圧の絶対値は、第１電極３１に印加される電圧の絶対値よりも大きい。第３電極３３に印加される電圧の絶対値は、第２電極３２に印加される電圧の絶対値よりも大きい。したがって、基板Ｗの上面は、基板Ｗの上面中央部から離れるにしたがって段階的に帯電量が増加するように帯電する。そのため、基板Ｗが均一に帯電した状態で当該基板Ｗの上面をエッチングした場合よりも、エッチングの均一性を高めることができる。
また第１実施形態では、基板Ｗが帯電している状態で基板Ｗから液体が除去される。これにより、基板Ｗが乾燥する。前述のように、隣接する２つのパターンに働く引力（表面張力）は、基板Ｗの帯電に起因する斥力（クーロン力）によって打ち消される。そのため、パターンに働く力を低減しながら、基板Ｗを乾燥させることができる。これにより、パターン倒れの発生を低減できる。
また第１実施形態では、誘電体３０を介して複数の電極３１〜３３が基板Ｗに対向する。絶縁材料で作成された誘電体３０が基板Ｗと複数の電極３１〜３３との間にあるので、電荷が誘電体３０を介して基板Ｗと複数の電極３１〜３３との間で移動しないまたはし難い。そのため、基板Ｗが帯電した状態を確実に維持できると共に、基板Ｗの帯電量を安定させることができる。これにより、エッチングの均一性をより確実に高めることができる。
また第１実施形態では、基板Ｗから複数の電極３１〜３３までの距離Ｄ１が誘電体３０の厚みＤ２よりも小さくなるように、複数の電極３１〜３３が基板Ｗに近接している。基板Ｗから複数の電極３１〜３３までの距離Ｄ１が大きい場合、基板Ｗを帯電させるために大きな電圧を複数の電極３１〜３３に印加する必要がある。したがって、複数の電極３１〜３３を基板Ｗに近接させることにより、印加電圧の絶対値を抑えながら、基板Ｗを確実に帯電させることができる。
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の図９〜図１０において、図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第２実施形態では、第１実施形態に係る対向部材２７が省略されており、第１実施形態に係る遮断板１１に代えて、第２実施形態に係る対向部材に相当する遮断板２１１が設けられている。
遮断板２１１は、水平な姿勢に保持された円板状の対向部２９を含む。対向部２９は、基板Ｗよりも小さい外径を有する円板状である。対向部２９の中心軸線は、回転軸線Ａ１上に配置されている。対向部２９は、基板Ｗの上方に配置される。対向面３０ａとしての対向部２９の下面は、基板Ｗの上面と平行であり、基板Ｗの上面のほぼ全域に対向する。中心ノズル１４の下端部は、対向部２９の中央部を上下方向に貫通する貫通穴内に配置されている。
遮断板２１１は、支軸１２を介して遮断板昇降ユニット１３（図１参照）に連結されている。遮断板２１１は、近接位置と退避位置との間で鉛直方向に昇降可能であるが、遮断板２１１の中心線（回転軸線Ａ１）まわりには回転不能である。また、第２実施形態では、遮断板２１１の外径が基板Ｗの外径よりも小さいので、遮断板２１１を基板Ｗに近づけたとしても、遮断板２１１とチャックピン６とが接触しない。そのため、遮断板２１１の下面を基板Ｗの上面により近接させることができる。
遮断板２１１は、誘電体３０内に配置された複数の電極２３１〜２３３を含む。複数の電極２３１〜２３３は、遮断板２１１の中心線（回転軸線Ａ１）からの径方向の距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。複数の電極２３１〜２３３は、径方向に等間隔で配置されていてもよいし、径方向に不等間隔で配置されていてもよい。
複数の電極２３１〜２３３は、回転軸線Ａ１の径方向外方に配置された第１電極２３１と、第１電極２３１の径方向外方に配置された第２電極２３２と、第２電極２３２の径方向外方に配置された第３電極２３３とを含む。各電極２３１〜２３３は、回転軸線Ａ１からの距離が一定で、回転軸線Ａ１を取り囲むＯ字状である。複数の電極２３１〜２３３は、同心円状に配置されている。
複数の電極２３１〜２３３は、複数の配線３６を介して複数の電源装置３７に接続されている。電源装置３７は、対応する電極に対する電圧の印加およびその停止の切替を行うオン／オフ部と、対応する電極に印加される電圧の大きさを変更する電圧変更部とを含む。電圧変更部は、負から正の範囲（たとえば、−１０ｋＶ〜１０ｋＶの範囲）内で、対応する電極に印加される電圧を変更可能である。電極に印加される電圧の大きさと、電圧の印加の開始時間および終了時間は、制御装置３によって電極ごとに独立して決定される。
制御装置３は、絶対値および極性が等しい電圧を各電極２３１〜２３３に印加してもよいし、他の電極に印加される電圧とは極性および絶対値の少なくとも一つが異なる電圧を残りの電極に印加してもよい。各電極２３１〜２３３に印加される電圧の組み合わせの一例は、第１電極２３１に対する電圧が＋１ｋＶであり、第２電極２３２に対する電圧が＋５ｋＶであり、第３電極２３３に対する電圧が＋１０ｋＶである。各電極２３１〜２３３に印加される電圧の組み合わせの他の例は、第１電極２３１に対する電圧が−１０ｋＶであり、第２電極２３２に対する電圧が−１０ｋＶであり、第３電極２３３に対する電圧が−１０ｋＶである。
制御装置３は、基板処理装置１を制御することにより、第１実施形態と同様に、搬入工程から搬出工程までの各工程を基板処理装置１に実行させる。図９に示すように、制御装置３は、薬液供給工程（エッチング工程）において、帯電量が回転軸線Ａ１から基板Ｗの外周部に向けて段階的に増加するように基板Ｗを帯電させる。図９は、基板Ｗの上面が負に帯電している例を示している。
制御装置３は、薬液供給工程、リンス液供給工程、および溶剤供給工程の少なくとも一つにおいて、遮断板２１１の下面を基板Ｗ上の液膜に接触させてもよい。つまり、第２実施形態では、遮断板２１１の外周がチャックピン６よりも内方に配置されているので、遮断板２１１の下面を基板Ｗの上面により近づけることができる。したがって、制御装置３は、遮断板２１１と基板Ｗとの間を液体で満たす液密処理を行ってもよい。各電極２３１〜２３３は、絶縁材料で作成された誘電体３０を介して基板Ｗの上面に対向している。したがって、薬液供給工程において遮断板２１１と基板Ｗとの間を薬液で満たしたとしても、各電極２３１〜２３３と基板Ｗとの間で電荷が移動せず、基板Ｗの帯電状態が維持される。
また、制御装置３は、レシピで指定されている処理液の種類に応じて各電極２３１〜２３３に印加される電圧の極性を変更してもよい。アルカリ性の液体が基板Ｗの上面に供給されると、当該液体中のパーティクルが負に帯電する。酸性の液体が基板Ｗの上面に供給されると、ｐＨによっては、当該液体中のパーティクルが正に帯電する。アルカリ性の液体が基板Ｗの上面に供給されるときに、基板Ｗの上面を負に帯電させると、パーティクルと基板Ｗの上面との間に電気的な反発力が働く。同様に、酸性の液体が基板Ｗの上面に供給されるときに、基板Ｗの上面を正に帯電させると、液体のｐＨによっては、パーティクルと基板Ｗの上面との間に電気的な反発力が働く。
第２実施形態では、正の電圧が各電極２３１〜２３３に印加されると、負の電荷が基板Ｗの上面に集まり、負の電圧が各電極２３１〜２３３に印加されると、正の電荷が基板Ｗの上面に集まる。レシピで指定されている薬液がアルカリ性である場合、制御装置３は、基板Ｗの上面を負に帯電させるために、正の電圧を各電極２３１〜２３３に印加してもよい。同様に、レシピで指定されている薬液が酸性である場合、制御装置３は、基板Ｗの上面を正に帯電させるために、負の電圧を各電極２３１〜２３３に印加してもよい。具体的には、電圧指令値に電圧の大きさと電圧の極性（プラスまたはマイナス）とが含まれており、電圧指令値の極性が、薬液の種類に応じて予め設定されていてもよい。
また、第２実施形態では、複数の電極２３１〜２３３が、基板Ｗの上方に配置されている。表面が上に向けられた状態で基板Ｗがスピンチャック４に保持されると、複数の電極２３１〜２３３は、基板Ｗの表面側に配置され、基板Ｗの表面に形成されたパターンの先端に対向する。したがって、複数の電極２３１〜２３３が基板Ｗの下方に配置されている場合よりも、複数の電極２３１〜２３３からパターンの先端までの距離を減少させることができる。そのため、基板Ｗの乾燥中にパターン倒れが発生することを低減できる。
他の実施形態
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前記実施形態における基板Ｗの処理例では、複数の電極に対する電圧の印加を一時的に停止する場合について説明したが、薬液の供給開始前から基板Ｗの乾燥終了後まで電圧の印加を継続してもよい。また、基板Ｗに薬液を供給するときだけ、もしくは、基板Ｗを乾燥させるときだけに、複数の電極に電圧を印加してもよい。つまり、エッチング帯電工程および乾燥帯電工程の一方を省略してもよい。
さらに、基板Ｗに実際に供給される薬液の温度がレシピＲ１〜Ｒ３に規定された温度と異なることが考えられる。この場合、基板処理装置１は以下のように構成されてもよい。
すなわち、制御装置３は、実際に基板Ｗに供給される薬液の温度を測定する温度センサーから薬液の実測温度を取得する。そして、制御装置３は、薬液の実測温度と、その時に使用するレシピＲ１〜Ｒ３に規定されている薬液の温度ｃ１〜ｃ３（設定温度）との差分を計算する。制御装置３は、差分温度に基づいて、たとえば以下のように、レシピＲ１〜Ｒ３に規定されている電圧群Ｖ１〜Ｖ３を補正する。
図１１は、薬液温度とエッチングレートとの相関関係を示すグラフである。図１２は、印加電圧とエッチングレートとの相関関系を示すグラフである。制御装置３は、薬液温度とエッチングレートとの相関関係（図１１）と、印加電圧とエッチングレートとの相関関系（図１２）とを参照して、電圧群Ｖ１〜Ｖ３を補正する。
図１１に示すように、薬液の一例であるｄＮＨ４ＯＨの温度（ｘ）と、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のエッチングレート（ｙ）との間には式１に示す相関関係が存在する。
式１：ｙ＝０．２７０６ｘ＋０．８１８８
制御装置３は、レシピＲ１〜Ｒ３に規定された薬液の温度ｃ１〜ｃ３と薬液の実測温度との差分を式１に適用することによって、差分温度に起因するエッチングレートの変動量の近似値を求めることができる。例えば、式１によると、基板Ｗに実際に供給される薬液の温度（ｘ）が設定温度よりも１℃高いと、エッチングレート（ｙ）が約１．２７倍になると予測される。
制御装置３は、このようなエッチングレートの変動が補償されるように電圧群Ｖ１〜Ｖ３を変更する。電圧群Ｖ１〜Ｖ３は、印加電圧とエッチングレートとの相関関係（図１２）を参照して変更される。
図１２に示すように、印加電圧（ｘ）と、エッチングレート（ｙ）との間には式２に示す相関関係が存在する。
式２：ｙ＝０．２７７８ｘ＋１
制御装置３は、式１で求められたエッチングレート（ｙ）を式２に適用することにより、エッチングレートの変動を補償する印加電圧の近似値を求める。そして、算出された印加電圧だけ、レシピＲ１〜Ｒ３に規定されている電圧群Ｖ１〜Ｖ３を補正する。例えば、レシピＲ１〜Ｒ３に規定されている薬液温度ｃ１〜ｃ３が実測された薬液温度よりも１℃低いときにはエッチングレートが−１．２７倍になると予測される。この場合、制御装置３は、レシピＲ１〜Ｒ３に規定されている電圧群Ｖ１〜Ｖ３を１．２７ｋｖ増加させる。これによって、実際のエッチングレートを所望のエッチングレートに一致させることができる。
以上のように、制御装置３は、式１および式２を参照することによって、レシピに規定されている薬液温度が実測された薬液温度と異なる場合にも所望のエッチングレートが得られるように、レシピに規定されている電圧群Ｖ１〜Ｖ３の値を補正することができる。これにより、エッチングレートを精密に制御できる。
前記実施形態における基板Ｗの処理例では、有機溶剤の一例であるＩＰＡ（液体）を基板Ｗの上面に供給する溶剤供給工程が行われる場合について説明したが、溶剤供給工程を省略してもよい。
前記実施形態では、基板Ｗに上面に対する処理液（薬液、リンス液、および有機溶剤）の着液位置を中央部で固定する場合について説明したが、基板Ｗに上面に対する処理液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させてもよい。具体的には、処理ユニット２は、基板Ｗの上面に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、処理液ノズルを水平に移動させるノズル移動ユニットとを備えていてもよい。
第２実施形態において、スピンチャック４は、水平な姿勢で保持された円板状の吸着ベースの上面に基板Ｗの下面（裏面）を吸着させるバキュームチャックであってもよい。
前述の全ての実施形態のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。
１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
４ ：スピンチャック（基板保持手段）
１４ ：中心ノズル（エッチング液供給手段）
１５ ：第１チューブ（エッチング液供給手段）
１６ ：第２チューブ
１８ ：薬液配管（エッチング液供給手段）
１９ ：薬液バルブ（エッチング液供給手段）
２０ ：温度調節器
２１ ：リンス液配管
２２ ：リンス液バルブ
２３ ：溶剤配管
２４ ：溶剤バルブ
２７ ：対向部材
２８ ：支持部
２９ ：対向部
３０ ：誘電体
３０ａ ：対向面
３１ ：第１電極
３２ ：第２電極
３３ ：第３電極
３４ ：陽極
３５ ：陰極
３６ ：配線
３７ ：電源装置
４１ ：レシピ記憶部
４２ ：処理実行部
２１１ ：遮断板（対向部材）
２３１ ：第１電極
２３２ ：第２電極
２３３ ：第３電極
Ａ１ ：回転軸線
Ｄ１ ：距離
Ｄ２ ：厚み
Ｄ３ ：距離
Ｄ４ ：距離
Ｗ ：基板

Claims (9)

  1. 基板を保持しながら前記基板の中央部を通る回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板保持手段と、
    前記基板保持手段に保持されている基板の主面にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
    前記基板保持手段に保持されている基板に対向する第１電極と、前記回転軸線に対して前記第１電極よりも遠くに配置されており前記基板保持手段に保持されている基板に対向する第２電極と、を含む複数の電極と、
    前記基板保持手段、エッチング液供給手段、および複数の電極を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、
    前記回転軸線まわりに基板を回転させながら、前記基板の主面にエッチング液を供給するエッチング工程と、
    前記第１電極および第２電極の順番で印加電圧の絶対値が増加するように、前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記エッチング工程と並行して前記基板の主面を帯電させるエッチング帯電工程とを実行する、基板処理装置。
  2. 前記エッチング帯電工程は、エッチング液が酸性の場合、前記基板の主面が正に帯電するように前記複数の電極に電圧を印加し、エッチング液がアルカリ性の場合、前記基板の主面が負に帯電するように前記複数の電極に電圧を印加する工程である、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板は、前記主面でパターンが露出した基板であり、
    前記制御装置は、
    前記基板から液体を除去することにより、前記エッチング工程の後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と、
    前記複数の電極に電圧を印加することにより、前記乾燥工程と並行して前記基板の主面を帯電させる乾燥帯電工程とをさらに実行する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記複数の電極は、前記基板の主面に対向する、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記複数の電極が埋め込まれており、前記基板保持手段に保持されている基板と前記複数の電極との間に介在する誘電体をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記基板保持手段に保持されている基板から前記複数の電極までの距離は、前記誘電体の厚みよりも小さい、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 基板の中央部を通る回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の主面にエッチング液を供給するエッチング工程と、
    前記エッチング工程と並行して、前記基板の主面中央部から離れるにしたがって帯電量が増加するように前記基板の主面を帯電させるエッチング帯電工程とを含む、基板処理方法。
  8. 前記エッチング帯電工程は、エッチング液が酸性の場合、前記基板の主面を正に帯電させ、エッチング液がアルカリ性の場合、前記基板の主面を負に帯電させる工程である、請求項７に記載の基板処理方法。
  9. 前記基板は、前記主面でパターンが露出した基板であり、
    前記基板処理方法は、
    前記基板から液体を除去することにより、前記エッチング工程の後に前記基板を乾燥させる乾燥工程と、
    前記乾燥工程と並行して前記基板の主面を帯電させる乾燥帯電工程とをさらに含む、請求項７または８に記載の基板処理方法。
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