JP2018125373A - 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】除電処理のスループットを向上できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１０は、帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う装置である。基板処理装置１０は、基板保持手段１と、紫外線照射手段２と、静電場形成手段８とを備えている。基板保持手段１は基板を保持する。紫外線照射手段２は、基板保持手段によって保持された基板と、空間を隔てて対向するように配置されており、当該基板へと紫外線を照射する。静電場形成手段８は、電場を当該空間に形成して、当該基板から放出された電子を当該基板から遠ざける。
【選択図】図３

Description

この発明は、基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法に関する。

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処理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。

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処理液が基板上に供給されると、デバイス内の電荷が、デバイスから処理液へと急激に移動し（すなわち、処理液中へと放電し）、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、従来から、基板処理装置が使用されている（例えば特許文献１）。この基板処理装置は、光源と、ファンとを備えている。光源は紫外線を照射する光源であり、風道内に配置されている。この風道は例えば筒状部材によって形成されている。ファンは、筒状部材の一端から他端に向かって送風する。光源が、風道内を流れる気体へと紫外線を照射することにより、当該気体をイオン化する。風道の他端から吐出されたイオンを基板に当てることにより、基板の静電気を中和する。つまり基板の電荷を除去できる。

特開平７−０２２５３０号公報

ところで、基板の電荷を除去する他の装置としては、基板に対して紫外線を照射する基板処理装置も考えられる。この基板処理装置は紫外線照射器および基板保持部を備える。基板保持部は基板を水平に保持する部材である。紫外線照射器は基板の主面と向かい合うように配置される。紫外線照射器が紫外線を基板の主面に対して照射することにより、基板において光電効果が生じ、電子が基板から放出される。これにより、基板の電荷を除去することができる。

しかしながら、基板から放出された電子が基板の直上の空間に溜まると、当該空間内の電子が互いに反発しあって、再び基板に蓄積する。また、当該空間内の電子と、基板に蓄積された電子とが互いに反発しあうことにより、基板の電子が当該空間へと放出されにくくなる。また、このような現象は除電処理のスループットの低下を招いていた。

そこで、本発明は、除電処理のスループットを向上できる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、基板処理装置の第１の態様は、帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う装置である。基板処理装置は基板保持手段、紫外線照射手段および静電場形成手段を備える。基板保持手段は基板を保持する。紫外線照射手段は、基板保持手段によって保持された基板と、空間を隔てて対向するように配置されており、当該基板へと紫外線を照射する。静電場形成手段は電場を当該空間に形成して、当該基板から放出された電子を当該基板から遠ざける。

基板処理装置の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理装置であって、静電場形成手段は第１電極および直流電源を備える。第１電極は、基板保持手段によって保持された基板に対して紫外線照射手段側に配置されている。直流電源は、基板保持手段よりも高い電位を第１電極へと与える。

基板処理装置の第３の態様は、第２の態様にかかる基板処理装置であって、基板保持手段は接地されている。

基板処理装置の第４の態様は、第２または第３の態様にかかる基板処理装置であって、スイッチを更に備える。スイッチは、第１電極と直流電源との間の電気的な接続／非接続を切り替える。

基板処理装置の第５の態様は、第２から第４のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、第１電極は、基板保持手段によって保持された基板と、紫外線照射手段との間に配置されており、当該基板と向かい合う。

基板処理装置の第６の態様は、第５の態様にかかる基板処理装置であって、第１電極は、直線状、網目状または円周状の形状を有する。

基板処理装置の第７の態様は、第６の態様にかかる基板処理装置であって、紫外線照射手段は一対の第２電極を有する。一対の第２電極は、紫外線照射手段および基板保持手段が並ぶ方向において互いに向かい合って配置されて、紫外線を発生させるための電極である。一対の第２電極のうち基板保持手段側の第２電極は、紫外線を通過させるための網目状の形状を有する。第１電極は網目状の形状を有する。第１電極の開口率は、基板保持手段側の第２電極の開口率よりも大きい。

基板処理装置の第８の態様は、第２から第７のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、第１電極は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、又はそれらの合金によって形成されている。

基板処理装置の第９の態様は、第２から第４のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、第１電極は透明電極であって、基板保持手段によって保持された基板と、紫外線照射手段との間に配置されている。

基板処理装置の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、気体供給手段を更に備える。気体供給手段は、基板保持手段によって保持された基板と紫外線照射手段との間の空間に不活性ガスを供給する。

基板処理装置の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、基板の周囲の気圧を減圧する排気部を備える。

基板処理システムの第１２の態様は、基板を収容する収容保持部と、基板に対して処理を施すための基板処理部と、収容保持部と基板処理部との間に位置し、収容保持部と基板処理部との間を往復する基板が経由する基板通過部とを備える。基板通過部には、第１から第１１のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置が設けられている。

基板処理方法の第１３の態様は、帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う方法であって、第１工程から第３工程を備える。第１工程においては、基板を基板保持手段に配置する。第２工程においては、基板保持手段によって保持された基板に対して、空間を隔てて対向するように配置された紫外線照射手段が、当該基板へと紫外線を照射する。第３工程においては、静電場形成手段が、電場を前記空間に形成して、当該基板から放出された電子を当該基板から遠ざける。

基板処理方法の第１４の態様は、第１３の態様にかかる基板処理方法であって、第３工程は、第２工程よりも前から実行される。

基板処理装置および基板処理システムおよび基板処理方法によれば、紫外線照射によって基板から放出された電子は、静電場形成手段によって形成した電場によって、基板上の空間から遠ざかるように移動する。このため、基板から放出された電子が基板上の空間に滞留して基板が再帯電するという現象が抑制される。その結果、除電処理のスループットを向上できる。

基板処理システムの構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 電極の構成の一例を概略的に示す図である。 紫外線照射器の内部構成と電極の構成の一例を概略的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

第１の実施の形態．
＜基板処理システムの全体構成の一例＞
図１は、基板処理システム１００の全体構成の一例を概略的に示す図である。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。

基板処理システム１００は、半導体基板に対して種々の処理を施すための装置である。この基板処理システム１００は、例えば、収容器保持部１１０、基板通過部１２０および基板処理部１３０を備えている。収容器保持部１１０は基板収容器を保持する。この基板収容器には、例えば複数の基板が収容される。図１の例においては、複数の収容器保持部１１０が設けられており、これらは、水平面に平行な一方向（以下、Ｘ方向とも呼ぶ）に沿って配列されている。

基板処理部１３０は、基板に対して所定の処理を施すための装置である。図１の例においては、複数の基板処理部１３０（図示例では基板処理部１３０ａ〜１３０ｄ）が設けられている。基板処理部１３０ａ〜１３０ｄはそれぞれ基板に対して各種の処理を行う。説明の便宜上、各基板は基板処理部１３０ａ〜１３０ｄの順に処理を受ける場合を想定する。例えば基板処理部１３０ａは基板に対して処理液（薬液、リンス液またはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）液などの処理液）を供給する。これにより、処理液に応じた処理が基板に対して行われる。後の基板処理部１３０ｃにおける処理にとって、基板に電荷が蓄積されていることは望ましくない。また、基板処理部１３０ｂによる処理（例えばＩＰＡを用いた処理）によって、有機物が不純物として基板の主面上に残留することがあり、そのような有機物は除去することが望ましい。

基板通過部１２０は収容器保持部１１０と基板処理部１３０ａ〜１３０ｄの各々との間に位置している。未処理の基板は収容器保持部１１０から基板通過部１２０を経由して基板処理部１３０ａへと渡される。基板処理部１３０ａにおいて処理が施された処理済みの基板は、当該基板処理部１３０ａから基板通過部１２０を経由して、収容器保持部１１０、或いは、他の基板処理部１３０ｂへと渡される。基板処理部１３０ｂ〜１３０ｄの間の基板の時間順次の搬送も同様である。

基板通過部１２０は例えばインデクサロボット１２１、パス部１２２および搬送ロボット１２３を備えている。インデクサロボット１２１は次に説明するインデクサ搬送路１２４をＸ方向に往復移動することができる。インデクサ搬送路１２４は、複数の収容器保持部１１０に隣り合ってＸ方向に延びる搬送路である。インデクサロボット１２１は、このインデクサ搬送路１２４において、各収容器保持部１１０と対向する位置で停止することができる。

インデクサロボット１２１は例えばアームとハンドとを有している。ハンドはアームの先端に設けられており、基板を保持したり、或いは、保持した基板を解放できる。ハンドは、アームの駆動によって、水平面に平行かつＸ方向に垂直な方向（以下、Ｙ方向とも呼ぶ）に往復移動可能である。インデクサロボット１２１は、収容器保持部１１０と対向した状態で、ハンドを収容器保持部１１０へと移動させて、未処理の基板を収容器保持部１１０から取り出したり、処理済みの基板を収容器保持部１１０に渡すことができる。

パス部１２２はインデクサ搬送路１２４に対して収容器保持部１１０とは反対側に位置している。例えばパス部１２２は、インデクサ搬送路１２４のＸ方向における中央部と対向する位置に形成されてもよい。例えばパス部１２２は、基板が載置される載置台あるいは棚を有していてもよい。インデクサロボット１２１はアームを水平面において１８０度回転させることができる。これにより、インデクサロボット１２１はハンドをパス部１２２へと移動させることができる。インデクサロボット１２１は、収容器保持部１１０から取り出した基板をパス部１２２に渡したり、パス部１２２に載置された基板をパス部１２２から取り出すことができる。

搬送ロボット１２３はパス部１２２に対してインデクサ搬送路１２４とは反対側に設けられている。また複数（図１では４つ）の基板処理部１３０が搬送ロボット１２３を囲むように配置されている。図１の例においては、基板処理部１３０の各々に隣接する流体ボックス１３１が設けられている。流体ボックス１３１は、隣接する基板処理部１３０へと処理液を供給し、また当該基板処理部１３０から使用済の処理液を回収することができる。

搬送ロボット１２３もインデクサロボット１２１と同様に、アームおよびハンドを有している。この搬送ロボット１２３はパス部１２２から基板を取り出したり、パス部１２２に基板を渡すことができる。また搬送ロボット１２３は各基板処理部１３０へと基板を渡したり、各基板処理部１３０から基板を取り出すことができる。なおインデクサロボット１２１および搬送ロボット１２３は、基板を搬送する搬送手段とみなすことができる。

これらの構成により、例えば次のような概略動作が行われ得る。すなわち、収容器保持部１１０に収容された各半導体基板は、インデクサロボット１２１によってパス部１２２に順次に搬送される。そして、基板は搬送ロボット１２３によって基板処理部１３０ａ〜１３０ｄに順次に搬送され、基板処理部１３０ａ〜１３０ｄにおいてそれぞれの処理を受ける。一連の処理が完了した基板は、パス部１２２およびインデクサロボット１２１によって収容器保持部１１０に戻される。

＜基板処理装置＞
図２は、基板処理装置１０の構成の一例を概略的に示す図である。この基板処理装置１０は例えばパス部１２２に設けられてもよい。図２は、例えばＹ方向に垂直な断面の構成の一例を示している。なお、基板処理装置１０は必ずしもパス部１２２に設けられる必要はなく、たとえば基板処理部１３０ｄとして設けられてもよい。言い換えれば、基板処理装置１０は複数の基板処理部１３０のうちの一部として設けられてもよい。

基板処理装置１０は、基板保持部１、移動機構１２、紫外線照射器２、静電場形成部８、筒部材３、気体供給部４２、排気部６１および制御部７を備えている。

＜基板保持部＞
基板保持部１は、基板Ｗ１を水平に保持する部材である。基板Ｗ１が半導体基板（すなわち半導体ウエハ）の場合、基板Ｗ１は略円形の平板状である。基板保持部１は略円柱状の形状を有しており、上面１ａと側面１ｂと下面１ｃとを有している。側面１ｂは上面１ａの周縁および下面１ｃの周縁を連結する。基板保持部１の上面１ａの上には、基板Ｗ１が載置される。上面１ａは例えば円形を有しており、その径は基板Ｗ１の径と同程度以上である。

図２および図３に例示するように、上面１ａには、一対の溝１１が形成されている。一対の溝１１の内部には、インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３のハンドが挿入される。

基板Ｗ１は次のように基板保持部１に載置される。即ち、基板Ｗ１は、ハンドの上に載置された状態で、基板保持部１の上方に搬送される。次にハンドが上方から基板保持部１へと移動する。この移動に伴って、ハンドが上方から一対の溝１１に挿入される。またこの移動により、基板Ｗ１が基板保持部１に載置され、ハンドから離れる。その後、インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３はハンドをＹ方向に移動させて、ハンドを溝１１の内部から引き抜く。これにより、基板Ｗ１が基板保持部１に載置される。

基板保持部１の上面１ａは、溝１１とは別の領域において、基板Ｗ１へ向かって突起する複数の突起形状（以下、突起部と呼ぶ）を有していてもよい。この突起部はピンとも呼ばれる。この突起部は例えば円柱形状を有している。突起部が設けられる場合には、基板Ｗ１はこの突起部の先端によって支持される。突起部以外の基板保持部１（つまり本体部）は例えば導電性樹脂または導電性セラミックなどによって形成される。突起部は、例えば石英によって形成される。なお、突起部も本体部と同じ材料で形成されても構わない。

＜紫外線照射器＞
紫外線照射器２は基板Ｗ１に対して上方側（基板保持部１とは反対側）に配置されている。つまり紫外線照射器２、基板Ｗ１および基板保持部１はこの順でＺ方向において並んでいる。紫外線照射器２は空間を隔てて、基板Ｗ１と対面する。紫外線照射器２は紫外線を発生し、当該紫外線を基板Ｗ１の主面（基板保持部１とは反対側の主面）へ照射することができる。紫外線照射器２としては、例えばエキシマＵＶ（紫外線）ランプを採用できる。この紫外線照射器２は、例えば放電用のガス（例えば希ガスまたは希ガスハロゲン化合物）を充填した石英管と、一対の電極とを備えている。放電用のガスは一対の電極間に存在している。一対の電極間に高周波で高電圧を印加することにより、放電用ガスが励起されてエキシマ状態となる。放電用ガスはエキシマ状態から基底状態へ戻る際に紫外線を発生する。

紫外線照射器２は例えば平板状に形成されていてもよい。紫外線照射器２は例えばその法線方向がＺ方向に沿う姿勢で配置される。言い換えれば、紫外線照射器２は水平に配置される面光源である。あるいは、紫外線照射器２は棒状の形状を有していてもよい。例えば紫外線照射器２は、その長手方向がＸ方向に沿う姿勢で配置される。

紫外線照射器２は保護用の石英ガラス板２１を有している。石英ガラス板２１は基板Ｗ１側に設けられている。石英ガラス板２１は、紫外線に対して透光性を有するとともに、耐熱性かつ対食性を有している。この石英ガラス板２１は、外力から紫外線照射器２を保護するとともに、紫外線照射器２と基板Ｗ１との間の雰囲気に対しても紫外線照射器２を保護することができる。紫外線照射器２において発生した紫外線は石英ガラス板２１を透過して基板Ｗ１へと照射される。

後に詳述するように、電子が蓄積された基板Ｗ１の主面に紫外線が照射されることにより、この基板Ｗ１から電子が放出される。これによって、基板Ｗ１の帯電量を低減することができる。つまり、除電処理を基板Ｗ１に対して行うことができる。

＜移動機構＞
移動機構１２は基板保持部１をＺ方向に沿って移動させることができる。この移動機構１２は、基板保持部１が紫外線照射器２に近い第１位置（図３参照）と、基板保持部１が紫外線照射器２から遠い第２位置（図２参照）との間で、基板保持部１を往復移動させることができる。後に説明するように、第１位置は、紫外線を用いた処理を基板Ｗ１に対して行うときの基板保持部１の位置であり、第２位置は、基板Ｗ１の授受を行うときの基板保持部１の位置である。移動機構１２には、例えばボールねじ機構を採用し得る。移動機構１２はベローズによって周囲が覆われていてもよい。

＜回転機構＞
回転機構１４は、基板Ｗ１の中心を通り、かつ、Ｚ方向に沿う軸を回転軸として、基板保持部１を回転させる。これにより、基板保持部１に保持された基板Ｗ１を回転させることができる。回転機構１４は例えばモータを有している。

＜筒部材および気体供給部＞
筒部材３は内周面３ａ、外周面３ｂ、上面３ｃおよび下面３ｄを有しており、筒状形状を有している。上面３ｃは、内周面３ａと外周面３ｂとを連結する面であって、紫外線照射器２側の面である。下面３ｄは、内周面３ａと外周面３ｂとを連結する面であって、紫外線照射器２とは反対側の面である。筒部材３の内周面３ａの径は基板保持部１の側面１ｂの径よりも大きい。図３を参照して、筒部材３は、基板保持部１が第１位置で停止した状態において、基板保持部１を外側から囲んでいる。

基板保持部１が第１位置で停止した状態（図３）において、紫外線照射器２が紫外線を照射する。これにより、紫外線を用いた除電処理が基板Ｗ１に対して行われる。その一方で、基板保持部１が第１位置で停止した状態では、基板Ｗ１の周囲が紫外線照射器２、筒部材３および基板保持部１によって囲まれる。したがって、この状態では基板Ｗ１を基板保持部１から容易に取り出すことができない。

そこで、移動機構１２は基板保持部１を第２位置に移動させる（図２）。これにより、基板保持部１は筒部材３の内周面３ａの内部から、紫外線照射器２に対して遠ざかる方向に退く。この第２位置において、基板Ｗ１は筒部材３の下面３ｄに対して鉛直下方側（紫外線照射器２とは反対側）に位置する。よって、インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３は、筒部材３によって阻害されることなく、基板Ｗ１をＹ方向に沿って移動させて、基板Ｗ１を取り出すことができる。逆に、インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３は、基板保持部１が第２位置で停止した状態で、基板Ｗ１を基板保持部１に載置することができる。

筒部材３には、貫通孔３２１，３２２が形成されている。貫通孔３２１，３２２は筒部材３を貫通して、紫外線照射器２と基板Ｗ１との間の空間（以下、作用空間とも呼ぶ）Ｈ１に連通している。具体的には、貫通孔３２１，３２２の一端は筒部材３の上面３ｃにおいて開口している。当該開口部が形成された位置において、筒部材３の上面３ｃは空隙を介して紫外線照射器２と対向している。当該開口部の各々と紫外線照射器２との間の空間は作用空間Ｈ１に連続している。つまり、貫通孔３２１，３２２は作用空間Ｈ１と連通する。

貫通孔３２１，３２２の他端は筒部材３の外周面３ｂにおいて開口している。貫通孔３２１，３２２の他端は気体供給部４２に連結されている。具体的には、貫通孔３２１の他端は気体供給部４２ａに接続され、貫通孔３２２の他端は気体供給部４２ｂに接続されている。気体供給部４２ａ，４２ｂは酸素または不活性ガス（例えば窒素またはアルゴンなど）などの気体を、それぞれ貫通孔３２１，３２２を経由して作用空間Ｈ１に供給することができる。つまり、貫通孔３２１，３２２は給気用の経路として機能する。

気体供給部４２ａ，４２ｂの各々は、配管４２１、開閉弁４２２および気体収容器４２３を備えている。以下では、気体供給部４２ａに属する配管４２１、開閉弁４２２および気体収容器４２３をそれぞれ配管４２１ａ、開閉弁４２２ａおよび気体収容器４２３ａと呼び、気体供給部４２ｂに属する配管４２１、開閉弁４２２および気体収容器４２３をそれぞれ配管４２１ｂ、開閉弁４２２ｂおよび気体収容器４２３ｂと呼ぶ。気体供給部４２ａ，４２ｂは配管４２１の接続先を除いて、互いに同一である。気体収容器４２３ａ，４２３ｂは、作用空間Ｈ１へと供給すべき気体を収容している。気体収容器４２３ａは配管４２１ａの一端に連結され、気体収容器４２３ｂは配管４２１ｂの一端に連結される。開閉弁４２２ａは配管４２１ａに設けられて、配管４２１ａの開閉を切り替え、開閉弁４２２ｂは配管４２１ｂに設けられて、配管４２１ｂの開閉を切り替える。配管４２１ａの他端は貫通孔３２１の他端に連結され、配管４２１ｂの他端は貫通孔３２２の他端に連結される。

＜静電場形成部＞
静電場形成部８は電場を作用空間Ｈ１に形成する。この電場の方向は紫外線照射器２側から基板Ｗ１側へ向かう方向である。よって、電場は、紫外線の照射により基板Ｗ１から作用空間Ｈ１へと放出された電子に作用して、当該電子を基板Ｗ１から遠ざける。

静電場形成部８は電極８１、直流電源８２およびスイッチ８３を備えている。図２および図３の例においては、電極８１は紫外線照射器２と基板Ｗ１との間に配置されている。より具体的には、電極８１は石英ガラス板２１の下側の面に取り付けられている。この電極８１は導電性を有しており、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、酸化銅、または、それらの合金によって形成される。

ところで、作用空間Ｈ１に酸素が存在する場合、紫外線照射器２による紫外線によって当該酸素がオゾンに変化し得る。ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金はオゾンにさらされても問題が無いので、この観点では、これらの材質のいずれかを電極８１に採用することが望ましい。

この電極８１はＺ方向において基板Ｗ１の主面の一部のみと対向する。図４は、電極８１の構成の一例を概略的に示す平面図である。図４の例では、基板Ｗ１が二点鎖線で示されている。図４の例においては、Ｚ方向に沿って見て、電極８１は網目状の形状を有している。換言すれば、電極８１は、ＸＹ平面に広がる平板状の形状を有しており、また、その電極８１には、自身をＺ方向に貫通する複数の開口８１１が形成されている。図４の例においては、開口８１１の各々は六角形の形状を有しており、一の開口８１１の周囲の６か所に他の開口８１１が配置されている。つまり、電極８１は蜂の巣状の形状を有している。なお、複数の開口８１１の態様はこれに限らず、適宜に変更しても構わない。例えば図５に示すように、開口８１１の各々は四角形の形状を有しており、一の開口８１１の周囲の４か所に他の開口８１１が配置されてもよい。つまり、開口８１１が格子状に配置されていてもよい。また図４および図５の例においては、電極８１は例えば基板Ｗ１の主面に対して全体的に設けられている。つまり、開口８１１が設けられてないと仮定した場合に、電極８１は基板Ｗ１の主面と同程度の広さを有している。

紫外線照射器２からの紫外線は電極８１が存在しない領域（例えば開口８１１）を通過して、基板Ｗ１の主面に照射される。

直流電源８２は電極８１と基板保持部１との間に接続されており、基板保持部１の電位よりも高い電位を電極８１へと与える。つまり、直流電源８２の高電位側の出力端が配線を介して電極８１に接続され、直流電源８２の低電位側の出力端が配線を介して基板保持部１に接続される。図２および図３の例においては、基板保持部１は接地されている。

スイッチ８３は例えば半導体スイッチまたはリレーであって、電極８１、直流電源８２および基板保持部１の電気的な接続／非接続を切り替える。図１の例においては、スイッチ８３は電極８１と直流電源８２との間に接続されている。スイッチ８３のオン／オフは制御部７によって制御される。

スイッチ８３がオンすることにより、直流電源８２の高電位端が電極８１に電気的に接続されて、電極８１に高電位が印加される。基板保持部１には直流電源８２によって低電位が印加されるので、電極８１と基板保持部１との間には、電極８１から基板保持部１へ向かう電場が生じる。つまり作用空間Ｈ１には、紫外線照射器２側から基板保持部１側へと向かう電場が生じる。スイッチ８３がオフすることにより、この電場が消失する。

＜密閉空間＞
基板処理装置１０は密閉空間を形成してもよい。図２および図３の例においては、紫外線照射器２、筒部材３、隔壁５および床部５１が互いに連結して、密閉空間を形成している。紫外線照射器２の下面は、その周縁側の部分において、筒部材３側に突起する突起形状を有している。筒部材３の上面３ｃのうち外周側の部分は、その突起部に連結されている。貫通孔３２１，３２２の開口部３２１ａ，３２２ａは上面３ｃのうち内周側の部分に形成されており、紫外線照射器２の下面とＺ方向において空隙を介して対面する。隔壁５は筒部材３の下面３ｄと連結している。隔壁５はＺ方向に延在して床部５１に連結される。つまり、紫外線照射器２、筒部材３、隔壁５および床部５１はチャンバとして機能することができる。紫外線照射器２、筒部材３、隔壁５および床部５１によって形成される密閉空間には、基板保持部１、移動機構１２、回転機構１４および電極８１が収容される。

＜排気＞
隔壁５には、排気用の貫通孔５３が形成されている。この貫通孔５３はＸ方向に沿って隔壁５を貫通する。この貫通孔５３は排気部６１に連結されている。排気部６１は、例えば、貫通孔５３に連結される配管６１１などを備えている。基板処理装置１０の内部の空気は配管６１１を経由して外部へと排気される。

＜シャッタ＞
隔壁５には、基板Ｗ１用の出入り口として機能するシャッタ（不図示）が設けられている。シャッタが開くことにより、基板処理装置１０の内部と外部とが連通する。インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３は、この開いたシャッタを介して基板Ｗ１を基板処理装置１０の内部に入れたり、また基板Ｗ１を取り出すことができる。基板処理装置１０がパス部１２２に設けられる場合には、インデクサロボット１２１用のシャッタと、搬送ロボット１２３用のシャッタとが設けられる。

＜制御部＞
紫外線照射器２、移動機構１２、回転機構１４、気体供給部４１の開閉弁４１２、スイッチ８３およびシャッタは、制御部７によって制御される。

制御部７は電子回路機器であって、例えばデータ処理装置および記憶媒体を有していてもよい。データ処理装置は例えばＣＰＵ(Central Processor Unit)などの演算処理装置であってもよい。記憶部は非一時的な記憶媒体（例えばＲＯＭ(Read Only Memory)またはハードディスク）および一時的な記憶媒体（例えばＲＡＭ(Random Access Memory)）を有していてもよい。非一時的な記憶媒体には、例えば制御部７が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部７が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部７が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。

＜基板処理装置の動作＞
図６は、基板処理装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。移動機構１２は初期的には、基板保持部１を第２位置で停止させており（図２）、スイッチ８３はオフしている。またここでは一例として、排気部６１による排気は常時行われている。ステップＳ１にて、制御部７はシャッタを開いた上で、インデクサロボット１２１または搬送ロボット１２３を制御して、基板Ｗ１を基板保持部１の上に配置し、シャッタを閉じる。

この基板Ｗ１は負に帯電している。例えば、純水（ＤＩＷ：Deionized water）を基板Ｗ１の主面に流すリンス処理において、純水から酸化シリコン膜へ多くの電子が移動する。よってリンス処理後の基板Ｗ１は負に帯電している可能性が高い。ここでは、負に帯電した基板Ｗ１が基板保持部１の上に配置される。

次にステップＳ２にて、制御部７は例えば気体供給部４１（具体的には開閉弁４１２）を制御して、気体の供給を開始する。これにより、開口部３２１ａ，３２２ａの各々から気体が吐出される。気体としては、例えば窒素を採用することができる。なおステップＳ１，Ｓ２の実行順序は逆であってもよく、これらが並行して実行されてもよい。

次にステップＳ３にて、制御部７は移動機構１２を制御して、基板保持部１を紫外線照射器２へと近づけ、第１位置で停止させる。第１位置において、基板Ｗ１と紫外線照射器２との間の距離は例えば数［ｍｍ］から数十［ｍｍ］程度である。より具体的な一例としては、例えば３［ｍｍ］を採用できる。なおこの場合、電極８１の厚み（Ｚ方向に沿う厚み）は３［ｍｍ］よりも薄く設定される。これにより、電極８１と基板Ｗ１との衝突を回避できる。

次にステップＳ４にて、制御部７は回転機構１４を制御して、基板Ｗ１の回転を開始させ、ステップＳ５にて、スイッチ８３をターンオンし、ステップＳ６にて、紫外線照射器２に紫外線の照射を開始させる。

なお制御部７は、作用空間Ｈ１の雰囲気が所定の雰囲気になったときに、ステップＳ４〜Ｓ６の一組を実行してもよい。例えば制御部７はステップＳ３からの経過時間を計時する。経過時間の計時はタイマ回路などの計時回路によって行われ得る。制御部７は、この経過時間が第１所定期間よりも大きいか否かを判断し、肯定的な判断をしたときに、ステップＳ４〜Ｓ６の一組を実行してもよい。あるいは、作用空間Ｈ１の雰囲気を計測するセンサを基板処理装置１０に設けてもよい。制御部７は、作用空間Ｈ１の雰囲気が所定の雰囲気になっているか否かを、その計測値に基づいて判断してもよい。

またステップＳ４〜Ｓ６の実行順序は適宜に変更してもよい。或いは、ステップＳ４〜Ｓ４〜Ｓ６の少なくともいずれか二つは互いに並行して実行されてもよい。

紫外線照射器２が基板Ｗ１に紫外線を照射すること（ステップＳ６）により、基板Ｗ１の電荷が除去される。その理由の一つは、基板Ｗ１に光電効果が生じるからである、と考えられている。つまり、紫外線の照射によって、基板Ｗ１から作用空間Ｈ１へと電子が放出される。紫外線の波長としては例えば２５２［ｎｍ］以下の波長を採用できる。この波長範囲において、基板Ｗ１の電荷を効果的に除去できるからである。より効果的な波長として、１７２±２０［ｎｍ］内の波長を採用できる。

図６の例においては、紫外線の照射中に基板Ｗ１が回転している（ステップＳ４，Ｓ６）ので、基板Ｗ１が回転しない場合に比べて、より均一に紫外線を基板Ｗ１の主面に照射することができる。

また紫外線の照射中にスイッチ８３がオンしている（ステップＳ５，Ｓ６）ので、紫外線の照射中の作用空間Ｈ１には電場が生じている。当該電場の方向は紫外線照射器２側から基板Ｗ１側へ向かう方向である。よって、基板Ｗ１から放出された電子は当該電界に起因して、基板Ｗ１から遠ざかる方向に移動する。より具体的には、当該電子は電極８１へと移動する。この電子は電極８１からスイッチ８３および直流電源８２を経由して接地へと流れる。

したがって、基板Ｗ１から放出された電子が、基板Ｗ１の直上に溜まることを抑制することができる。よって、基板Ｗ１の直上の電子が互いに反発しあって、再び基板Ｗ１へ蓄積されること、即ち基板Ｗ１の再帯電を抑制することができる。これにより、除電処理のスループットを向上することができる。

次にステップＳ７にて、制御部７は、基板Ｗ１に対する処理を終了すべきか否かを判断する。例えば制御部７はステップＳ６からの経過時間が第２所定時間を超えているときに、処理を終了すべきと判断してもよい。あるいは、例えば基板Ｗ１の表面電位を測定する表面電位計を基板処理装置１０に設け、制御部７がその測定値に基づいて判断を行ってもかまわない。基板Ｗ１に対する処理を終了すべきではないと判断したときには、制御部７は再びステップＳ７を実行する。処理を終了すべきと判断したときには、ステップＳ８にて、制御部７は回転機構１４を制御して、基板Ｗ１の回転を停止させ、ステップＳ８にて紫外線照射器２に紫外線の照射を停止させ、ステップＳ９にて、スイッチ８３をターンオフする。紫外線の照射の停止により、基板Ｗ１の除電が終了し、スイッチ８３のターンオフにより、作用空間Ｈ１の電界が消失する。なおステップＳ８〜Ｓ１０の実行順序は適宜に変更することができる。あるいは、ステップＳ８〜Ｓ１０の少なくともいずれか二つは互いに並行して実行されてもよい。

以上のように、本基板処理装置１０によれば、除電処理のスループットを向上することができる。

ところで、紫外線照射器２の紫外線の強度を増大させれば、基板Ｗ１から放出される単位時間当たりの電子の量が増大する。よって、これによってもスループットは向上する。その一方で、作用空間Ｈ１に酸素が存在している場合、紫外線の強度を増大すると、紫外線が酸素分子に作用して生じるオゾンの量も増大する。オゾンは酸化力が強いので、基板Ｗ１の表面を改質しやすい。つまり、スループット向上のために紫外線の強度を向上すると、基板Ｗ１の表面状態が変わりやすい。本基板処理装置１０によれば、紫外線の強度を増大させることなく、スループットを向上できる。言い換えれば、本基板処理装置１０によれば、スループットの向上とは独立して、基板Ｗ１の表面状態に適した紫外線の強度を採用することができる。

また図６の例においては、ステップＳ５はステップＳ６よりも前に実行されている。つまり、紫外線の照射開始の前から電場が形成されている。これによれば、紫外線が照射され始めた直後でも、電子は速やかに基板Ｗ１から遠ざかる。よって、紫外線の照射開始の後に電場を形成する場合に比して、よりスループットを向上できる。

＜窒素の供給＞
上述の例では、気体供給部４１は作用空間Ｈ１に不活性ガス（例えば窒素）を供給している（ステップＳ２）。これにより、作用空間Ｈ１における酸素濃度を低減することができる。この利点について説明する。酸素は不活性ガス（窒素）に比べてイオン化しやすい。よって、もし作用空間Ｈ１の酸素濃度が高い場合には、基板Ｗ１から放出された電子は直ぐに酸素分子に作用して、酸素イオンになる可能性が高い。酸素イオンは電子単体に比べて重いので、この場合、酸素イオンは基板Ｗ１に近い位置で溜まりやすい。電子（イオン）が基板Ｗ１に近い位置で溜まると、当該電子は基板Ｗ１に戻りやすい。

他方、作用空間Ｈ１における酸素濃度が低く、不活性ガス（窒素）の濃度が高い場合には、基板Ｗ１からより離れた位置で気体分子に作用してイオン化する、と考えられる。上述の例では、気体供給部４１は酸素よりイオン化しにくい不活性ガス（窒素）を作用空間Ｈ１に供給して、酸素濃度を低減している。よって、酸素濃度が高い場合に比べて、電子は基板Ｗ１からより離れた位置でイオン化する。これによっても、基板Ｗ１への再帯電を抑制することができる。

＜減圧＞
排気部６１は密閉空間内の気体を吸引して、基板Ｗ１の周囲の気圧を減圧してもよい。これによれば、作用空間Ｈ１内の酸素分子の数を低減することができる。したがって、基板Ｗ１から放出された電子は酸素をイオン化しにくく、基板Ｗ１の直上に溜まりにくい。言い換えれば、電子は基板Ｗ１から遠ざかりやすい。よって、基板Ｗ１の再帯電を抑制することができる。なお、この場合、気体供給部４１は設けられなくてもよい。

＜電極の形状＞
上述の例では電極８１は網目状の形状を有していたものの、例えば直線状の形状を有していてもよい。図７は電極８１の構成の他の一例を概略的に示す平面図である。例えば電極８１はＸ方向に延びる直線状の形状を有していてもよい。図７の例においては、この電極８１は複数設けられている。複数の電極８１は相互に間隔を空けて互いに平行に延在する。複数の電極８１は基板Ｗ１の主面とＺ方向において対面する。

紫外線照射器２からの紫外線は複数の電極８１の相互間を通って基板Ｗ１の主面に照射される。図６の例においては、基板Ｗ１が二点鎖線で示されている。紫外線の照射により基板Ｗ１から放出された電子は、電極８１へと移動する。なお、電極８１は必ずしも複数設けられる必要は無く、単一の電極８１が設けられてもよい。

図８は、電極８１の構成の他の一例を概略的に示す平面図である。電極８１はＺ方向から見て蛇行して延在している。図８の例においては、電極８１は、Ｘ方向に延在する部分とＹ方向に延在する部分とを交互に有している。言い換えれば、電極８１は直線的に蛇行している。電極８１は基板Ｗ１の主面の一部のみと対向している。紫外線照射器２からの紫外線は電極８１と対向していない部分を通って、基板Ｗ１の主面へと照射される。紫外線の照射により基板Ｗ１から放出された電子は、電極８１へと移動する。

図９は、電極８１の構成の他の一例を概略的に示す平面図である。電極８１は、Ｚ方向から見てリング状（円周状）の形状を有している。図９の例においては、この電極８１は複数設けられている。複数の電極８１の径は互いに異なっており、これらは相互に間隔を空けて同心円状に配置されている。図９の例においては、複数の電極８１は基板Ｗ１と同心円状に配置されている。複数の電極８１は基板Ｗ１の主面とＺ方向において対向する。図９の例においては、最も外周側に配置される電極８１が基板Ｗ１の周縁部分とＺ方向において対向している。紫外線照射器２からの紫外線は複数の電極８１の相互間を通って、基板Ｗ１の主面へと照射される。紫外線の照射により基板Ｗ１から放出された電子は、電極８１へと移動する。なお、電極８１は必ずしも複数設けられる必要は無く、単一の電極８１が設けられてもよい。

＜電極の材質＞
上述の例では、紫外線照射器２からの紫外線は電極８１が設けられていない領域を通って基板Ｗ１に照射されているものの、必ずしもこれに限らない。例えば電極８１は、紫外線照射器２によって照射される紫外線についての透光性を有していてもよい。より具体的には、電極８１は透明電極であってもよい。この電極８１は、例えば、石英ガラスに透明電極の材料（例えば酸化インジウムスズ）を蒸着することで形成される。この場合、電極８１はＺ方向において基板Ｗ１の主面の全面と対向していてもよい。図１０は、電極８１の構成の一例を概略的に示す図である。電極８１は例えば円状の形状を有しており、基板Ｗ１の主面の全面と対向している。紫外線照射器２からの紫外線は電極８１を透過して基板Ｗ１へと照射される。紫外線の照射により基板Ｗ１から放出された電子は、電極８１へと移動する。

これによれば、Ｚ方向から見た電極８１の面積を向上することができる。つまり、電子を受け取る面を広くすることができる。よって、電極８１は電子を受け取りやすい。また電場を均一に形成できる。

＜電極の位置＞
上述の例では、電極８１は紫外線照射器２と基板Ｗ１との間に配置されている。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えば電極８１は、紫外線照射器２の上方（基板保持部１とは反対側）に配置されてもよい。これによっても、電極８１と基板保持部１との間には電場が生じる。よって、基板Ｗ１から放出された電子は電極８１へと移動する。紫外線照射器２の石英ガラス板２１は導電性を有していないので、電子は石英ガラス板２１に蓄積され得る。この場合であっても、基板Ｗ１から放出された電子を基板Ｗ１から遠ざけることができるので、当該電子が基板Ｗ１へと戻ることを抑制することができる。要するに、本基板処理装置１０において、電極８１は基板Ｗ１に対して紫外線照射器２側の位置に適宜に配置されていればよい。

その一方で、図２および図３に示すように、電極８１が紫外線照射器２と基板Ｗ１との間に配置されている場合、電子は電極８１からスイッチ８３および直流電源８２を介して接地へと流すことができる。これによれば、石英ガラス板２１などへの電子の蓄積（帯電）を抑制することができる。これは例えば次の点で望ましい。即ち、例えば作業員が基板処理装置１０をメンテナンスする際に、部材の帯電に起因した放電を気にしなくてもよいので、作業を行いやすい。

＜紫外線照射器と電極＞
紫外線照射器２は網目状の電極を有している場合がある。図１１は、紫外線照射器２の構成の一例を概略的に示す図である。図１１では、図示を簡単にすべく、紫外線照射器２については、一対の電極２２，２３および石英ガラス板２１のみを示している。

電極２２は、ＸＹ平面に広がる平板状の形状を有しており、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、酸化銅、または、それらの合金によって形成される。電極２３は例えば網目状の形状を有している。つまり、電極２３は、ＸＹ平面に広がる板平板状の形状を有しており、また電極２３には、Ｚ方向に自身を貫通する複数の開口２３１が形成されている。電極２３はＺ方向において電極２２と間隔を隔てて向かい合って配置されている。電極２３は電極２２に対して石英ガラス板２１側に位置している。電極２２は例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、酸化銅、または、それらの合金によって形成される。

電極２２，２３の間の空間には放電用のガスが存在している。電極２２，２３の間には高い周波数の高電圧が印加される。これにより、放電用ガスが励起されてエキシマ状態となる。放電用ガスはエキシマ状態から基底状態へ戻る際に紫外線を発生する。この紫外線は網目状の電極２３の開口２３１を通過し、さらに石英ガラス板２１を透過して外部（基板Ｗ１）へと照射される。電極２２は、紫外線についての遮光部としても機能することができる。これにより、紫外線照射器２の背面（上面）側から紫外線が照射されることを回避する。

電場形成用の電極８１が網目状の形状を有する場合、その開口率は、紫外線用の電極２３の開口率よりも大きく設定されてもよい。これによれば、電極２３の開口２３１を通過した紫外線を、より効果的に基板Ｗ１側へと通過させることができる。なおここでいう電極２３の開口率とは、電極２３の全体の面積（即ち、電極２３の外側の輪郭によって囲まれる面積）に対する、開口２３１の面積の総和の比である。電極８１の開口率も同様である。

＜点光源＞
紫外線照射器２は複数の点光源によって構成されてもよい。複数の点光源の各々は紫外線を発生する。この場合、基板Ｗ１上における紫外線の強度分布に不均一性が生じる。この場合、電極８１が網目状の形状を有していることが望ましい。この電極８１によれば、各点光源からの紫外線を散乱または回折させて、基板Ｗ１上に照射される紫外線の強度分布をより均一にすることができる。

また、散乱または回折用の網目状の部材が、この紫外線照射器２と電極８１との間に設けられる場合には、電極８１の開口率はこの網目状の部材の開口率よりも大きく設定されるとよい。これによっても、この網目状の部材を通過した紫外線を、より効果的に基板Ｗ１側へと通過させることができる。

変形例．
紫外線照射器２の筐体が金属で構成されている場合、当該筐体は接地されてもよい。この場合、Ｚ方向に見て、電極８１は石英ガラス板２１の露出面よりも小さくてもよい。

１ 基板保持手段（基板保持部）
２ 紫外線照射手段（紫外線照射器）
８ 静電場形成手段（静電場形成部）
１０ 基板処理装置
２２，２３ 第２電極（電極）
８１ 第１電極（電極）
８２ 直流電源
８３ スイッチ
４１，４２ 気体供給手段（気体供給部）
１２０ 基板通過部

Claims (14)

1. 帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う基板処理装置であって、
   基板を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段によって保持された基板と、空間を隔てて対向するように配置されており、当該基板へと紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   電場を前記空間に形成して、当該基板から放出された電子を当該基板から遠ざける静電場形成手段と
   を備える、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、
   前記静電場形成手段は、
   前記基板保持手段によって保持された基板に対して前記紫外線照射手段側に配置されている第１電極と、
   前記基板保持手段よりも高い電位を前記第１電極へと与える直流電源と
   を備える、基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記基板保持手段は接地されている、基板処理装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板処理装置であって、
   前記第１電極と前記直流電源との間の電気的な接続／非接続を切り替えるスイッチを更に備える、基板処理装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
   前記第１電極は、前記基板保持手段によって保持された基板と、前記紫外線照射手段との間に配置されており、当該基板と向かい合う、基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
   前記第１電極は、直線状、網目状または円周状の形状を有する、基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置であって、
   前記紫外線照射手段は、前記紫外線照射手段および前記基板保持手段が並ぶ方向において互いに向かい合って配置されて、紫外線を発生させるための一対の第２電極を有し、
   一対の第２電極のうち前記基板保持手段側の第２電極は、紫外線を通過させるための網目状の形状を有し、
   前記第１電極は網目状の形状を有し、
   前記第１電極の開口率は、前記基板保持手段側の前記第２電極の開口率よりも大きい、基板処理装置。
8. 請求項２から請求項７のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
   前記第１電極は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、又はそれらの合金によって形成されている、基板処理装置。
9. 請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
   前記第１電極は透明電極であって、前記基板保持手段によって保持された基板と、前記紫外線照射手段との間に配置されている、基板処理装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持手段によって保持された基板と前記紫外線照射手段との間の前記空間に不活性ガスを供給する気体供給手段を更に備える、基板処理装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
    基板の周囲の気圧を減圧する排気部を備える、基板処理装置。
12. 基板を収容する収容保持部と、
    基板に対して処理を施すための基板処理部と
    前記収容保持部と前記基板処理部との間に位置し、前記収容保持部と前記基板処理部との間を往復する基板が経由する基板通過部と
    を備え、
    前記基板通過部には、請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載の基板処理装置が設けられている、基板処理システム。
13. 帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う基板処理方法であって、
    基板を基板保持手段に配置する第１工程と、
    前記基板保持手段によって保持された基板に対して、空間を隔てて対向するように配置された紫外線照射手段が、当該基板へと紫外線を照射する第２工程と、
    静電場形成手段が、電場を前記空間に形成して、当該基板から放出された電子を当該基板から遠ざける第３工程と
    を備える、基板処理方法。
14. 請求項１３に記載の基板処理方法であって、
    前記第３工程は、前記第２工程よりも前から実行される、基板処理方法。

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