JP2020184590A

JP2020184590A - 基板処理装置、チャック部材

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Publication number: JP2020184590A
Application number: JP2019088787A
Authority: JP
Inventors: 利仁森岡; Toshihito Morioka
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: JP7324043B2

Abstract

【課題】基板の電位分布の平坦性を阻害しにくい基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、基板Ｗを水平に配置して保持するスピンチャック５と、スピンチャック５を鉛直方向に伸びる基板回転軸Ａ１を中心に回転させるスピン軸１４およびスピンモータ１５と、基板Ｗの主面に処理液を供給する処理液供給機構６とを備える。スピンチャック５は、基板Ｗの周縁を把持するチャックピン１２１，１２３，１２５を有し、チャックピン１２１，１２３，１２５は、少なくとも周縁と接触する位置において、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、複合材料の体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ以上１０６Ω・ｃｍ以下である。【選択図】図１

Description

この発明は、基板を保持する技術に関する。保持の対象となる基板には、例えば、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。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置や、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置が用いられる。一般的な枚葉型処理装置では、処理室内において１枚の基板が水平に保持され、処理の内容に応じて基板の回転や、基板への処理液（薬液やリンス液）が供給される。

枚葉型処理装置は、例えば回転軸まわりに回転するスピンベース上に、回転方向に沿って複数のチャックピンを備えている場合がある。この枚葉型処理装置では、チャックピンが基板の周縁を挟むことにより、基板が保持される。

例えば、特許文献１および特許文献２では、スピンベース上に設けられた複数のチャックピンを用いて基板が保持される技術が例示される。特許文献３では基板の静電気を除去する技術が例示される。

特許文献１および特許文献２では、チャックピンが導電性部材を有する場合が例示される。例えば導電性部材の材料は合成樹脂と炭素とを含む。

特開２０１４−２４１３９０号公報特開２０１７−２２８５８２号公報国際公開第２００５／１０９４８９号

チャックピンの導電性が低いと基板の静電気を除去あるいは抑制する効果が低い。チャックピンの導電性が高いと、基板とチャックピンとが接触する位置において他の位置と比較して迅速に、静電気が除去あるいは抑制される。かかる事象は基板の電位分布の平坦性を阻害し、以て基板における局所的な電界を強めてしまう。かかる局所的な電界は基板上の異物の移動を大きくし、基板に形成されるパターンを変形させる可能性を高める。

そこで、本発明は、基板の電位分布の平坦性を阻害しにくい基板処理装置を提供することを目的の一つとする。

上記の課題を解決するため、第１態様は、基板を水平に配置して保持する基板保持機構と、前記基板保持機構を鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転させる回転機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給機構とを備える基板処理装置である。前記基板保持機構は、前記基板の周縁を把持する機能を有する第１のチャック部材を複数有する。前記第１のチャック部材は、少なくとも前記周縁と接触する位置において、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、前記複合材料の体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下である。

第２態様は、第１態様の基板処理装置であって、前記炭素は粒形であって、前記複合材料の内部で前記合成樹脂に対して均質に混合されている。

第３態様は、第１態様または第２態様の基板処理装置であって、前記基板保持機構は、前記周縁を把持する機能を有する絶縁性の第２のチャック部材を複数有する。前記基板は前記第１のチャック部材によって保持される前に、前記第２のチャック部材によって保持される。

第４態様は、第３態様の基板処理装置であって、前記処理液供給機構は、前記基板が前記第２のチャック部材によって保持されるときに、前記主面へ前記処理液を供給する。

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記処理液は前記主面を除電処理する除電液である。

第６態様は、第５態様の基板処理装置であって、前記除電液は、前記主面において前記第１のチャック部材による保持される複数の位置同士の間に供給される。

第７態様は、処理液が供給される主面を有する基板を水平に配置して保持する基板保持機構に採用され、前記基板の周縁を把持する機能を有するチャック部材であって、少なくとも前記周縁と接触する位置において、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、前記複合材料の体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下である。

第１態様から第６態様の基板処理装置および第７態様のチャック部材によると、基板の電位分布の平坦性が阻害されにくい。

第２態様の基板処理装置によると基板と第１のチャック部材との接触によってチャック部材が削れた場合にも、第１のチャック部材の体積抵抗率は維持され易い。

第３態様の基板処理装置によると、基板から第２のチャック部材への静電気の移動が抑制される。

第４態様の基板処理装置によると、静電気の移動が抑制された状態で処理液が供給されることで、静電気の移動による電界の局所的な強まりが抑制され、基板上の異物の移動を小さくし、以て基板に形成されるパターンを変形させる可能性が低下する。

第５態様の基板処理装置によると、基板が第１のチャック部材によって保持されても、静電気の移動による電界の局所的な強まりが抑制される。

第６態様の基板処理装置によると、基板における電界が効果的に抑制される。

実施形態の基板処理装置の構成を例示する概略全体図である。実施形態のスピンチャックを例示する平面図である。実施形態のチャックピンを例示する平面図である。実施形態のチャックピンを例示する断面図である。実施形態の動作を例示するフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態が説明される。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

＜１．実施形態の構成＞
図１は、実施形態の基板処理装置１の構成を例示する概略全体図である。図２は、実施形態のスピンチャック５を例示する平面図である。

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、処理ユニット２と、制御装置３とを含む。処理ユニット２は複数設けられ、処理ユニット２の各々は基板Ｗに処理液を供給する。処理液は後述する薬液およびリンス液を含む概念である。制御装置３は基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する。

処理ユニット２の各々は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式のユニットである。処理ユニット２の各々は、チャンバー４と、スピンチャック５と、処理液供給機構６と、カップ７とを含む。

チャンバー４は箱形であって内部空間を有する。スピンチャック５はチャンバー４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持する基板保持機構として機能する。スピンチャック５は鉛直な線である基板回転軸Ａ１まわりに基板Ｗを回転させる。基板回転軸Ａ１は例えば基板Ｗの中心を通る。処理液供給機構６はスピンチャック５に保持された基板Ｗの処理の対象となる表面（主面）に処理液を供給する。カップ７は筒状であって、基板回転軸Ａ１まわりにスピンチャック５を取り囲む。

チャンバー４は、隔壁８と、ＦＦＵ（ファンフィルターユニット）９と、排気ダクト１０とを含む。隔壁８は箱形であってスピンチャック５等を収容する。ＦＦＵ９は基板処理装置１の天井からチャンバー４内に下向きにクリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送る送風ユニットである。ＦＦＵ９は隔壁８の上方に位置し、隔壁８の上方から隔壁８内にクリーンエアーを送る。

排気ダクト１０はカップ７の下部からチャンバー４内の気体を排出する。排気ダクト１０は、カップ７の底部に接続されており、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排気設備（図示省略）に向けてチャンバー４内の気体を案内する。したがって、チャンバー４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ９および排気ダクト１０によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバー４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。

スピンチャック５は、スピンベース１１と、複数のチャックピン１２と、チャック開閉機構１３とを含む。スピンベース１１は円板状であって水平な姿勢で保持される。複数のチャックピン１２はスピンベース１１の上面（鉛直方向の上方に露出する面）の外周の部位から上方に突出する。チャック開閉機構１３は複数のチャックピン１２を開閉させる。

図２において複数のチャックピン１２としてチャックピン１２１〜１２６が例示される。例えばチャックピン１２１〜１２６はスピンベース１１において基板回転軸Ａ１まわりにπ／３［ｒａｄ］（＝６０度）毎に配置される。

基板処理装置１は、スピン軸１４とスピンモータ１５とを備える。スピン軸１４はスピンベース１１の中央部から鉛直下方に延びる。スピンモータ１５はスピン軸１４を回転させ、ひいてはスピンベース１１およびチャックピン１２を基板回転軸Ａ１まわり、例えば鉛直下方に沿って見て反時計回りの方向Ｒｄｒに回転させる。スピンモータ１５およびスピン軸１４は、スピンチャック５を鉛直方向に延びる基板回転軸Ａ１を中心に回転する回転機構として機能する。

スピンベース１１の外径は、基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース１１の中心線は、基板回転軸Ａ１上に位置する。複数のチャックピン１２は、スピンベース１１の外周部でスピンベース１１に保持されている。複数のチャックピン１２は、周方向（基板回転軸Ａ１まわりの方向）に間隔を空けて位置する。チャックピン１２の各々は、基板Ｗの周縁に接触する。

これにより、基板Ｗの下面とスピンベース１１の上面とが上下方向に離れた状態で、基板Ｗが水平に保持される。チャックピン１２は、基板Ｗの周縁を把持することで基板Ｗをスピンベース１１から上側に離間させて把持するチャック部材として機能する。つまりチャックピン１２は基板Ｗの周縁を把持する機能を有するチャック部材であるといえる。

複数のチャックピン１２によって基板Ｗが挟まれた状態でスピンモータ１５がスピン軸１４を回転させることにより、基板Ｗはスピンベース１１およびチャックピン１２と共に基板回転軸Ａ１まわりに回転する。

処理液供給機構６は、薬液ノズル３４と、上薬液配管３５と、上薬液バルブ３６とを含む。薬液ノズル３４は基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する上面ノズルとして機能する。上薬液配管３５は薬液ノズル３４に接続される。上薬液バルブ３６は上薬液配管３５に介装される。

上薬液バルブ３６が開かれると、上薬液配管３５から薬液ノズル３４に供給された薬液が、薬液ノズル３４から下方に吐出される。上薬液バルブ３６が閉じられると、薬液ノズル３４からの薬液の吐出が停止される。

薬液ノズル３４に供給される薬液の一例は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、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うちの少なくとも一つを含む液体である。

薬液ノズル３４は、基板Ｗの上面に対する薬液の着液位置が中央部と周縁との間で移動するように移動しながら薬液を吐出するスキャンノズルとして機能する。

処理ユニット２は薬液ノズル移動装置３７を含む。薬液ノズル移動装置３７は薬液ノズル３４を移動させることにより、薬液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。

薬液ノズル移動装置３７は、薬液ノズル３４から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、薬液ノズル３４がスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間で薬液ノズル３４を移動させる。

処理液供給機構６は、リンス液ノズル３８と、上リンス液配管３９と、上リンス液バルブ４０とを含む。リンス液ノズル３８は、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出する上面ノズルとして機能する。上リンス液配管３９はリンス液ノズル３８に接続される。上リンス液バルブ４０は上リンス液配管３９に介装される。

上リンス液バルブ４０が開かれると、上リンス液配管３９からリンス液ノズル３８に供給されたリンス液が、リンス液ノズル３８から下方に吐出される。上リンス液バルブ４０が閉じられると、リンス液ノズル３８からのリンス液の吐出が停止される。

リンス液ノズル３８に供給されるリンス液は、純水（脱イオン水：Deionized Water）である。リンス液ノズル３８に供給されるリンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、）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。

リンス液として、あるいはリンス液に代えて、静電気の除去あるいは抑制（本実施形態で「除電」と称す）を効果とする除電液が採用されてもよい。除電液には例えば炭酸水が採用されてもよい。リンス液に除電液を採用する場合、リンス液ノズル３８と、上リンス液配管３９と、上リンス液バルブ４０は除電液供給機構を構成するといえる。

リンス液ノズル３８は、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置が中央部と周縁との間で移動するように移動しながら処理リンス液を吐出するスキャンノズルとして機能する。

処理ユニット２はリンス液ノズル移動装置４１を含む。リンス液ノズル移動装置４１は、リンス液ノズル３８を移動させることにより、リンス液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。

リンス液ノズル移動装置４１は、リンス液ノズル３８を移動させることにより、リンス液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。

リンス液ノズル移動装置４１は、リンス液ノズル３８から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、リンス液ノズル３８がスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間でリンス液ノズル３８を移動させる。

処理液供給機構６は、下面ノズル４２と、下薬液配管４３と、下薬液バルブ４４と、下リンス液配管４５と、下リンス液バルブ４６とを含む。下面ノズル４２は基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する。下薬液配管４３は下面ノズル４２に接続される。下薬液バルブ４４は下薬液配管４３に介装される。下リンス液配管４５は下面ノズル４２に接続される。下リンス液バルブ４６は下リンス液配管４５に介装される。

下面ノズル４２は、基板Ｗとスピンベース１１との間に処理液を供給する処理液供給部の一例である。下面ノズル４２は、スピンベース１１の上面の中央部から上方に突出する。基板Ｗが支持位置でスピンチャック５に保持されている状態（本実施形態で「支持状態」と称す）または把持位置でスピンチャック５に保持されている状態（本実施形態で「把持状態」と称す：「支持状態」と「把持状態」とを纏めて「保持状態」とも称す）では、下面ノズル４２の吐出口はスピンベース１１の上面と基板Ｗの下面との間に位置し、上下方向において基板Ｗの下面の中央部に対向する。

保持状態で下薬液バルブ４４が開かれると、下面ノズル４２から上方に吐出された薬液が基板Ｗの下面中央部に供給される。保持状態で下リンス液バルブ４６が開かれると、下面ノズル４２から上方に吐出されたリンス液が、基板Ｗの下面中央部に供給される。

下面ノズル４２が、基板Ｗの下面の中央部に向けて処理液を吐出するように構成されることは必須ではない。例えば、下面ノズル４２は、スピンベース１１の中央から外側へ向かう方向、あるいは、その外側へ向かう方向と基板Ｗの下面に向かう方向との合成方向に処理液を吐出するように構成され得る。下面ノズル４２は、回転する基板Ｗの下面に処理液が接するように、基板Ｗとスピンベース１１との間に処理液を供給するように構成され得る。

カップ７は、保持状態にある基板Ｗよりも外方（基板回転軸Ａ１から離れる方向）に位置する。カップ７は、外壁４７と、複数の処理液カップと、複数のガードと、ガード昇降装置５５とを含む。

外壁４７は筒状であってスピンチャック５を取り囲む。複数の処理液カップは第１処理液カップ４８、第２処理液カップ４９、第３処理液カップ５０を含む。第１処理液カップ４８、第２処理液カップ４９、第３処理液カップ５０は、いずれもスピンチャック５と外壁４７との間でスピンチャック５を囲む。

第１処理液カップ４８は第２処理液カップ４９よりもスピンチャック５に近く位置する。第２処理液カップ４９は、第１処理液カップ４８よりも外方に位置する。第３処理液カップ５０は、第２処理液カップ４９よりも外方に位置する。

複数のガードは基板Ｗの周囲に飛散した処理液を受け止める。複数のガードはスピンチャック５と外壁４７との間でスピンチャック５を取り囲む。複数のガードは第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４を含む。

第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４はガード昇降装置５５の制御により駆動され、独立して任意に昇降する。かかる昇降により、使用された処理液は、例えばその種類に応じて、第１処理液カップ４８、第２処理液カップ４９、第３処理液カップ５０に導かれる。ガード昇降装置５５は第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４を、互いに独立して昇降させる。第３処理液カップ５０は第２ガード５２と共に昇降する。第３処理液カップ５０は例えば第２ガード５２と一体である。

第１処理液カップ４８、第２処理液カップ４９、第３処理液カップ５０のいずれもが、上向きに開いた環状の溝を形成する。第１処理液カップ４８、第２処理液カップ４９、第３処理液カップ５０に導かれた処理液は、これらの溝を通じて図示しない回収装置または廃液装置に送られる。

第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４のいずれもが、傾斜部５６と案内部５７とを含む。傾斜部５６は円筒状であり下方から上方に向かうに連れて内方へ向かう。案内部５７は円筒状であり傾斜部５６の下端から下方に延びる。４つの傾斜部５６は上下に重なって位置する。４つの案内部５７は、同軸的に位置する。

第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４の上端部は、それぞれの傾斜部５６の上端部で構成される。これらの上端部は基板Ｗおよびスピンベース１１よりも大きな直径を有する。

第１ガード５１の案内部５７は第１処理液カップ４８内に、第２ガード５２の案内部５７は第２処理液カップ４９内に、第３ガード５３の案内部５７は第３処理液カップ５０内に、それぞれ出入り可能である。

ガード昇降装置５５が第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４の少なくとも一つを昇降させることにより、カップ７の展開および折り畳みが可能である。

ガード昇降装置５５は、第１ガード５１の上端が基板Ｗより上方に位置する上位置と、第１ガード５１の上端が基板Ｗより下方に位置する下位置との間で第１ガード５１を昇降させ、上位置と下位置との間の任意の位置で第１ガード５１を保持する機能を有する。ガード昇降装置５５は、第２ガード５２、第３ガード５３、第４ガード５４を同様に昇降させ、保持する機能を有する。

基板Ｗへの処理液の供給および基板Ｗの乾燥は、複数のガードが、基板Ｗの周縁面に対向している状態で行われる。たとえば第３ガード５３を基板Ｗの周縁面に対向させる場合には、第１ガード５１および第２ガード５２が下位置に配置され、第３ガード５３および第４ガード５４が上位置に配置される。また、最も外側の第４ガード５４を基板Ｗの周縁面に対向させる場合には、第４ガード５４が上位置に配置され、第１ガード５１、第２ガード５２、第３ガード５３が下位置に配置される。

＜チャックピン１２＞
次に、チャックピン１２の詳細な構成が説明される。図３は、実施形態のチャックピン１２を例示する平面図である。図４は、実施形態のチャックピン１２を例示する断面図であり、図３の位置ＣＣにおける断面を示す。図３および図４において、鎖線Ｗ１はチャックピン１２が第１位置に位置しているときの基板Ｗの輪郭を示す。鎖線Ｗ２はチャックピン１２が第２位置に位置しているときの基板Ｗの輪郭を示す。第１位置はチャックピン１２が開となる位置であり、第２位置はチャックピン１２が閉となる位置であるといえる。

基板Ｗは、チャックピン１２が第１位置に位置しているときに支持状態にある。基板Ｗは、チャックピン１２が第２位置に位置しているときに把持状態にある。

チャックピン１２は、台座部１６とチャック部１７とを備えている。チャック部１７は、基板把持部１８と基板支持部１９とを含む。台座部１６は、スピンベース１１の上面に設けられる。基板把持部１８および基板支持部１９は、台座部１６の上面に設けられる。

基板支持部１９は、基板把持部１８よりも基板回転軸Ａ１側に設けられている。台座部１６は、チャック開閉機構１３によって、チャック部１７とともに、基板回転軸Ａ１と平行な線であるピン回転軸Ａ２まわりに回転する。

基板把持部１８は、基板支持部１９と反対側に開口する把持溝１８ｃを有する。把持状態の基板Ｗはその周縁面が把持溝１８ｃにおいて把持される。把持溝１８ｃは基板Ｗの周縁面に下方から接触する下面１８ａと、基板Ｗの周縁面に上方から接触する上面１８ｂとを有する。下面１８ａは基板支持部１９から離れるにつれて上昇する傾斜を有する。上面１８ｂは基板支持部１９から離れるにつれて下降する傾斜を有する。

基板支持部１９の上面１９ａは、支持状態の基板Ｗの下面周縁を支持する。上面１９ａは基板把持部１８に向うにつれて上昇する傾斜を有する。上面１９ａは下面１８ａよりも下方に位置する。

チャックピン１２の各々は、第１位置と第２位置との間で、スピンベース１１に対してピン回転軸Ａ２まわりに回転可能である。チャック開閉機構１３は、第１位置と第２位置との間で各チャックピン１２をピン回転軸Ａ２まわりに回転させる。制御装置３は、チャック開閉機構１３を制御することにより、チャックピン１２のそれぞれを第１位置と第２位置との間で移動させ、基板Ｗを支持状態にしたり、保持状態にしたりする。

例えば鉛直下方に沿って見て反時計回りの方向Ｄｒ１にチャックピン１２を回転させることにより、チャックピン１２は第２位置から第１位置へ移動する。例えば鉛直下方に沿って見て時計回りの方向Ｄｒ２にチャックピン１２を回転させることにより、チャックピン１２は第１位置から第２位置へ移動する。

基板Ｗがスピンチャック５に搬入されるときには、制御装置３は、チャックピン１２のそれぞれを第１位置に退避させる。制御装置３は、この状態で、搬送ロボット（図示省略）に基板Ｗを複数のチャックピン１２に載置させる。これにより、基板支持部１９のそれぞれにおける上面１９ａが、基板Ｗの下面周縁に接触し、基板Ｗが、スピンベース１１の上面よりも上方の支持位置で水平な姿勢で支持される（図２および図３の鎖線Ｗ１参照）。

台座部１６の上面における、チャック部１７よりも基板回転軸Ａ１側の位置に、基板支持部２２が設けられる。基板支持部２２は基部２３と、突起部２４とを含む。基部２３は台座部１６の上面に設けられる。突起部２４は基部２３の上面中央部に設けられ、基部２３から台座部１６とは反対側に、基板回転軸Ａ１と平行に突起する。

例えば突起部２４は棒状を呈し、その上面は基部２３の上面よりも狭い（面積が小さい）。突起部２４の上面を平坦な水平面とし、かつその高さは上面１９ａと略同じにすることができる。かかる形状は、基板Ｗがスピンチャック５に搬入されたときに、基板Ｗを上面１９ａのみならず、突起部２４の上面によって支持する観点で有利である。

ピン回転軸Ａ２は、突起部２４の水平方向の中心と一致するように設定される。チャックピン１２は、突起部２４を中心として回転することによって、第１位置と第２位置との間を移動する。

基板Ｗが基板支持部１９に載置された後、制御装置３は、各チャックピン１２を第１位置から第２位置に移動させる。突起部２４によっても基板Ｗが支持される場合には、チャックピン１２が第２位置から第１位置へ移動する際、基板Ｗの下面は、突起部２４の上面と摺接する。

突起部２４が基部２３よりも小径であるので、基板Ｗの下面が他の部材と摺接する範囲を小さくできる。また、突起部２４自体はピン回転軸Ａ２まわりに回転するだけであるので、基板Ｗの下面における突起部２４と摺接する領域を最小限に抑えることができる。基板支持部２２を設けることは必須ではなく、省略することも可能である。

チャックピン１２の各々が第１位置から第２位置に向かって移動すると、基板把持部１８が基板Ｗの周縁面に近づき、基板Ｗの周縁が把持溝１８ｃに当接する。これにより基板Ｗは、支持位置よりも上方の把持位置で水平な姿勢で把持される。

基板Ｗを除電するために、少なくとも把持状態にある基板Ｗと接触する把持溝１８ｃの表面およびそこから基板把持部１８の内部へ向う深さ方向の近傍において、所定の導電性が要求される。かかる要求に応えるために、基板把持部１８の材料は、所定の体積抵抗率を有する複合材料である。

複合材料の具体例は、合成樹脂と炭素とを含む材料である。例えば複合材料は炭素材料が内部に分散した合成樹脂材料によって構成される。複合材料に含まれる炭素は、炭素繊維（カーボンファイバー）であってもよいし、炭素の粉末または粒子であってもよい。複合材料に含まれる合成樹脂の具体例は、ＰＦＡ（tetrafluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＣＴＦＥ（Poly Chloro Tri Furuoro Ethylene）、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）である。これらの合成樹脂はいずれも、基板Ｗよりも軟らかく、把持される基板Ｗが受ける損傷は小さい。これらの合成樹脂はいずれも耐薬品性を有しており、処理液によって受ける損傷は小さい。

複合材料に採用される炭素としては、カーボンナノチューブやフラーレンで例示される炭素繊維のように体積抵抗率を調整する容易さの観点を持ち合わせる材料を用いて、合成樹脂に対して均質に混合されていることが望ましい。より望ましくは当該炭素は粒形であって合成樹脂に対して均質に混合されていることが望ましい。基板Ｗと基板把持部１８との接触によって下面１８ａおよび上面１８ｂの少なくともいずれか一方が削れた場合にも、削れる前の下面１８ａおよび上面１８ｂにおいて炭素が分散する比率が変動しにくく、残置する下面１８ａおよび上面１８ｂの体積抵抗率も維持され易いからである。

チャックピン１２の導電性が低いと基板Ｗを除電する効果が低い。チャックピン１２の導電性が高いと、基板Ｗはチャックピン１２とが接触する位置（把持溝１８ｃ）において他の位置と比較して迅速に除電される。

かかる事象は基板Ｗの電位分布の平坦性を阻害し、以て基板Ｗにおける局所的な電界を強めてしまう。かかる局所的な電界は基板Ｗ上の異物、例えば下面１８ａおよび上面１８ｂから研削された粒子の移動を大きくする。かかる異物の移動は、基板Ｗに形成されるパターンを変形させる可能性を高める。

よって基板Ｗの電位分布の平坦性が阻害されにくいためには、下面１８ａおよび上面１８ｂおよびその深さ方向の近傍において体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。換言すればかかる体積抵抗率についての特徴は、基板Ｗの主面における電位分布の平坦性を阻害しにくいという効果を招来する。かかる特徴を有するチャックピン１２を採用することで、基板Ｗの主面における電位分布の平坦性を阻害しにくい基板処理装置１が提供される。

チャックピン１２は、処理液が供給される主面を有する基板Ｗを水平に配置して保持する基板保持機構たるスピンチャック５に採用され、基板Ｗの周縁を把持する機能を有するチャック部材であるといえる。チャックピン１２は少なくとも基板Ｗの周縁と接触する位置、上述の例では把持溝１８ｃにおいて、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、当該複合材料の体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下である。

但し、チャックピン１２の全てについて下面１８ａおよび上面１８ｂおよびその深さ方向の近傍において体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下である必要はない。たとえばチャックピン１２１，１２３，１２５が上述の体積抵抗率を有し、チャックピン１２２，１２４，１２６が絶縁性を有してもよい。

この場合には、例えばチャックピン１２１，１２３，１２５を用いずにチャックピン１２２，１２４，１２６を用いて基板Ｗを把持した状態で除電処理が行われる。当該除電処理は、処理液として除電液が採用されて実現される。

除電処理が終わってからチャックピン１２１，１２３，１２５と共にチャックピン１２２，１２４，１２６を用いて基板Ｗを把持し、更にチャックピン１２２，１２４，１２６を用いずにチャックピン１２１，１２３，１２５を用いて基板Ｗを把持する。

チャックピン１２１，１２３，１２５は上述の体積抵抗率を有する第１のチャック部材として機能し、チャックピン１２２，１２４，１２６は絶縁性の第２のチャック部材として機能する。

上述の処理は、下記第１、第２、および第３の工程として説明できる。第１の工程は、基板Ｗがチャックピン１２１，１２３，１２５によって保持される前にチャックピン１２２，１２４，１２６によって保持される工程である。このときに基板Ｗを保持するチャックピン１２２，１２４，１２６は絶縁性を有するので、基板Ｗからチャックピン１２２，１２４，１２６への静電気の移動が抑制される。

第２の工程は、基板Ｗがチャックピン１２２，１２４，１２６によって保持されるときに、基板Ｗの主面へ処理液が供給される工程である。静電気の移動が抑制された状態で処理液が供給されることで、静電気の移動による電界の局所的な強まりが抑制され、基板Ｗ上の異物の移動を小さくし、以て基板Ｗに形成されるパターンを変形させる可能性を低下させる。

かかる処理液が基板Ｗの主面を除電処理する除電液であれば、除電液が供給された後に基板Ｗがチャックピン１２１，１２３，１２５によって保持されるときには基板Ｗの主面が除電されている。よって基板Ｗがチャックピン１２１，１２３，１２５によって保持されても、静電気の移動による電界の局所的な強まりは抑制される。

チャックピン１２１，１２３，１２５によって静電気が移動することに鑑みれば、主面においてチャックピン１２１，１２３，１２５によって保持される複数の位置（以下「保持位置」と仮称）同士の間の位置（以下「ピン間位置」と仮称）に除電液が供給されることが望ましい。ピン間位置と保持位置との間で最も大きな電位差が発生するように静電気が分布する傾向があるので、ピン間位置の静電気を除去することで基板Ｗにおける電界を効果的に抑制するからである。チャックピン１２の全てが第１のチャック部材として機能する場合にも同様である。図２ではチャックピン１２の全てが第１のチャック部材として機能する場合のピン間位置を領域αで例示した。領域αは必ずしも図示されるような形状に限定されはしない。

＜２．基板処理の流れ＞
図５は、実施形態の動作を例示するフローチャートであり、処理ユニット２による基板処理の一例を示す。以下ではリンス液と除電液とが兼用される場合を例にとって説明する。例えば炭酸水をリンス液と除電液とに兼用することができる。

当該基板処理ではチャンバー４の内部に基板Ｗが搬入される（ステップＳ１；基板Ｗの搬入）。具体的には、制御装置３は、薬液ノズル３４およびリンス液ノズル３８がスピンチャック５の上方から退避している状態で、不図示の搬送機構を用いて基板Ｗを、その主面を上方に向けて、スピンチャック５へ搬送する。

その後、制御装置３は、スピンモータ１５によって基板Ｗの回転を開始させる（ステップＳ２：基板Ｗの回転工程）。基板Ｗは予め定める処理液の供給に際して好適な速度（以下「液処理速度」と仮称：１０〜１５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば３００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。

基板Ｗの回転速度が液処理速度に達した後、制御装置３は、除電液を基板Ｗの上面に供給する（ステップＳ３：除電液供給工程）。ここではリンス液が除電液と兼用されるので、除電液供給工程は、例えばリンス液ノズル３８がリンス液ノズル移動装置４１によってスピンチャック５の上方へ移動する工程と、この移動が終了してから上リンス液バルブ４０が開いて除電液がリンス液ノズル３８から吐出される工程とを含む。かかる移動と吐出とは、制御装置３によって制御される。

除電液は基板Ｗの上面中央部に設定される領域に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液した除電液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁に向けて流れる。除電液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、上リンス液バルブ４０を閉じて、リンス液ノズル３８からの除電液の吐出を停止させる。ステップＳ３は、リンス液ノズル移動装置４１がリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方から待避させる工程を更に含んでもよい。

次いで、薬液が基板Ｗの上面に供給される（ステップＳ４：薬液供給工程）。薬液供給工程は、例えば薬液ノズル３４が薬液ノズル移動装置３７によってスピンチャック５の上方へ移動する工程と、この移動が終了してから上薬液バルブ３６が開いて薬液が薬液ノズル３４から吐出される工程とを含む。かかる移動と吐出とは、制御装置３によって制御される。

薬液は基板Ｗの上面中央部の領域に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液した薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁に向けて流れる。薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、上薬液バルブ３６を閉じて、薬液ノズル３４からの薬液の吐出を停止させる。薬液供給工程は、薬液ノズル移動装置３７が薬液ノズル３４をスピンチャック５の上方から待避させる工程を更に含んでもよい。

次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（ステップＳ５）が行われる。除電液供給工程と同様にして、制御装置３は上リンス液バルブ４０を開いてリンス液をリンス液ノズル３８から吐出させる。除電液供給工程においてリンス液ノズル移動装置４１がリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方から待避させていた場合のリンス工程は、リンス液ノズル移動装置４１がリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方へ移動する工程と、この移動が終了してからリンス液をリンス液ノズル３８から吐出させる工程とを含む。

リンス液は基板Ｗの上面中央部に設定される領域に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁に向けて流れる。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、上リンス液バルブ４０を閉じて、リンス液ノズル３８からのリンス液の吐出を停止させる。リンス工程は、リンス液ノズル移動装置４１がリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方から待避させる工程を更に含んでもよい。

次いで、スピンドライ工程（ステップＳ７）では、基板Ｗを液処理速度よりも高速の乾燥速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗが加速され、乾燥速度で基板Ｗが回転する。制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、基板Ｗの回転速度を乾燥速度まで上昇させる。

これにより基板Ｗ上には除電液供給工程（ステップＳ３）、薬液供給工程（ステップＳ４）、リンス工程（ステップＳ５）が実行されるときよりも大きな遠心力が加わる。かかる遠心力は、基板Ｗに付着している処理液を基板Ｗの周囲に振り切る。このようにして、基板Ｗから処理液が除去され、基板Ｗが乾燥する。スピンドライ工程は、薬液ノズル移動装置３７が薬液ノズル３４をスピンチャック５の上方から待避させる工程を更に含んでもよい。スピンドライ工程は、リンス液ノズル移動装置４１がリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方から待避させる工程を更に含んでもよい。

そして、基板Ｗの乾燥回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１５を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ７：基板Ｗの回転停止）。

次いで、チャンバー４内から基板Ｗが搬出される（ステップＳ８：基板Ｗの搬出）。具体的には、制御装置３は不図示の搬送機構を用いて、スピンチャック５からチャンバー４の外部へ基板Ｗを搬出する。

当該搬出に先立って、制御装置３は、薬液ノズル３４およびリンス液ノズル３８をスピンチャック５の上方から待避させる。かかる待避は薬液供給工程（ステップＳ４）、リンス工程（ステップＳ５）、スピンドライ工程（ステップＳ７）のいずれにおいて行われてもよい。

＜３．変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

薬液供給工程（ステップＳ４）において、制御装置３が、薬液ノズル移動装置３７を制御して、薬液ノズル３４を、基板Ｗの上面において周縁位置と中央位置との間で移動するようにしてもよい。

スピンドライ工程（ステップＳ７）において、基板Ｗの上面に低湿度の除湿気体が供給されてもよい。これはスピンドライ工程において、基板Ｗの上面を良好に乾燥させる観点で有利である。

基板Ｗの除電には、気体、例えばガス状の二酸化炭素が採用されてもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１基板処理装置
５スピンチャック（基板保持機構）
６処理液供給機構
１２チャックピン（チャック部材）
１２１，１２３，１２５チャックピン（第１のチャック部材）
１２２，１２４，１２６チャックピン（第２のチャック部材）
１４スピン軸（回転機構）
１５スピンモータ（回転機構）
１８ｃ把持溝
Ａ１基板回転軸（回転軸）
Ｗ基板
α 領域（ピン間位置）

Claims

基板を水平に配置して保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構を鉛直方向に伸びる回転軸を中心に回転させる回転機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給機構と
を備える基板処理装置であって、
前記基板保持機構は、前記基板の周縁を把持する機能を有する第１のチャック部材を複数有し、
前記第１のチャック部材は、少なくとも前記周縁と接触する位置において、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、前記複合材料の体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。
前記炭素は粒形であって、前記複合材料の内部で前記合成樹脂に対して均質に混合されている、請求項１に記載の基板処理装置。
前記基板保持機構は、前記周縁を把持する機能を有する絶縁性の第２のチャック部材を複数有し、
前記基板は前記第１のチャック部材によって保持される前に、前記第２のチャック部材によって保持される、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
前記処理液供給機構は、前記基板が前記第２のチャック部材によって保持されるときに、前記主面へ前記処理液を供給する、請求項３に記載の基板処理装置。
前記処理液は前記主面を除電処理する除電液である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記除電液は、前記主面において前記第１のチャック部材による保持される複数の位置同士の間に供給される、請求項５に記載の基板処理装置。
処理液が供給される主面を有する基板を水平に配置して保持する基板保持機構に採用され、前記基板の周縁を把持する機能を有するチャック部材であって、
少なくとも前記周縁と接触する位置において、炭素と合成樹脂とを含む複合材料によって構成され、前記複合材料の体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上１０^６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするチャック部材。