JP4823036B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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、基板上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。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。

なお、特許文献１では、基板処理装置において、カップ部を帯電防止プラスチック材料にて形成することにより、基板の処理中にカップ部が帯電することを防止する手法が開示されている。また、特許文献２および３では、基板処理装置において、カップ部の内周面、または、複数のカップ部が同心状に設けられる場合における内側のカップ部の外周面に親水化処理を施すことにより、基板から飛散する処理液がカップ部にて跳ね返る等して基板に再付着することを抑制する技術が開示されている。
特開平１１−２８３９１４号公報 特開２００４−３５６２９９号公報 特開２００６−１４７６７２号公報

ところで、基板処理装置では、処理液として純水を用いる処理（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に導電性を有する処理液が供給されると、絶縁膜の絶縁性が破壊され、基板に付与される処理液と基板の本体との間にて絶縁膜を介して放電が生じてしまう。特許文献１のように、カップ部の全体を帯電防止プラスチック材料にて形成することも考えられるが、このような特殊な材料は高価であり、基板処理装置の製造コストが大幅に増大してしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板処理装置の製造コストを大幅に増大させることなく、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より、基板上にて放電が生じてしまうことを防止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、少なくとも純水を処理液として前記基板上に供給する処理液供給部と、本体が絶縁材料または半導電材料にて形成され、前記保持部の周囲を囲んで前記基板から飛散する処理液を受け止める周壁部を有するとともに、前記周壁部が内部に前記本体を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を有するカップ部とを備える。

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、前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の全周に設けられる。

請求項３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、前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の周方向に等間隔にて配置される３以上の要素部位の集合である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記比抵抗が小さい部位が、導電性樹脂または導電性カーボンである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の内部に保持される液体である。

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、前記カップ部と同様の構造であり、前記カップ部の内側かつ前記カップ部よりも前記処理液供給部から離れた位置に配置されたもう１つのカップ部をさらに備え、前記カップ部および前記もう１つのカップ部が前記保持部に対して前記基板の法線方向に相対移動可能とされる。

請求項７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、絶縁材料または半導電材料にて周壁部の全体が形成され、前記カップ部の内側かつ前記カップ部よりも前記処理液供給部から離れた位置に配置されたもう１つのカップ部をさらに備え、前記カップ部および前記もう１つのカップ部が前記保持部に対して前記基板の法線方向に相対移動可能とされる。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記比抵抗が小さい部位を電気的に接地する接地部をさらに備える。

本発明によれば、基板処理装置の製造コストを大幅に増大させることなく、純水が飛散する際に生じるカップ部の帯電電位を抑制することができ、これにより、基板の誘導帯電により基板上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

また、請求項２および３の発明では、カップ部の全周にて帯電電位を抑制することができ、請求項６の発明では、複数のカップ部を有する基板処理装置において、飛散する純水によるカップ部の帯電電位を確実に抑制することができる。

また、請求項７の発明では、複数のカップ部を有する基板処理装置において、純水が飛散する内側のカップ部の帯電電位を外側のカップ部により抑制することができ、請求項８の発明では、カップ部の帯電電位をさらに抑制することができる。

図１は、本発明の第１の関連技術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（例えば、酸化膜）が形成された半導体基板９（例えば、シリコン基板であり、以下、単に「基板９」という。）に処理液を供給してエッチング等の処理を行う装置である。

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基板９の上側の主面（以下、「上面」という。）に向けて洗浄液を吐出する処理液供給部３、基板保持部２の周囲を囲むカップ部４１、カップ部４１を図１中の上下方向に移動するシリンダ機構である昇降機構５、および、これらの構成を制御する制御部１０を備える。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（図３ないし図７、図９、図１２、図１３、並びに、図１５ないし図２４においても同様）。

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水平に保持するチャック２１、基板９をチャック２１と共に回転する回転機構２２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、モータ２２２が駆動されることにより、基板９の法線方向に平行かつ基板９の中心を通る中心軸Ｊ１を中心にシャフト２２１およびチャック２１と共に基板９が回転する。

処理液供給部３は、供給管３１に接続される吐出部３２を有する。供給管３１は吐出部３２とは反対側にて分岐しており、一方は純水用バルブ３３１を介して純水の供給源へと接続し、他方は薬液用バルブ３３２を介して所定の薬液の供給源へと接続する。処理液供給部３では、純水用バルブ３３１または薬液用バルブ３３２が開放されることにより、吐出部３２から純水または（希釈された）薬液である処理液が基板９上に供給される。なお、吐出部３２から吐出される薬液は水を含む液体であり、導電性を有している。

カップ部４１は、チャック２１の外周に配置されて基板９上に供給された処理液の周囲への飛散を防止する周壁部４１１を有し、周壁部４１１の上部は処理液供給部３側（上方）へと向かうに従って直径が小さくなる傾斜部４１２となっている。本関連技術では、周壁部４１１はテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂や塩化ビニル樹脂にて形成され、内周面４１１ａは撥水性（疎水性）を有し、外周面４１１ｂはプラズマ処理やオゾン処理等の親水化処理が施されることにより親水性を有している。なお、カップ部４１の材料によっては外周面４１１ｂの粗度を増大させることにより、親水性（濡れ性）が向上されてもよい。

周壁部４１１の下端部には、中心軸Ｊ１側へと突出してチャック２１の下方を覆う環状の底部４１３が取り付けられ、底部４１３には洗浄液を排出する排出口（図示省略）が設けられる。また、周壁部４１１の下端部には、底部４１３とは反対側に環状に広がるとともに先端が上方へと屈曲する補助排水部４１４が形成されており、後述するように周壁部４１１の外周面４１１ｂに付与される水は補助排水部４１４を介して排出される。補助排水部４１４は導電材料にて形成され、カップ部４１から離れた位置にて接地部６１により接地される。

次に、基板処理装置１が処理液を基板に供給して基板を処理する動作の流れについて図２を参照しつつ説明する。基板処理装置１では、実際に基板９に対して処理を行う前の準備として、不要な基板（いわゆる、ダミー基板）を用いて処理が行われる。まず、昇降機構５によりカップ部４１の上端部がチャック２１よりも下方に位置するまでカップ部４１を下降し、外部の搬送機構によりダミー基板がチャック２１上に載置され、基板保持部２にて保持される。

図３は基板保持部２にてダミー基板９ａが保持された直後の基板処理装置１を示す図である。ダミー基板９ａが保持されると、処理液供給部３において純水用バルブ３３１（図１参照）のみを開放することによりダミー基板９ａの上面上に純水が供給されるとともに、基板保持部２によるダミー基板９ａの回転が開始される。このとき、処理液供給部３から供給されて回転するダミー基板９ａから飛散する純水は、カップ部４１における傾斜部４１２の外周面４１１ｂに付着する。既述のように、外周面４１１ｂには親水化処理が施されており、傾斜部４１２へと付与される純水は外周面４１１ｂ上に保持されつつ外周面４１１ｂに沿って広がり、周壁部４１１の外周面４１１ｂに薄い水の層（すなわち、水の膜であり、図３中にて符号７１を付す太線にて示す。）が形成される（ステップＳ１０）。後述するように、カップ部の内周面に水または他の液体が保持される場合があるため、図２のステップＳ１０では、一般化した処理の内容を示している。

また、ダミー基板９ａから飛散する余剰な水は外周面４１１ｂに沿って補助排水部４１４まで到達して排出される。実際には、基板処理装置１の周囲は専用のカバーにより覆われていることにより、カップ部４１よりも外側へと飛散する純水が問題になることはない（後述の図４、図１３および図２０の基板処理装置１，１ａ，１ｂにおいて同様）。

このとき、外周面４１１ｂ上の水の層７１には空気中の二酸化炭素（ＣＯ_２）等が溶け込むことにより、水の層７１は絶縁材料にて形成される周壁部４１１に比べて十分に小さい比抵抗を有することとなる。すなわち、カップ部４１の外周面４１１ｂに導電性が生じた表面層が形成される。また、水の層７１は補助排水部４１４まで連続することにより、補助排水部４１４を介して接地部６１により実質的に電気的に接地される。

ダミー基板９ａを回転しつつ所定時間だけ純水が外周面４１１ｂに付与されると、図１の純水用バルブ３３１を閉じて純水の吐出が停止されるとともにダミー基板９ａの回転が停止される。そして、外部の搬送機構によりダミー基板９ａが取り出された後、処理対象の基板９がチャック２１上に載置されて基板保持部２にて保持される（すなわち、基板９がロードされる。）（ステップＳ１１）。続いて、カップ部４１が上昇してチャック２１がカップ部４１内に収容される。その後、基板保持部２による基板９の回転が開始されるとともに、処理液供給部３において純水用バルブ３３１のみを開放することにより基板９の上面上に純水が供給され、基板９の純水での前洗浄処理（プレリンス）が行われる（ステップＳ１２）。このとき、処理液供給部３から供給されて回転する基板９から飛散する純水は、カップ部４１の内周面４１１ａにて受け止められることにより、カップ部４１の内周面４１１ａにて摩擦帯電が生じるが、基板処理装置１では、導電性が生じた表面層である水の層７１（図３参照）により周壁部４１１の電荷容量（静電容量）が大きくなることにより、内周面４１１ａの（接地電位に対する）帯電電位の大きさは大幅には増大しない（すなわち、水の層７１が無い場合に比べて、カップ部４１の帯電電位が抑制される）。したがって、チャック２１上の基板９はほとんど誘導帯電しない。

続いて、処理液供給部３において純水用バルブ３３１が閉じられるとともに、薬液用バルブ３３２が開放されることにより、基板９の上面に付与される処理液が純水から薬液に切り替えられる（ステップＳ１３）。基板９への薬液の付与は所定時間だけ継続され、これにより、基板９に薬液を用いた処理が施されることとなる。なお、純水の供給時と同様に、処理液供給部３から供給されて回転する基板９から飛散する薬液は、カップ部４１の内周面４１１ａにて受け止められ、底部４１３における排出口から排出される。

基板９に薬液が所定時間だけ付与されると、薬液用バルブ３３２が閉じられるとともに、純水用バルブ３３１が開放されることにより、基板９の上面に付与される処理液が薬液から純水に切り替えられ、その後、昇降機構５によりカップ部４１の上端部（傾斜部４１２の端部）がチャック２１よりも下方へと下降して（図３参照）、純水による基板９の後洗浄が行われる（ステップＳ１４）。このとき、処理液供給部３から供給されて回転する基板９から飛散する純水は、周壁部４１１の傾斜部４１２における外周面４１１ｂへと付着する。このように、基板９の後洗浄にて処理液供給部３から純水が吐出される際に、カップ部４１の上端部を基板９の下方に配置することにより、基板９から飛散する純水がカップ部４１の外周面４１１ｂに容易に、かつ、効率よく付与される。したがって、仮に、カップ部４１の外周面４１１ｂの水の層７１が乾燥して部分的に消失した場合であっても、外周面４１１ｂに純水が補給されることにより、水の層７１が補修されることとなる。

純水による基板９の後洗浄が完了すると、純水の吐出が停止されるとともに基板９の回転が停止される。外部の搬送機構により基板９が取り出された後（すなわち、基板９がアンロードされた後）（ステップＳ１５）、次の処理対象の基板９がチャック２１上に載置されて基板保持部２にて保持される（ステップＳ１６，Ｓ１１）。そして、上記の動作と同様に、純水による基板９の前洗浄（ステップＳ１２）、薬液による基板９の処理（ステップＳ１３）、および、純水による基板９の後洗浄（ステップＳ１４）が行われる。このとき、基板処理装置１では、現在の基板９よりも先行して処理される先行基板９が基板保持部２に保持されている間に、カップ部４１の外周面４１１ｂに純水が付与されていることにより、カップ部４１の帯電電位を確実に抑制することが可能となる。基板９の後洗浄が完了すると、その後、基板９はアンロードされる（ステップＳ１５）。

所望の枚数の基板９に対して上記ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が繰り返されると（ステップＳ１６）、基板処理装置１における動作が完了する。

以上に説明したように、図１の枚葉式の基板処理装置１では、基板保持部２の周囲を囲むことにより基板９から飛散する処理液を受け止めるカップ部４１が絶縁材料にて形成され、基板９を処理する際に、カップ部４１の外周面４１１ｂにおいて水が保持される。これにより、カップ部の全体を特殊な導電材料にて形成して基板処理装置１の製造コストを大幅に増大させることなく、純水が飛散する際に生じるカップ部４１の帯電電位を抑制することができ、その結果、基板９の誘導帯電により基板９への処理液の供給時に基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

また、カップ部４１では、外周面４１１ｂに親水化処理を施すのみにより、外周面４１１ｂにて水を容易に保持することができ、高価な部品を別途設けることなく、外周面４１１ｂに周壁部４１１よりも比抵抗が小さい表面層を容易に形成することができる。さらに、カップ部４１にて水が保持された状態で、水の層７１が実質的に電気的に接地されることにより、カップ部４１の帯電電位をさらに抑制することができる。

図４は、カップ部に水の層を形成して帯電電位を抑制する基板処理装置１の他の例を示す図である。図４の基板処理装置１のカップ部４１では、周壁部４１１の外周面４１１ｂに対する親水化処理が省略されるとともに、外周面４１１ｂに沿って繊維材料４６（図４中にて太線にて示す。）が接着にて取り付けられる点で、図１の基板処理装置１と異なる。

図４の基板処理装置１では、図１の基板処理装置１の場合と同様に、カップ部４１の上端部がチャック２１よりも下方に位置する状態で、回転する基板９から飛散する純水が周壁部４１１の外周面４１１ｂに付与され、純水は繊維材料４６に染み込んで外周面４１１ｂにて容易に保持される。繊維材料４６に染み込んだ純水は、空気中の二酸化炭素等が溶け込んで比抵抗が下がることにより、カップ部４１の外周面４１１ｂに導電性が生じた表面層が形成されることとなる。また、繊維材料４６中の水は接地部６１により実質的に電気的に接地される。図４の基板処理装置１では、基板９の処理において純水が飛散する際に生じるカップ部４１の帯電電位が、外周面４１１ｂ上に形成される水の層により抑制される。これにより、基板９の誘導帯電により基板９への処理液の供給時に基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

また、図４の基板処理装置１において、繊維材料４６に代えて、例えばフッ素樹脂にて形成されるメッシュ部材が設けられ、メッシュ部材にて水を保持することにより、純水が飛散する際に生じるカップ部４１の帯電電位が抑制されてもよい。

図５は、カップ部に水の層を形成して帯電電位を抑制する基板処理装置１のさらに他の例を示す図である。図５の基板処理装置１のカップ部４１では、周壁部４１１の外周面４１１ｂに対する親水化処理が省略され、内周面４１１ａに対して親水化処理が施される。また、カップ部４１の底部４１３ａは、周壁部４１１の下側の端部から内側に環状に広がるとともに先端が上方へと屈曲する。底部４１３ａは処理液に対する耐食性を有する導電材料にて形成され、接地部６１が接続される。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。

図５の基板処理装置１にて基板９を処理する際には、図２のステップＳ１０の処理では、ダミー基板を保持するチャック２１がカップ部４１内に収容された状態で、ダミー基板の上面上に純水が供給されるとともに、基板保持部２によるダミー基板の回転が開始される（すなわち、カップ部４１の外周面４１１ｂに純水は付与されない。）。これにより、処理液供給部３から供給されて回転するダミー基板から飛散する純水がカップ部４１における内周面４１１ａに付着し、内周面４１１ａに導電性が生じた水の層７１が形成される。その後、ダミー基板が取り出された後、処理対象の基板９がチャック２１上に載置され（ステップＳ１１）、純水による基板９の前洗浄（ステップＳ１２）、薬液による基板９の処理（ステップＳ１３）、および、純水による基板９の後洗浄（ステップＳ１４）が行われる。ステップＳ１４の基板９の純水による後洗浄では、チャック２１がカップ部４１内に収容されたままとされる。

図５の基板処理装置１では、カップ部４１の内周面４１１ａにて水が保持されることにより、基板９の処理時に回転する基板９から飛散する純水により、カップ部４１の内周面４１１ａにて摩擦帯電が生じることが抑制され、さらに、摩擦帯電が生じたとしても、接地部６１を介して実質的に接地される水の層７１によりカップ部４１の帯電電位が確実に抑制される。その結果、基板９の誘導帯電により基板９への処理液の供給時に基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。図５の基板処理装置１では、導電材料が用いられる部位がカップ部４１の一部（底部４１３ａ）のみであるため、カップ部４１の製造コストが大幅に増大することはない。なお、図５の基板処理装置１において、カップ部４１の内周面４１１ａに繊維材料またはメッシュ部材が設けられ、内周面４１１ａにて水が保持されてもよい。

次に、基板処理装置１においてカップ部の帯電電位を抑制する他の手法について説明する。図６は、基板処理装置１のさらに他の例を示す図である。図６の基板処理装置１のカップ部４１Ａでは、図４の基板処理装置１における繊維材料４６に代えて導電性樹脂フィルム４７（図６中にて太線にて示す。）が、本体の外周面に貼付される。これにより、カップ部４１Ａの外周面４１１ｂの全体が導電性樹脂フィルム４７の表面となる。導電性樹脂フィルム４７には、接地部６１が直接接続されて導電性樹脂フィルム４７が電気的に接地される。なお、導電性樹脂フィルム４７は接着以外に、ネジ止め等により固定されてもよく、さらに、コーティングにより導電性樹脂フィルムがカップ部４１Ａの本体の外周面に形成されてもよい。

また、基板処理装置１にて基板９を処理する際には、図２のステップＳ１０の処理が省略され、ステップＳ１４の基板９の純水による後洗浄時にもチャック２１がカップ部４１Ａ内に収容されたままとされる（すなわち、カップ部４１Ａの外周面４１１ｂに純水は付与されない。）。

以上のように、図６の基板処理装置１では、本体の外周面に導電性樹脂フィルム４７を貼付するのみでカップ部４１Ａの全周に本体よりも比抵抗が小さい部材を容易に設けることができる。これにより、周壁部４１１の電荷容量が大きくなり、外周面４１１ｂに純水を付与する動作を行うことなく、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ａの帯電電位を周壁部４１１の全周にて抑制することができ、基板９上における放電の発生を防止することが実現される。また、図６の基板処理装置１では導電性樹脂フィルム４７が電気的に接地されることにより、カップ部４１Ａの帯電電位をさらに抑制することが可能となる。

図７は、基板処理装置１のさらに他の例を示す図であり、図８は、図７中の矢印Ａ−Ａの位置におけるカップ部４１Ａの断面図である。図７および図８に示すように、カップ部４１Ａの周壁部４１１は、導電性樹脂や導電性カーボン（例えば、ガラス状カーボン）等により形成される複数の（図８の例では、４個の）導電部材４７ａを有し、導電部材４７ａは絶縁材料にて形成されるカップ部４１Ａの本体（図７のカップ部４１Ａでは、周壁部４１１において導電部材４７ａを除く部位）よりも比抵抗が小さくされる。複数の導電部材４７ａはカップ部４１Ａの周方向に等間隔にて配置される（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする円周上において等角度間隔にて配置される。）。実際には、複数の導電部材４７ａは、カップ部４１Ａの外周面４１１ｂ上に形成されるとともに、中心軸Ｊ１に沿って伸びる複数の凹部にそれぞれ嵌め込まれ、導電部材４７ａの中心軸Ｊ１とは反対側の表面が、周壁部４１１の外周面４１１ｂに含まれる。また、各導電部材４７ａは、接地部６１により接地される。このように、外周面４１１ｂがカップ部４１Ａの本体よりも比抵抗が小さい導電部材４７ａの表面を部分的に含む場合であっても、周壁部４１１の電荷容量が大きくなり、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ａの帯電電位が抑制される。

以上のように、図６および図７のカップ部４１Ａでは、外周面４１１ｂが本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むことにより、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ａの帯電電位を抑制することができ、これにより、基板９の誘導帯電により基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。また、図６および図７のカップ部４１Ａは、カップ部の全体を特殊な導電材料にて形成する場合に比べて、低コストにて製造することができる。

次に、基板処理装置１においてカップ部の帯電電位を抑制するさらに他の手法について説明する。図９は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１を示す図であり、図１０は、図９中の矢印Ｂ−Ｂの位置におけるカップ部４１Ｂの断面図である。図９および図１０に示すように、カップ部４１Ｂの周壁部４１１には、中心軸Ｊ１を中心とする深い環状溝４１５が形成されており、環状溝４１５には、二酸化炭素等が溶け込んだ水や、メタノール（ＣＨ_３ＯＨ）に塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）を溶解させたもの等、導電性を有する液体（後述するように、周壁部４１１の内部に封入される液体であり、以下、「封入液」という。）４７ｂが注入される。図９に示すように、環状溝４１５の傾斜部４１２側の開口は環状の蓋部材４１６により閉塞されることにより、周壁部４１１の内部にて封入液４７ｂが保持（封入）される。また、周壁部４１１において環状溝４１５の外側の一部は電極部４１７として、導電性樹脂等の導電材料にて形成されており、電極部４１７が接地部６１に接続されることにより、封入液４７ｂが実質的に接地される。

このように、図９および図１０に示すカップ部４１Ｂでは、基板保持部２の周囲を囲んで基板９から飛散する処理液を受け止める周壁部４１１が、カップ部４１Ｂの本体（図９のカップ部４１Ｂでは、周壁部４１１において封入液４７ｂを除く部位）を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を内部に全周に亘って有している。これにより、周壁部４１１の電荷容量が大きくなり、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ｂの帯電電位を周壁部４１１の全周にて抑制することができ、基板９上における放電の発生を防止することが可能となる。また、封入液４７ｂが電気的に接地されることにより、カップ部４１Ｂの帯電電位をさらに抑制することが可能となる。なお、基板９の処理には、通常、純水が用いられるため、封入液として二酸化炭素が溶け込んだ水を用いる場合には封入液を容易に準備することができる。

図１１は、カップ部４１Ｂの他の例を示す図であり、図１０に対応するカップ部４１Ｂの断面図である。図１１のカップ部４１Ｂでは、中心軸Ｊ１に垂直な断面形状が円形となる複数の深い孔４１５ａ（実際には、図９の環状溝４１５とほぼ同じ深さとなる４個の孔４１５ａ）が周壁部４１１の周方向に等間隔にて形成されており、各孔４１５ａには、導電性樹脂または導電性カーボン（例えば、ガラス状カーボン）等により形成される円柱状の導電部材４７ｃが挿入される。また、周壁部４１１において各導電部材４７ｃの外側に形成される微小な孔を介して導電部材４７ｃが接地部６１（図示省略）に接続される。このように、周壁部４１１の内部において、カップ部４１Ｂが本体を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を周壁部４１１の周方向に関して部分的に有する場合であっても、飛散する純水によるカップ部４１Ｂの帯電電位が抑制される。

以上のように、図１０および図１１のカップ部４１Ｂでは、周壁部４１１が内部にカップ部４１Ｂの本体を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を有することにより、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ｂの帯電電位を抑制することができ、これにより、基板９の誘導帯電により基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。また、図１０および図１１のカップ部４１Ｂは、カップ部の全体を特殊な導電材料にて形成する場合に比べて、低コストにて製造することができる。なお、図１０の環状溝４１５に導電性樹脂または導電性カーボン等により形成される環状の導電部材が挿入されてもよく、図１１の孔４１５ａに封入液が封入されてもよい。さらに、周壁部４１１が導電部材の部位と封入液の部位とを周方向の位置を互いにずらしつつ内部に有していてもよい。

次に、基板処理装置１においてカップ部の帯電電位を抑制するさらに他の手法について説明する。図１２は、他の関連技術に係る基板処理装置１を示す図である。図１２の基板処理装置１では、カップ部４１Ｃの周壁部４１１の周囲に、その内周面が周壁部４１１の外周面４１１ｂに倣うとともに外周面４１１ｂとの間にて小さい間隙（例えば、１ミリメートル（ｍｍ）〜１０センチメートル（ｃｍ）の幅の間隙）を形成する略円筒状の円筒部材８１（図１２中にて断面の平行斜線の図示を省略している。後述の図２３の円筒部材８１ａにおいて同様。）が設けられる。円筒部材８１は、ステンレス鋼等の金属にて形成され、表面はテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂にてコーティングされる。また、円筒部材８１は接地部６１により接地される。

図１２の基板処理装置１では、導電性の円筒部材８１がカップ部４１Ｃの外周面４１１ｂに近接して設けられることにより、周壁部４１１の電荷容量が実質的に大きくなる。これにより、カップ部の全体を特殊な導電材料にて形成して基板処理装置１の製造コストを大幅に増大させることなく、純水が飛散する際に生じるカップ部４１Ｃの帯電電位を抑制することができ、その結果、基板９の誘導帯電により基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。また、円筒部材８１が接地されることにより、カップ部４１Ｃの帯電電位をさらに抑制することができる。

ところで、基板処理装置１における基板９の処理では、半導体製品の製造における一定の歩留まりを確保するため、基板９上への金属不純物の付着を防止することが要求されている。したがって、カップ部における金属の溶出を避けるため、通常の設計のカップ部では内部や表面に金属を用いることはできない。これに対し、図１２の基板処理装置１では、円筒部材８１がカップ部４１Ｃから離れて設けられるため、金属を用いて安価に形成することが可能となる。なお、上記の円筒部材８１は、フッ素樹脂にてコーティングされることにより、腐食することが防止されている。もちろん、円筒部材８１は、導電性樹脂や導電性カーボンにより形成されてもよい。

図１３は、本発明の第２の関連技術に係る基板処理装置１ａの構成を示す図である。図１３の基板処理装置１ａでは、同心状の複数のカップ部４２〜４５が設けられるとともに、処理液供給部３ａが複数種類の薬液が吐出可能とされる。また、基板処理装置１ａの昇降機構５はモータ５１およびボールネジ機構５２を有し、昇降機構５によりカップ部４２〜４５が基板保持部２に対して中心軸Ｊ１に沿う方向に一体的に移動可能とされる。なお、基板保持部２の構成は図１の基板処理装置１と同様であり、図１３の基板処理装置１ａでは制御部の図示が省略されている（後述の図２０の基板処理装置１ｂにおいて同様）。

各カップ部４２〜４５では、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１と底部４２３，４３３，４４３，４５３とが分離して設けられており、複数の底部４２３，４３３，４４３，４５３は一体的に形成される。詳細には、絶縁材料にて形成される複数の底部４２３，４３３，４４３，４５３は中心軸Ｊ１を中心とする環状とされ、複数の底部４２３，４３３，４４３，４５３の下面（処理液供給部３ａとは反対側の面）には、接地された導電板４９０が設けられる。底部４２３と底部４３３との境界、底部４３３と底部４４３との境界、および、底部４４３と底部４５３との境界、並びに、底部４５３の外側の境界のそれぞれには、処理液供給部３ａ側（上方）に向かって突出するとともに中心軸Ｊ１を中心とする円筒状の仕切部４９１，４９２，４９３，４９４が設けられる。周壁部４２１，４３１，４４１，４５１のそれぞれの下部は、仕切部４９１，４９２，４９３，４９４を跨ぐようにして内側円筒部４２１１，４３１１，４４１１，４５１１および外側円筒部４２１２，４３１２，４４１２，４５１２（図１３の左側の符号を参照）に分かれている。また、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の上部は、処理液供給部３ａ側へと向かうに従って直径が小さくなる傾斜部４２２，４３２，４４２，４５２となっており、内側に配置されるカップ部４２〜４５ほどその傾斜部４２２，４３２，４４２，４５２が処理液供給部３ａから離れた位置に（すなわち、下方に）配置される。

各周壁部４２１，４３１，４４１，４５１は絶縁材料にて形成され、内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂ（図１３の左側の符号を参照）のそれぞれには同様の親水化処理が施される。なお、以下の説明では、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の下部において、内側円筒部４２１１，４３１１，４４１１，４５１１の内側面が内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａの一部であるとみなし、外側円筒部４２１２，４３１２，４４１２，４５１２の外側面が外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂの一部であるとみなす。

昇降機構５は、カップ部４２〜４５と同様の絶縁材料にて形成される支持部材５３を有し、端部が外側のカップ部４５（以下、「最外カップ部４５」とも呼ぶ。）の周壁部４５１に接続される。また、複数のカップ部４２〜４５の周壁部４２１，４３１，４４１，４５１は部分的に互いに接続しており、モータ５１が駆動されることにより、支持部材５３を介して複数の周壁部４２１，４３１，４４１，４５１が基板保持部２に対して中心軸Ｊ１に沿う方向に一体的に昇降する。支持部材５３には、ボールネジ機構５２を介して接地される導電シート５３１が設けられ、支持部材５３の表面にもカップ部４２〜４５と同様の親水化処理が施される。

処理液供給部３ａは、４個のバルブ３３１〜３３４を有し、純水用バルブ３３１を開放することにより吐出部３２から純水が吐出され、第１薬液用バルブ３３２を開放することにより吐出部３２から第１薬液が吐出され、第２薬液用バルブ３３３を開放することにより吐出部３２から第２薬液が吐出され、第３薬液用バルブ３３４を開放することにより吐出部３２から第３薬液が吐出される。なお、第１ないし第３薬液は導電性を有するとともに、水を含む液体とされる。

図１４は、基板処理装置１ａが処理液を基板に供給して基板を処理する動作の流れの一部を示す図であり、図２のステップＳ１３にて行われる処理を示している。最初に、基板処理装置１ａにおける基本的な動作について図２のステップＳ１１ないしステップＳ１６、並びに、図１４を参照して説明する。

図１３の基板処理装置１ａにおける基本的な動作では、まず、基板９がチャック２１上に載置されて基板保持部２にて保持され（図２：ステップＳ１１）、続いて、昇降機構５によりカップ部４２〜４５が上昇して、図１５に示すように、基板９が内側の周壁部４２１の傾斜部４２２と内側円筒部４２１１との間の位置（以下、「前洗浄位置」という。）に配置される。そして、基板９の回転が開始されるとともに、処理液供給部３ａから純水が基板９上に供給され（図１参照）、純水にて基板９の前洗浄が行われる（ステップＳ１２）。このとき、回転する基板９から飛散する純水は、カップ部４２の周壁部４２１の内周面４２１ａにて受け止められる。なお、余剰な純水は底部４２３に設けられる排出口から排出される。

純水の供給開始時刻から所定時間経過すると、処理液供給部３ａにおいて純水の吐出が停止され、その後、カップ部４２〜４５が下降して、図１６に示すように、基板９が内側から２番目の周壁部４３１の傾斜部４３２と、内側の周壁部４２１の傾斜部４２２との間の位置に配置される。なお、基板処理装置１ａでは、基板９が昇降する間も基板９の回転は維持されるが、もちろん、一旦、停止されてもよい。

そして、処理液供給部３ａによる第１薬液の吐出が開始され、基板９に対して第１薬液を用いた処理が施される（図１４：ステップＳ１３１）。このとき、回転する基板９から飛散する第１薬液の大部分は、カップ部４３の周壁部４３１の内周面４３１ａにて受け止められ、内周面４３１ａから滴下する第１薬液や、基板９から飛散する第１薬液の一部は内側の周壁部４２１の外周面４２１ｂにも付着する。なお、余剰な第１薬液は底部４３３に設けられる回収口から回収され、再利用される（後述の第２および第３薬液において同様）。

第１薬液の吐出開始から所定時間経過後、処理液供給部３ａからの第１薬液の吐出が停止され、昇降機構５により、カップ部４２〜４５が上昇して基板９が図１５に示す前洗浄位置に戻される。続いて、基板９上への純水の供給が開始され、純水にて基板９上の第１薬液が除去される（ステップＳ１３２）。吐出部３２からの純水の吐出は所定時間だけ継続された後、停止され、昇降機構５により基板９が周壁部４４１の傾斜部４４２と周壁部４３１の傾斜部４３２との間に配置される。そして、第２薬液の吐出が開始され、基板９に対して第２薬液を用いた処理が施される（ステップＳ１３３）。このとき、回転する基板９から飛散する第２薬液の大部分は、カップ部４４の周壁部４４１の内周面４４１ａにて受け止められる（図１３参照）。また、内周面４４１ａから滴下する第２薬液や、基板９から飛散する第２薬液の一部は内側の周壁部４３１の外周面４３１ｂにも付着する。

第２薬液の吐出開始から所定時間経過後、処理液供給部３ａからの第２薬液の吐出が停止される。基板９は前洗浄位置に戻され、基板９上への純水の供給が所定時間だけ行われることにより、純水にて基板９上の第２薬液が除去される（ステップＳ１３４）。その後、純水の供給が停止され、基板９が周壁部４５１の傾斜部４５２と周壁部４４１の傾斜部４４２との間に配置される。そして、第３薬液の吐出が開始され、基板９に対して第３薬液を用いた処理が施される（ステップＳ１３５）。このとき、回転する基板９から飛散する第３薬液の大部分は、最外カップ部４５の周壁部４５１の内周面４５１ａにて受け止められる。また、内周面４５１ａから滴下する第３薬液や、基板９から飛散する第３薬液の一部は周壁部４４１の外周面４４１ｂにも付着する。

第３薬液の吐出開始から所定時間経過後、処理液供給部３ａからの第３薬液の吐出が停止され、カップ部４２〜４５が下降することにより、図１７に示すように、周壁部４５１の上端部が基板９の下方に配置される。そして、吐出部３２から基板９上に純水が吐出され、純水にて基板９の後洗浄が行われる（図２：ステップＳ１４）。このとき、回転する基板９から飛散する純水が周壁部４５１の傾斜部４５２における外周面４５１ｂに付与される。そして、基板９の後洗浄が完了すると、基板９がアンロードされ（ステップＳ１５）、次の処理対象の基板９が基板処理装置１ａにロードされる（ステップＳ１６，Ｓ１１）。

基板処理装置１ａにおける実際の処理では、事前準備として、まず、ダミー基板がロードされて上記ステップＳ１２〜Ｓ１４と同様の動作が行われ、カップ部４２〜４５の内周面および外周面に水を含む液体が保持される（ステップＳ１０）。具体的には、ステップＳ１２（並びに、ステップＳ１３２，Ｓ１３４）に相当する処理では、回転するダミー基板から飛散する純水が周壁部４２１の内周面４２１ａにて受け止められ、カップ部４２の内周面４２１ａに水の層（図１５および図１７中にて符号７２ａを付す太線にて示す。）が形成され、ステップＳ１３１に相当する処理では、回転するダミー基板から飛散する第１薬液が周壁部４３１の内周面４３１ａにて受け止められるとともに周壁部４２１の外周面４２１ｂにも付着し、カップ部４３の内周面４３１ａおよびカップ部４２の外周面４２１ｂのそれぞれに第１薬液の層（図１６および図１７中にて符号７３ａ，７２ｂを付す太線にて示す。）が形成される。また、ステップＳ１３３に相当する処理では、回転するダミー基板から飛散する第２薬液が周壁部４４１の内周面４４１ａにて受け止められるとともに周壁部４３１の外周面４３１ｂにも付着し、カップ部４４の内周面４４１ａおよびカップ部４３の外周面４３１ｂのそれぞれに第２薬液の層（図１７中にて符号７４ａ，７３ｂを付す太線にて示す。）が形成され、ステップＳ１３５に相当する処理では、回転するダミー基板から飛散する第３薬液が周壁部４５１の内周面４５１ａにて受け止められるとともに周壁部４４１の外周面４４１ｂにも付着し、最外カップ部４５の内周面４５１ａおよびカップ部４４の外周面４４１ｂのそれぞれに第３薬液の層（図１７中にて符号７５ａ，７４ｂを付す太線にて示す。）が形成される。そして、ステップＳ１４に相当する処理では、回転するダミー基板から飛散する純水が周壁部４５１の外周面４５１ｂにて受け止められ、最外カップ部４５の外周面４５１ｂにも導電性が生じた水の層（図１７中にて符号７５ｂを付す太線にて示す。）が形成される。その結果、各カップ部４２〜４５の内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂが、水、第１薬液、第２薬液または第３薬液の層７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂを周壁部４２１，４３１，４４１，４５１よりも比抵抗が小さい表面層として有することとなる。

実際には、最外カップ部４５の外周面４５１ｂに純水を付与する際に、図１３の支持部材５３の表面にも純水が付着するため、外周面４５１ｂの水の層７５ｂは、支持部材５３の表面の水の層、導電シート５３１、および、ボールネジ機構５２を介して実質的に電気的に接地される。すなわち、支持部材５３の表面の水の層、導電シート５３１、および、ボールネジ機構５２が水の層７５ｂを接地させる接地部となっている。なお、導電シート５３１は外周面４５１ｂの水の層７５ｂに直接接続するように設けられてもよい。

そして、ダミー基板がアンロードされた後、実際の処理対象の基板９に対して基板処理装置１ａの基本動作に係る上記ステップＳ１１〜Ｓ１６が行われる。このとき、図１７中の内側のカップ部４２の内周面４２１ａに形成される導電性が生じた表面層により、ステップＳ１２，Ｓ１３２，Ｓ１３４にて回転する基板９から飛散する純水により、カップ部４２の内周面４２１ａにて摩擦帯電が生じることが抑制され、さらに、カップ部４２の外周面４２１ｂ並びにその外側のカップ部４３〜４５の内周面および外周面に形成される表面層により、基板９の誘導帯電が確実に抑制される。また、最外カップ部４５の外周面４５１ｂに形成される表面層により、ステップＳ１４にて回転する基板９から飛散する純水により最外カップ部４５の外周面４５１ｂにて摩擦帯電が生じることが抑制され、加えて、最外カップ部４５およびその内側のカップ部４２〜４４に形成される表面層により、基板９の誘導帯電が確実に抑制される。さらに、仮に、図１３のカップ部４２〜４５の底部４２３，４３３，４４３，４５３が帯電した場合であっても、導電板４９０により底部４２３，４３３，４４３，４５３の帯電電位が低減され、基板９の誘導帯電が抑制される。

また、実際の処理対象の基板９に対するステップＳ１２，Ｓ１３１〜Ｓ１３５，Ｓ１４においても、カップ部４２〜４５の内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂのそれぞれに純水、第１薬液、第２薬液または第３薬液が付与されることにより、当該基板９の次の基板９を処理する際において、カップ部４２〜４５の内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂのそれぞれが導電性を有する水、第１薬液、第２薬液または第３薬液を保持した状態が確実に維持される。

ここで、図１３の基板処理装置１ａと同様の構造であって、複数のカップ部の内周面および外周面のいずれにも親水化処理が施されていない比較例の基板処理装置における基板の放電現象の一例について述べる。比較例の基板処理装置では、基板が前洗浄位置に配置された状態で基板上に純水が供給されることにより、最も内側のカップ部に純水が飛散し、純水が流れ落ちた後に当該カップ部が帯電した状態となる。そして、この帯電に起因して基板の本体が誘導帯電してしまう。このとき、仮に、基板上に純水が残存した状態が維持されると、既述のように二酸化炭素等が溶け込んで純水が導電性を有する水となることにより、基板上にて放電が生じる場合がある。また、基板上に導電性が生じた水が残存した状態でカップ部が昇降すると、帯電したカップ部との相対的な位置が変化することにより基板の本体の電位が変化するため、カップ部の昇降の際に基板上にて放電が生じてしまう（すなわち、基板上の絶縁膜の絶縁破壊が発生する）こともある。

これに対し、図１３の基板処理装置１ａでは、各カップ部４２〜４５の内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂにて水、第１薬液、第２薬液または第３薬液が保持された状態で基板９に対する処理が行われることにより、飛散する純水によるカップ部の帯電電位を、当該カップ部および他のカップ部に形成される水を含む液体の層により確実に抑制することができる。その結果、基板９への処理液の供給時や、カップ部４２〜４５の昇降時等に、カップ部の帯電により基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。なお、基板処理装置１ａの設計によっては、内側のカップ部４２〜４４も、実質的に電気的に接地されてもよい（後述の図１８および図１９の基板処理装置１ａにおいて同様）。

図１８は、基板処理装置１ａの他の例を示す図である。図１８の基板処理装置１ａでは、図６のカップ部４１Ａと同様に、各周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の本体の内周面および外周面に導電性樹脂フィルム４７が貼付され、カップ部４２Ａ〜４５Ａの内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂのそれぞれが導電性樹脂フィルム４７の表面とされる。なお、図１８の基板処理装置１ａでは、図１３の最外カップ部４５の周壁部４５１の外側円筒部４５１２が省略されているため、外周面４５１ｂは、内側円筒部４５１１の外周面に相当する部位を含んでいる。また、最外カップ部４５Ａの外周面４５１ｂは接地部６１に直接接続される。複数のカップ部４２Ａ〜４５Ａの配置、および、装置の他の構成は、図１３の基板処理装置１ａと同様であり、同符号を付している。

図１８の基板処理装置１ａにて基板９を処理する際には、図２のステップＳ１０の処理が省略され、ステップＳ１４の基板９の純水による後洗浄時にもチャック２１がカップ部４２Ａ〜４５Ａ内に収容されたままとされる（すなわち、最外カップ部４５Ａの外周面４５１ｂに純水は付与されない。）（後述の図１９の基板処理装置１ａ、並びに、図２１ないし図２３の基板処理装置１ｂにおいて同様。）。

以上のように、図１８の基板処理装置１ａでは、各カップ部４２Ａ〜４５Ａの内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂが、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の本体よりも比抵抗が小さい部材の表面とされることにより、飛散する純水によるカップ部の帯電電位を確実に抑制することができ、その結果、基板９への処理液の供給時等に、カップ部の帯電により基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。なお、図７のカップ部４１Ａと同様に、カップ部４２Ａ〜４５Ａの内周面および外周面が、周方向に等間隔に配列される導電部材の表面を部分的に含んでいてもよい。

図１９は、本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置１ａを示す図である。図１９の基板処理装置１ａの各カップ部４２Ｂ〜４５Ｂでは、図１１のカップ部４１Ｂと同様に、各周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の内部に棒状の複数の導電部材（図１９中にて符号４７ｃを付して太線にて示す。）が設けられる。実際には、複数の導電部材４７ｃは、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の周方向に等間隔にて配置される（図１１参照）。また、カップ部４２Ｂ〜４５Ｂの内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂは、絶縁材料の表面のままとされ、撥水性を有する（後述の図２２および図２３の基板処理装置１ｂにおいて同様）。複数のカップ部４２Ｂ〜４５Ｂの配置、および、装置の他の構成は、図１３の基板処理装置１ａと同様であり、同符号を付している。

図１９の基板処理装置１ａでは、同様の構造とされる複数のカップ部４２Ｂ〜４５Ｂのそれぞれにおいて、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１が、その本体（図１９のカップ部４２Ｂ〜４５Ｂでは、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１において導電部材４７ｃを除く部位）を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を内部に有している。これにより、飛散する純水によるカップ部の帯電電位を確実に抑制することができ、基板９上における放電の発生を防止することが可能となる。なお、周壁部４２１，４３１，４４１，４５１の全周に亘って内部に導電部材や封入液が設けられてもよい（後述の図２２の周壁部４５１において同様）。

図２０は、本発明の第３の関連技術に係る複数のカップ部４２〜４５を有する基板処理装置１ｂを示す図である。図２０の基板処理装置１ｂでは、図１３の基板処理装置１ａにおける外側のカップ部４５（すなわち、最外カップ部４５）の周壁部４５１の外側円筒部４５１２が省略される。また、最外カップ部４５の外周面４５１ｂ（ただし、図１３の最外カップ部４５の内側円筒部４５１１の外周面に相当する部位を含む。）のみに親水化処理が施され、最外カップ部４５の内周面４５１ａ、並びに、他のカップ部４２〜４４の内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂは、絶縁材料の表面のままとされ、撥水性を有する。また、最外カップ部４５の下端部には、最外カップ部４５とは反対側に環状に広がるとともに先端が上方へと屈曲する補助排水部４５４が設けられ、導電材料にて形成される補助排水部４５４は最外カップ部４５から離れた位置にて接地部６１により接地される。内側のカップ部４２〜４４の形状、および、基板処理装置１ｂの他の構成は図１３の基板処理装置１ａと同様である。

基板処理装置１ｂにおける基本的な動作は、図１３の基板処理装置１ａと同様であるが、ダミー基板を用いて行う事前準備での処理が異なっている。具体的には、ダミー基板を用いた処理では（図２：ステップＳ１０）、カップ部４２〜４５が昇降機構５により基板保持部２に対して中心軸Ｊ１に沿う方向に一体的に移動することにより、最外カップ部４５の周壁部４５１の上端部がダミー基板の下方に配置される。続いて、純水の吐出が開始され（図１７参照）、回転するダミー基板から飛散する純水にて最外カップ部４５の外周面４５１ｂに水の層（図２０中にて符号７５ｂを付す太線にて示す。）が形成され、ダミー基板を用いてカップ部に液体を保持させる処理が完了する。そして、実際の処理対象の基板９に対して、図１３の基板処理装置１ａと同様に、基本動作に係る上記ステップＳ１１〜Ｓ１６が行われる。

このとき、ステップＳ１２，Ｓ１３２，Ｓ１３４にて回転する基板９から飛散する純水によりカップ部４２の内周面４２１ａにて摩擦帯電が生じるが、最外カップ部４５の外周面４５１ｂの全体に形成される導電性を有する水の層７５ｂにより内側のカップ部４２の帯電電位をある程度抑制することができ、これにより、基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

以上のように、図１、図４および図２０の基板処理装置１，１ｂでは、カップ部の外周面のみにて水を含む液体が保持され、図５の基板処理装置１では、カップ部の内周面のみにて水を含む液体が保持され、図１３の基板処理装置１ａでは、カップ部の内周面および外周面にて水を含む液体が保持されることにより、純水の飛散により帯電するカップ部の帯電電位が抑制される。したがって、カップ部の帯電電位を抑制するという観点では、カップ部の内周面および外周面の少なくとも一方の面に水を含む液体が保持されることが必要となる。

ところで、基板処理装置の設計や、基板処理装置において用いられる薬液の種類によっては、図１の基板処理装置１および図２０の基板処理装置１ｂのように、１つのカップ部４１の外周面４１１ｂ、または、同心状の複数のカップ部４２〜４５のうちの最外カップ部４５の外周面４５１ｂ、すなわち、薬液を用いた基板処理の際に基板９から飛散する薬液が付着しない面のみに水の層７１，７５ｂを形成することが、プロセスに影響を与えないという観点で好ましい場合もある。したがって、プロセスに影響を与えることなくカップ部４１〜４５の帯電電位を容易に抑制するには、少なくとも１つのカップ部のうち最も外側に位置する最外カップ部４１，４５の外周面４１１ｂ，４５１ｂにおいて水を含む液体が保持されることが好ましい。

図２１は、基板処理装置１ｂの他の例を示す図である。図２１の基板処理装置１ｂは、図１８のカップ部４２Ａ〜４５Ａにおいて、最外カップ部４５Ａの周壁部４５１の外周面４５１ｂのみを導電性樹脂フィルム４７の表面としたものとなっており、最外カップ部４５Ａの内周面４５１ａ、並びに、他のカップ部４２Ａ〜４４Ａの内周面４２１ａ，４３１ａ，４４１ａおよび外周面４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂは、絶縁材料の表面のままとされ、撥水性を有する。図２１の基板処理装置１ｂにおいても、基板９から飛散する純水により、周壁部４２１の全体が絶縁材料にて形成されるカップ部４２Ａの内周面４２１ａにて摩擦帯電が生じるが、最外カップ部４５Ａにより内側のカップ部４２Ａの帯電電位をある程度抑制することができ、これにより、基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

また、図６および図２１の基板処理装置１，１ｂでは、カップ部（最外カップ部）の外周面のみがカップ部の本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含み、図１８の基板処理装置１ａでは、カップ部の内周面および外周面がカップ部の本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むが、基板処理装置では、カップ部の内周面のみが本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むことによりカップ部の帯電電位を抑制することも可能である。すなわち、純水の飛散により帯電するカップ部の帯電電位を抑制するには、カップ部の内周面および外周面の少なくとも一方の面がカップ部の本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むことが必要となる。

図２２は、本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置１ｂを示す図である。図２２の基板処理装置１ｂは、図１９の基板処理装置１ａと比較して、棒状の複数の導電部材４７ｃ（図２２中にて太線にて示す。）が最外カップ部４５Ｂのみに設けられる点で相違しており、他の構成は同様である。図２２の基板処理装置１ｂでは、基板９から飛散する純水により生じる内側のカップ部４２Ｂの帯電電位が、最外カップ部４５Ｂによりある程度抑制することができ、これにより、基板９上にて放電が生じてしまうことを防止することができる。

図２３は、他の関連技術に係る基板処理装置１ｂを示す図である。図２３の基板処理装置１ｂでは、図１２の基板処理装置１と同様に、最外カップ部４５Ｃの周壁部４５１の周囲に、外周面４５１ｂに倣うとともに外周面４５１ｂとの間にて間隙を形成する略円筒状の円筒部材８１ａが設けられる。また、円筒部材８１ａは接地部６１に接続されて接地される。複数のカップ部４２Ｃ〜４５Ｃを有する基板処理装置１ｂにおいても、図１２の基板処理装置１と同様に、導電性の円筒部材８１ａが最外カップ部４５Ｃの外周面４５１ｂに近接して設けられることにより、基板９から飛散する純水により生じる内側のカップ部４２Ｃの帯電電位がある程度抑制され、基板９上にて放電が生じてしまうことが防止される。

以上のように、基板処理装置では、少なくとも１つのカップ部のうち最も外側に位置する最外カップ部４１Ｃ，４５Ｃの外周面４１１ｂ，４５１ｂに、最外カップ部４１Ｃ，４５Ｃよりも比抵抗が小さい円筒部材が近接して設けられることにより、カップ部の構造を変えることなくカップ部の帯電電位を抑制することが可能となる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、上記実施の形態は様々な変形が可能である。

既述のように、基板処理装置では、カップ部の内周面および外周面の少なくとも一方の面に水を含む液体が保持される、または、カップ部の内周面および外周面の少なくとも一方の面がカップ部の本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むことにより、カップ部の帯電電位を抑制することが可能となるが、内周面を撥水性として一定の排水性能を確保する必要がある場合には、図１のカップ部４１、図４のカップ部４１、図６のカップ部４１Ａ、図２０の最外カップ部４５および図２１の最外カップ部４５Ａのように、外周面のみに水を含む液体が保持される、または、外周面のみに本体よりも比抵抗が小さい部材の表面が含まれることが好ましい。その一方で、基板９から飛散する純水は、通常、カップ部の内周面との間にて摩擦帯電を生じさせるため、少なくとも内周面にて水を含む液体が保持される、または、少なくとも内周面にて比抵抗が小さい部材の表面が含まれることにより、カップ部の帯電量を少なくしてカップ部の帯電電位をさらに抑制することが可能となる。

図１、図４、図５、図１３および図２０の基板処理装置１，１ａ，１ｂでは、処理液供給部３，３ａから吐出される処理液によりカップ部の内周面または外周面に水を含む液体の層が形成されるが、例えば、図２４に示すカップ部４１のように、周壁部４１１の上端部の周囲に環状の供給管４８１が液体付与部として設けられ、供給管４８１に形成される複数の孔部４８２から周壁部４１１の外周面４１１ｂに水を含むとともに導電性を有する液体が付与されてもよい。なお、図２４のカップ部４１では、周壁部４１１の周囲に、外周面４１１ｂに倣うとともに外周面４１１ｂとの間にて微小な間隙を形成する略円筒状の補助部材４８３（図２４中にて断面の平行斜線の図示を省略している。）が設けられ、周壁部４１１の外周面４１１ｂと補助部材４８３との間にて供給管４８１から付与される液体の保持が可能となっている。また、図２４のカップ部４１のように、連続的に液体を供給する液体付与部が設けられる場合には、例えば、カップ部の外周面に複数の溝を形成することのみにより、外周面にて純水等が実質的に保持されて導電性が生じた表面層が形成されてもよい。

図４のカップ部４１における繊維材料４６またはメッシュ部材を用いる手法は、複数のカップ部４２〜４５を有する図１３または図２０の基板処理装置１ａ，１ｂにて採用されてもよい。

既述のように、基板処理装置における基板９の処理では基板９上への金属不純物の付着を防止することが要求されているため、通常、カップ部の内部や表面に金属を用いることはできないが、カップ部の設計や処理対象の基板の種類等によっては、図９の封入液４７ｂに代えて、溶出しにくい金属（例えば、金や白金等）にて形成される環状部材を環状溝４１５内に設けたり、図１１、図１９および図２２の導電部材４７ｃを当該金属にて形成してもよい。なお、カップ部における金属の溶出を確実に防止するには、導電部材は非金属の材料にて形成されることが好ましい。

図８のカップ部４１Ａでは、４個の導電部材４７ａが周壁部４１１の周方向に等間隔にて配置されるが、カップ部４１Ａのほぼ全周にて帯電電位を抑制するという観点では、その表面が周壁部４１１の内周面４１１ａまたは外周面４１１ｂに含まれるとともに、カップ部４１Ａの本体よりも比抵抗が小さい部材が、カップ部４１Ａの周方向に等間隔にて配置される３以上の要素部材の集合として設けられることが重要となる。図１１のカップ部４１Ｂにおいても同様に、４個の導電部材４７ｃが周壁部４１１の周方向に等間隔にて配置されるが、カップ部４１Ｂのほぼ全周にて帯電電位を抑制するには、周壁部４１１の内部に設けられるとともに、カップ部４１Ｂの本体よりも比抵抗が小さい部位が、周壁部４１１の周方向に等間隔にて配置される３以上の要素部位の集合として設けられることが重要となる。

上記第１ないし第３の関連技術では、処理液供給部３，３ａから純水および薬液が基板９上に供給されるが、純水のみを供給する装置であっても、既述のように、基板上に水が残存した状態で基板上にて放電が生じる場合もある。したがって、基板処理装置が、少なくとも純水を処理液として基板上に供給する処理液供給部を有する場合に、カップ部の帯電電位を抑制して基板上における放電の発生を防止する上記手法が用いられることが重要となる。

図１、図４、図１３および図２０の基板処理装置１，１ａ，１ｂでは、基板９の法線方向が上下方向を向くように基板９が保持され、カップ部の上端部が基板９よりも下方に配置された状態で基板９を純水にて洗浄することにより、基板９の処理途上にて最も外側のカップ部（１つのカップ部のみが設けられる場合には当該カップ部）の外周面に効率よく純水を付与して、水の層が容易に形成されるが、最も外側のカップ部の外周面に純水を付与する必要がない場合には、基板９の法線方向は必ずしも上下方向を向く必要はない。また、最も外側のカップ部の外周面への純水の付与は、必ずしも全ての基板９の処理時に行われる必要はなく、所定枚数置きの基板９の処理時にのみ行われてもよい。

基板処理装置１，１ａ，１ｂでは、基板保持部２により回転する基板９から飛散する処理液がカップ部にて受け止められるが、例えば、基板保持部にて回転機構が省略され、基板保持部に保持される基板９上に純水が供給された後、別途設けられるエアナイフにより基板９上から飛散する純水がカップ部にて受け止められてもよい。この場合においても、飛散する純水によりカップ部が帯電するため、カップ部の帯電電位を抑制する上記手法が用いられることが必要となる。

上記実施の形態では、昇降機構５によりカップ部が基板９に対して昇降するが、カップ部が固定され、基板９を保持する基板保持部２が昇降してもよい。すなわち、カップ部は基板保持部２に対して相対的に昇降すればよい。

図６ないし図１２、図１８、図１９、並びに、図２１ないし図２３のカップ部（の本体）は、必ずしも絶縁材料にて形成される必要はない。内周面および外周面の少なくとも一方の面が本体よりも比抵抗が小さい部材の表面を含むカップ部、および、内部に本体よりも比抵抗が小さい部位を有するカップ部は、本体が当該部材、または、当該部位よりも高い比抵抗（例えば、２ＭΩ・ｃｍ以上）を有する半導電材料にて形成されていてもよく、この場合も、当該部材または当該部位によりカップ部の帯電電位を抑制して基板９の誘導帯電を低減することが可能となる。同様に、円筒部材が最外カップ部の外周面に近接して設けられる１つのカップ部または複数のカップ部も、当該円筒部材よりも比抵抗が高い半導電材料にて形成されていてもよい。

基板処理装置における処理対象は、半導体基板以外に、例えばガラス基板等の基板であってもよい。

第１の関連技術に係る基板処理装置の構成を示す図である。 基板処理装置が基板を処理する動作の流れを示す図である。 カップ部の外周面に純水を付与する動作を説明するための図である。 基板処理装置の他の例を示す図である。 基板処理装置のさらに他の例を示す図である。 基板処理装置のさらに他の例を示す図である。 基板処理装置のさらに他の例を示す図である。 カップ部の断面図である。 本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置を示す図である。 カップ部の断面図である。 カップ部の他の例を示す図である。 他の関連技術に係る基板処理装置を示す図である。 第２の関連技術に係る基板処理装置の構成を示す図である。 基板処理装置が基板を処理する動作の流れの一部を示す図である。 基板処理装置の基本的な動作を説明するための図である。 基板処理装置の基本的な動作を説明するための図である。 基板処理装置の基本的な動作を説明するための図である。 基板処理装置の他の例を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置を示す図である。 第３の関連技術に係る基板処理装置の構成を示す図である。 基板処理装置の他の例を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置を示す図である。 他の関連技術に係る基板処理装置を示す図である。 基板処理装置のさらに他の例を示す図である。

１，１ａ，１ｂ 基板処理装置
２ 基板保持部
３，３ａ 処理液供給部
５ 昇降機構
９ 基板
４１〜４５，４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃ，４３Ａ〜４３Ｃ，４４Ａ〜４４Ｃ，４５Ａ〜４５Ｃ カップ部
４６ 繊維材料
４７ 導電性樹脂フィルム
４７ａ，４７ｃ 導電部材
４７ｂ 封入液
６１ 接地部
７１，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂ 層
８１，８１ａ 円筒部材
４１１，４２１，４３１，４４１，４５１ 周壁部
４１１ａ，４２１ａ，４３１ａ，４４１ａ，４５１ａ 内周面
４１１ｂ，４２１ｂ，４３１ｂ，４４１ｂ，４５１ｂ 外周面
Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ１３１〜Ｓ１３５ ステップ

Claims (8)

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、
   少なくとも純水を処理液として前記基板上に供給する処理液供給部と、
   本体が絶縁材料または半導電材料にて形成され、前記保持部の周囲を囲んで前記基板から飛散する処理液を受け止める周壁部を有するとともに、前記周壁部が内部に前記本体を形成する材料よりも比抵抗が小さい部位を有するカップ部と、
   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、
   前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の全周に設けられることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の周方向に等間隔にて配置される３以上の要素部位の集合であることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記比抵抗が小さい部位が、導電性樹脂または導電性カーボンであることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記比抵抗が小さい部位が、前記周壁部の内部に保持される液体であ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、
   前記カップ部と同様の構造であり、前記カップ部の内側かつ前記カップ部よりも前記処理液供給部から離れた位置に配置されたもう１つのカップ部をさらに備え、
   前記カップ部および前記もう１つのカップ部が前記保持部に対して前記基板の法線方向に相対移動可能とされることを特徴とする基板処理装置。
7. 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、
   絶縁材料または半導電材料にて周壁部の全体が形成され、前記カップ部の内側かつ前記カップ部よりも前記処理液供給部から離れた位置に配置されたもう１つのカップ部をさらに備え、
   前記カップ部および前記もう１つのカップ部が前記保持部に対して前記基板の法線方向に相対移動可能とされることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記比抵抗が小さい部位を電気的に接地する接地部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

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