JP6262431B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、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薬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。
特許文献１の基板処理装置では、ＳＰＭ（sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture）液等の薬液による処理を行う前に、薬液よりも電気伝導率が低い液体を基板上の処理領域に供給し、当該液体が処理領域上に存在している状態で、薬液が処理領域に吐出される。これにより、基板と薬液との接触により生じる基板の局所的なダメージの防止が図られる。基板の局所的なダメージとは、処理領域のフィールド酸化膜やゲート酸化膜の局所的な破壊であり、当該破壊は、薬液と薬液用ノズルとの間の摩擦帯電現象により薬液が帯電した状態で基板の処理領域に接触することにより生じる。
特許文献２では、ウエハ上の処理領域に濃硫酸等の薬液を供給する前に、薬液よりも比抵抗値が低いＣＯ２水等の液体を処理領域に供給し、当該液体が処理領域上に存在している状態で薬液を処理領域に吐出する技術が開示されている。これにより、処理領域への薬液の接液の際に生じる静電摩擦現象による帯電の防止が図られる。
特許文献３では、電子デバイスの洗浄装置において、基板の表面または薬液ノズルに、イオン化された蒸気を供給することにより、基板の表面または薬液ノズルに存在する静電気を除電する技術が開示されている。特許文献４の基板液処理装置では、基板の回路形成面に対する液処理工程よりも前に、基板の回路形成面とは反対側の面に向けて除電処理液を吐出する除電処理工程が行われる。
一方、特許文献５では、基板の表面に除去液を供給することにより、基板の表面に付着した有機物を除去する基板処理装置が開示されている。当該基板処理装置では、基板の温度と、基板上に供給される除去液の温度との差が所定の範囲内となるように、基板の温度を調整する温調手段が設けられる。温調手段の一例として、保持回転手段により保持された基板の裏面に、温度が調整された流体を供給する流体供給手段が挙げられている。
特開２００９−２００３６５号公報 特開２００７−１３４６７３号公報 特開２００７−２１４３４７号公報 特開２０１１−１０３４３８号公報 特開２００４−１５８５８８号公報
ところで、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薬液が基板上に供給されると、デバイス内の電荷が、デバイスから薬液へと急激に移動し（すなわち、薬液中へと放電し）、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、薬液を基板に供給する前に、イオナイザにより基板を除電することが考えられるが、基板の帯電量が大きい場合、効率的に除電することは困難である。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理液による処理の際に電荷の移動による基板の損傷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、基板を処理する基板処理装置であって、主面を上側に向けた状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板の前記主面上に処理液を供給する処理液供給部と、液温が上昇するに従って比抵抗が漸次減少する除電液を前記基板の前記主面上に供給する除電液供給部と、前記基板に供給される前記除電液の温度を調整する温度調整部と、前記処理液供給部、前記除電液供給部および前記温度調整部を制御することにより、前記除電液の温度を、前記除電液の比抵抗が前記処理液の比抵抗よりも大きくなる範囲内としつつ、前記除電液を前記基板の前記主面上に供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させた後、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う制御部と、前記基板の前記主面上の液体を除去する液体除去部とを備え、前記制御部が前記液体除去部を制御することにより、前記除電液による前記基板の前記主面全体のパドル処理と、前記処理液による前記所定の処理との間において、前記除電液が前記主面上から除去される。
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、前記除電液の温度を測定する除電液測定部をさらに備え、前記制御部が、前記除電液測定部の測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が小さくなるように前記温度調整部を制御する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記除電液の温度と前記目標温度との差が閾値温度差以下の場合、前記温度調整部による前記除電液の温度調整が停止される。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の基板処理装置であって、前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より低い温度の目標温度が前記制御部に設定される。
請求項５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、前記除電液の比抵抗を測定する除電液測定部をさらに備え、前記制御部が、前記除電液測定部の測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が小さくなるように前記温度調整部を制御する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との差が閾値比抵抗差以下の場合、前記温度調整部による前記除電液の温度調整が停止される。
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の基板処理装置であって、前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より高い比抵抗の目標比抵抗が前記制御部に設定される。
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、前記除電液および前記処理液の温度および種類の少なくとも一方が互いに異なる。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記液体除去部が、前記基板の中心を通るとともに前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転することにより、前記主面上の液体を除去する基板回転機構を備える。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の基板処理装置であって、前記基板回転機構が停止した状態で前記パドル処理が行われる。
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記液体除去部が、前記基板の前記主面上に液状のイソプロピルアルコールを供給することにより、前記主面上の液体を前記基板のエッジから外側に押し出して除去するＩＰＡ供給部を備える。
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記除電液が純水である。
請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液が硫酸を含む。
請求項１４に記載の発明は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）液温が上昇するに従って比抵抗が漸次減少する除電液の温度を、前記除電液の比抵抗が処理液の比抵抗よりも大きくなる範囲内とする工程と、ｂ）前記ａ）工程よりも後に、主面を上側に向けた状態で保持される基板の前記主面上に前記除電液を供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う工程と、ｅ）前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間において、前記基板の前記主面上から前記除電液を除去する工程とを備える。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記除電液の温度を測定する工程と、ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、ａ３）前記ａ１）工程と前記ａ２）工程とを繰り返す工程とを備える。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記除電液の温度を測定する工程と、ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が閾値温度差以下の場合、前記除電液の温度調整を行わず、前記除電液の温度と前記目標温度との前記差が前記閾値温度差よりも大きい場合、前記除電液の温度と前記目標温度との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程とを備える。
請求項１７に記載の発明は、請求項１５または１６に記載の基板処理方法であって、前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より低い温度の目標温度が設定される。
請求項１８に記載の発明は、請求項１５ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程よりも前に、ｄ１）前記処理液の比抵抗を得る工程と、ｄ２）前記除電液の温度と比抵抗との関係を得る工程と、ｄ３）前記ｄ２）工程にて得られた前記関係に基づいて、前記除電液の比抵抗が前記処理液の前記比抵抗に等しくなる前記除電液の温度を取得する工程と、ｄ４）前記ｄ３）工程にて取得された温度よりも低い仮目標温度を設定する工程と、ｄ５）前記仮目標温度の除電液を準備する工程と、ｄ６）試験用基板の主面上に前記除電液を供給して前記試験用基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、ｄ７）前記処理液を前記試験用基板の前記主面上に供給して前記所定の処理を行う工程と、ｄ８）前記ｄ７）工程の終了後、前記試験用基板の前記主面の状態を評価する工程と、ｄ９）前記主面の状態が、前記主面上のデバイスの損傷が生じていない良好な状態であれば、前記仮目標温度を前記目標温度として設定し、前記主面の状態が良好でなければ、前記主面の状態が良好になるまで、前記仮目標温度を下げて前記ｄ５）工程ないし前記ｄ８）工程を繰り返し、状態が良好になった際の前記仮目標温度を前記目標温度として決定する工程とをさらに備える。
請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程よりも前に、ｄ１）前記処理液の比抵抗を得る工程と、ｄ２）前記処理液の前記比抵抗よりも高い仮目標比抵抗を設定する工程と、ｄ３）前記除電液の温度と比抵抗との関係を得る工程と、ｄ４）前記ｄ３）工程にて得られた前記関係に基づいて、前記除電液の比抵抗が前記ｄ２）工程にて設定された前記仮目標比抵抗に等しくなる前記除電液の温度を仮目標温度として取得する工程と、ｄ５）前記仮目標温度の除電液を準備する工程と、ｄ６）試験用基板の主面上に前記除電液を供給して前記試験用基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、ｄ７）前記処理液を前記試験用基板の前記主面上に供給して前記所定の処理を行う工程と、ｄ８）前記ｄ７）工程の終了後、前記試験用基板の前記主面の状態を評価する工程と、ｄ９）前記主面の状態が、前記主面上のデバイスの損傷が生じていない良好な状態であれば、前記仮目標温度を前記目標温度として設定し、前記主面の状態が良好でなければ、前記主面の状態が良好になるまで、前記仮目標温度を下げて前記ｄ５）工程ないし前記ｄ８）工程を繰り返し、状態が良好になった際の前記仮目標温度を前記目標温度として決定する工程とをさらに備える。
請求項２０に記載の発明は、請求項１８または１９に記載の基板処理方法であって、前記ｄ８）工程と前記ｄ９）工程との間に、前記主面の状態が良好でなければ、前記ｄ６）工程の処理時間を変更して前記ｄ６）工程ないし前記ｄ８）工程を行う工程をさらに備える。
請求項２１に記載の発明は、請求項１４に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記除電液の比抵抗を測定する工程と、ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、ａ３）前記ａ１）工程と前記ａ２）工程とを繰り返す工程とを備える。
請求項２２に記載の発明は、請求項１４に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記除電液の比抵抗を測定する工程と、ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が閾値比抵抗差以下の場合、前記除電液の温度調整を行わず、前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との前記差が前記閾値比抵抗差よりも大きい場合、前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程とを備える。
請求項２３に記載の発明は、請求項２１または２２に記載の基板処理方法であって、前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より大きい比抵抗の目標比抵抗が設定される。
請求項２４に記載の発明は、請求項１４ないし２３のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記除電液および前記処理液の温度および種類の少なくとも一方が互いに異なる。
請求項２５に記載の発明は、請求項１４ないし２４のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ｅ）工程において、前記基板が、前記基板の中心を通るとともに前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心として回転することにより、前記主面上の液体が除去される。
請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程が、前記基板の回転が停止した状態で行われる。
請求項２７に記載の発明は、請求項１４ないし２４のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ｅ）工程において、前記基板の前記主面上に液状のイソプロピルアルコールが供給されることにより、前記主面上の液体が前記基板のエッジから外側に押し出されて除去される。
請求項２８に記載の発明は、請求項１４ないし２７のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記除電液が純水である。
請求項２９に記載の発明は、請求項１４ないし２８のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記処理液が硫酸を含む。
本発明では、処理液による処理の際に電荷の移動による基板の損傷を防止することができる。
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。 純水の温度と比抵抗との関係を示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。 除電処理の前後における基板の表面電位を示す図である。 目標温度の決定の流れを示す図である。 目標温度の決定の流れを示す図である。 目標温度の決定の流れの一部を示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。 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。 基板の処理の流れの一部を示す図である。
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。図１に示すように、基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１では、基板９にＳＰＭ（sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture）液が供給されてＳＰＭ処理、すなわち、基板９上のレジスト膜の除去処理が行われる。
基板処理装置１は、基板保持部２と、処理液供給部３と、カップ部４１と、基板回転機構４２と、除電液供給部５と、温度調整部６１と、除電液測定部６２と、制御部８とを備える。基板保持部２は、基板９の一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側に向けた状態で基板９を保持する。処理液供給部３は、基板９の上面９１上にＳＰＭ液等の処理液を供給する。カップ部４１は、基板９および基板保持部２の周囲を囲む。
基板回転機構４２は、基板９を基板保持部２と共に水平に回転する。基板９は、基板回転機構４２により、基板９の中心を通るとともに基板９の上面９１に垂直な回転軸を中心として回転する。除電液供給部５は、基板９の上面９１上に除電液を供給する。温度調整部６１は、基板９に供給される除電液の温度を調整する。除電液測定部６２は、除電液の温度を測定する温度センサである。記憶部８ａは目標温度や除電時間（詳細は後述）を保持しており基板処理を実行する際にこれらを制御部８に設定する。制御部８は、上記目標温度等に基づいて、処理液供給部３、除電液供給部５、温度調整部６１および除電液測定部６２等の構成を制御する。基板処理装置１では、基板保持部２、カップ部４１、基板回転機構４２等が、図示省略のチャンバ内に収容される。
処理液供給部３は、硫酸を供給する硫酸供給部３１、過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給部３２、硫酸供給部３１および過酸化水素水供給部３２に接続される混合液生成部３３、基板９の上方に配置されて基板９に向けて液体を吐出する処理液ノズル３４、並びに、処理液ノズル３４を回転軸３５１を中心として水平に回動する処理液ノズル回動機構３５を備える。処理液ノズル回動機構３５は、回転軸３５１から水平方向に延びるとともに処理液ノズル３４が取り付けられるアーム３５２を備える。
硫酸供給部３１は、硫酸を貯溜する硫酸貯溜部３１１、硫酸貯溜部３１１および混合液生成部３３に接続される硫酸配管３１２、硫酸貯溜部３１１から硫酸配管３１２を介して混合液生成部３３へと硫酸を供給する硫酸ポンプ３１３、硫酸配管３１２上に設けられる硫酸バルブ３１４、並びに、硫酸ポンプ３１３と硫酸バルブ３１４との間で硫酸配管３１２上に設けられて硫酸を加熱する硫酸加熱部３１５を備える。硫酸配管３１２は硫酸加熱部３１５と硫酸バルブ３１４との間で分岐して硫酸貯溜部３１１へと接続されており、硫酸バルブ３１４が閉じられている状態では、硫酸加熱部３１５により加熱された硫酸は、硫酸貯溜部３１１と硫酸加熱部３１５とを循環する。
過酸化水素水供給部３２は、過酸化水素水を貯溜する過酸化水素水貯溜部３２１、過酸化水素水貯溜部３２１および混合液生成部３３に接続される過酸化水素水配管３２２、過酸化水素水貯溜部３２１から過酸化水素水配管３２２を介して混合液生成部３３へと過酸化水素水を供給する過酸化水素水ポンプ３２３、並びに、過酸化水素水配管３２２上に設けられる過酸化水素水バルブ３２４を備える。なお、硫酸貯溜部３１１および過酸化水素水貯溜部３２１は、基板処理装置１の外部に設けられ、硫酸配管３１２および過酸化水素水配管３２２がそれぞれ接続されてもよい。
混合液生成部３３は、硫酸配管３１２および過酸化水素水配管３２２が接続されるミキシングバルブ３３１、ミキシングバルブ３３１および処理液ノズル３４に接続される吐出用配管３３２、並びに、吐出用配管３３２上に設けられる攪拌流通管３３３を備える。混合液生成部３３では、硫酸供給部３１からの加熱された硫酸と、過酸化水素水供給部３２からの常温（すなわち、室温と同程度の温度）の過酸化水素水とが、ミキシングバルブ３３１において混合されて混合液であるＳＰＭ液（硫酸過水）が生成される。
ＳＰＭ液は攪拌流通管３３３および吐出用配管３３２を通過して処理液ノズル３４へと送られる。攪拌流通管３３３では、ＳＰＭ液が攪拌されることにより、ＳＰＭ液に含まれる硫酸と過酸化水素水との化学反応が促進される。処理液であるＳＰＭ液は、処理液ノズル３４の先端の吐出口から基板９の上面９１に向けて吐出される。本実施の形態では、硫酸加熱部３１５により約１３０℃〜１５０℃に加熱された硫酸が硫酸供給部３１から混合液生成部３３へと供給される。なお、硫酸供給部３１から供給される硫酸の温度は適宜変更されてよい。
除電液供給部５は、除電液配管５１と、流量計５２と、除電液バルブ５４と、除電液ノズル５５と、除電液ノズル回動機構５８とを備える。除電液配管５１は、除電液ノズル５５と、図示省略の除電液供給源とに接続される。除電液ノズル５５の先端の吐出口は、基板９の上面９１の中心部上方に位置する。除電液供給源からの除電液は、除電液配管５１により除電液ノズル５５へと導かれ、除電液ノズル５５の吐出口から、基板９の上面９１上に吐出される。除電液ノズル回動機構５８は、回転軸５８１から水平方向に延びるとともに除電液ノズル５５が取り付けられるアーム５８２を備える。除電液ノズル回動機構５８は、除電液ノズル５５をアーム５８２と共に、回転軸５８１を中心として水平に回動する。
除電液配管５１上には、除電液供給源から除電液ノズル５５に向かって、流量計５２、温度調整部６１、除電液バルブ５４および除電液測定部６２が順に配置される。流量計５２は、除電液配管５１内を流れる除電液の流量を測定する。温度調整部６１は、除電液配管５１内を流れる除電液を必要に応じて加熱または冷却することにより、除電液配管５１内の除電液の温度を調整する。除電液バルブ５４は、除電液配管５１内を流れる除電液の流量を調整する。除電液測定部６２は、除電液配管５１内を流れる除電液の温度を測定する。除電液供給部５では、除電液として純水（ＤＩＷ：deionized water）が利用される。
図２は、純水の温度と比抵抗との関係を示す図である。図２に示すように、純水の比抵抗は、液温が上昇するに従って漸次減少する。純水の比抵抗は、純水の凝固点以上沸点以下の全範囲において、上述のＳＰＭ液の比抵抗よりも大きい。除電液供給部５から供給される除電液は、液温が上昇するに従って比抵抗が漸次減少する液体であれば、純水には限定されない。また、除電液の比抵抗は、除電液の凝固点以上沸点以下の少なくとも所定の温度範囲において、処理液供給部３から供給される処理液の比抵抗よりも大きければよい。除電液としては、例えば、純水に二酸化炭素（ＣＯ２）を溶解させたＣＯ２水のようなイオンを含む液体が利用されてもよい。他の実施の形態においても同様である。
除電液測定部６２の測定結果（すなわち、除電液の温度）は、制御部８へと送られる。制御部８は、記憶部８ａに記憶されている除電液の目標温度、すなわち、後述の除電処理における除電液の好ましい温度、に基づいて枚葉処理装置１、除電液接液部７、温度調整部６１および除電液測定部６２等の構成を制御する。除電液の目標温度は、除電処理における除電液の好ましい比抵抗（すなわち、目標比抵抗）を実現するための温度である。除電液の目標比抵抗は、処理液供給部３から供給される処理液の比抵抗よりも大きい。目標温度は、目標比抵抗や図２に示す除電液の温度と比抵抗との関係等に基づいて求められる。目標温度の具体的な求め方については後述する。
目標比抵抗は、基板９の上面９１上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど（すなわち、デバイスの配線の最小幅が小さいほど）、大きく設定される。したがって、目標温度は、基板９の上面９１上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、低く設定される。本実施の形態では、目標比抵抗は、約１〜１８ＭΩ・ｃｍの範囲で設定され、目標温度は、約２５〜１００℃の範囲で設定される。
基板処理装置１では、除電液測定部６２の測定結果、および、上述の目標温度に基づいて、制御部８により温度調整部６１がフィードバック制御される。温度調整部６１では、除電液配管５１内の除電液の温度と目標温度との差が小さくなるように、除電液の温度が調整される。これにより、基板９の上面９１上に供給される除電液の温度が、およそ目標温度に維持される。換言すれば、上記フィードバック制御により、除電液の温度が、実質的に目標温度に等しいといえる狭い温度範囲（もちろん、目標温度を含む。）内に維持される。
基板処理装置１では、除電液の温度が目標温度から多少ずれていても許容されるケースがある。このようなケースでは、除電液測定部６２により測定された除電液の温度と目標温度との差が閾値温度差以下である場合、制御部８により温度調整部６１による除電液の温度調整が停止され、除電液の温度と目標温度との差が閾値温度差よりも大きい場合のみ、温度調整部６１による除電液の温度調整が行われる。目標温度よりも閾値温度差だけ低い温度を「下限温度」と呼び、目標温度よりも閾値温度差だけ高い温度を「上限温度」と呼ぶと、上記温度調整により、基板９上に供給される除電液の温度は、下限温度以上かつ上限温度以下の範囲内におよそ維持される。上限温度における除電液の比抵抗は、処理液供給部３から供給される処理液の比抵抗よりも大きい。
このように、除電液供給部５では、制御部８が温度調整部６１を制御することにより、基板９上に供給される除電液の温度を、除電液の比抵抗が上記処理液の比抵抗よりも大きくなる範囲内とする。
次に、基板処理装置１における基板９の処理の流れについて図３を参照しつつ説明する。まず、使用する基板９に対応する目標温度と除電時間が記憶部８ａから読み出されて制御部８に設定される（ステップＳ１１）。本実施形態では目標温度と除電時間が記憶部８ａに予め記憶されており、基板処理を開始する時点で記憶部８ａから読み出されて制御部８に設定される。しかし、目標温度と除電時間を記憶部８ａに記憶させず、基板処理を開始する都度、作業者が図示しない入力手段を使って制御部８に設定するようにしてもよい。
また、目標温度を記憶部８ａに記憶させる代わりに、基板９上のデバイスのサイズと除電液の目標温度との関係を示すテーブルを記憶部８ａに予め記憶させておいてもよい。この場合には、基板９の基板処理を開始する前に処理対象の基板９上のデバイスのサイズが記憶部８ａに入力され、次に当該デバイスのサイズと前記テーブルとに基づいて基板９に対応する目標温度が決定され、最後に当該目標温度が制御部８に設定される。目標温度と除電時間の決定および制御部８への設定（あるいは、後述する目標比抵抗の決定および設定）については、後述する他の基板処理装置においても同様である。
続いて、基板９が搬入されて基板保持部２により保持される。基板９は、基板処理装置１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）等のドライ工程を経ており、基板９は帯電した状態となっている。
除電液供給部５では、除電液ノズル５５が基板９よりも外側の待機位置に位置した状態で、制御部８により除電液バルブ５４が開かれ、除電液ノズル５５から除電液（純水）の吐出が開始される。そして、除電液測定部６２の測定結果である除電液の温度、および、上述の目標温度に基づいて、温度調整部６１に対するフィードバック制御が行われる。これにより、除電液の温度が、除電液の比抵抗が処理液（ＳＰＭ液）の比抵抗よりも大きくなる温度範囲内に調整される（ステップＳ１２）。
図４は、除電液の温度調整（ステップＳ１２）の流れを示す図である。まず、除電液測定部６２により、除電液配管５１内を流れる除電液の温度が測定される（ステップＳ１２１）。続いて、ステップＳ１２１における測定結果に基づいて、除電液配管５１内の除電液の温度と目標温度との差が小さくなるように、温度調整部６１により除電液の温度が調整される（ステップＳ１２２）。そして、ステップＳ１２１とステップＳ１２２とが繰り返されることにより、除電液の温度が、およそ目標温度に調整されて維持される（ステップＳ１２３）。
上述のように、除電液の温度が目標温度から多少ずれていても許容されるケースでは、図４のステップＳ１２１〜Ｓ１２３に代えて、図５に示すように温度調整が行われる。まず、除電液測定部６２により、除電液配管５１内を流れる除電液の温度が測定される（ステップＳ１２４）。続いて、ステップＳ１２４における測定結果に基づいて、除電液配管５１内の除電液の温度と目標温度との差が求められ、上述の閾値温度差と比較される（ステップＳ１２５）。
除電液の温度と目標温度との差が閾値温度差以下の場合、温度調整部６１による除電液の温度調整は行われない。除電液の温度と目標温度との差が閾値温度差よりも大きい場合、除電液の温度と目標温度との差が小さくなるように、温度調整部６１により除電液の温度が調整される（ステップＳ１２６）。そして、ステップＳ１２４〜Ｓ１２６が繰り返されることにより、除電液の温度が、目標温度よりも閾値温度差だけ低い下限温度以上、かつ、目標温度よりも閾値温度差だけ高い上限温度以下の温度範囲内におよそ調整されて維持される。
除電液の温度調整が終了すると、除電液ノズル回動機構５８により除電液ノズル５５が待機位置から移動し、図１に示すように、除電液ノズル５５の先端の吐出口が、基板９の上面９１の中心部を向く。このとき、基板回転機構４２は停止しており、基板９は回転していない状態である。
除電液ノズル５５から基板９の上面９１上に除電液が所定の量だけ供給されると、除電液ノズル５５からの除電液の供給が停止される（いわゆる、液盛りが行われる。）。除電液ノズル５５から供給された除電液は、基板９の中心部から上面９１全体に拡がり、上面９１上に除電液の薄い層（例えば、厚さ約１ｍｍの層）が形成されて上面９１全体が除電液にてパドルされる。
このように、基板９の上面９１が除電液と接触することにより、基板９上の電荷が、除電液へと比較的緩やかに移動する。そして、基板９の除電液に対する接液状態が所定の時間だけ維持されることにより、基板９上のデバイスにダメージを与えることなく、基板９上の電荷が減少する。換言すれば、基板９の上面９１に対する除電液によるパドル処理が行われることにより、基板９の上面９１全体の除電処理が行われる（ステップＳ１３）。当該パドル処理は、基板回転機構４２が停止した状態で行われる。
図６は、基板処理装置１による除電処理の前後における基板９の上面９１の表面電位を示す図である。図６では、基板９の中心部における表面電位の絶対値を示す。上述の除電処理により、基板９上の電荷が減少し、基板９の電位が全体的に低減される。基板処理装置１では、基板９上のデバイスのサイズが比較的小さい場合、除電液の温度は、例えば約２５℃に維持され、除電液の比抵抗は約１８ＭΩ・ｃｍとなる。また、基板９上のデバイスのサイズが比較的大きい（すなわち、電荷の移動によるダメージに対する耐性が比較的高い）場合、除電液の温度は、例えば１００℃よりも少し低い温度に維持され、除電液の比抵抗は約１ＭΩ・ｃｍとなる。このように、除電液の温度を高くして比抵抗を比較的小さくすることにより、基板９から除電液への電荷の移動速度が増大する。その結果、基板９の除電処理に要する時間を短くすることができる。
基板９の除電処理が終了すると、除電液ノズル回動機構５８により除電液ノズル５５が待機位置へと戻される。続いて、制御部８により基板回転機構４２が制御されることにより、基板９の回転が開始される（ステップＳ１４）。そして、基板９の回転により、基板９の上面９１上の除電液が基板９のエッジに向かって移動し、基板９のエッジから外側へと飛散して基板９の上面９１全体から除去される（ステップＳ１５）。基板９から飛散した除電液はカップ部４１により受けられる。基板処理装置１では、基板回転機構４２が、基板９を回転することにより上面９１上の液体を除去する液体除去部として働く。
除電液の除去が終了すると、基板回転機構４２による基板９の回転数が減少し、ＳＰＭ処理時の回転数に変更される。また、処理液ノズル回動機構３５による処理液ノズル３４の回動が開始され、処理液ノズル３４が基板９の中心部とエッジとの間で往復運動を繰り返す。
次に、制御部８により処理液供給部３が制御されることにより、硫酸供給部３１の硫酸バルブ３１４が開かれ、硫酸加熱部３１５により約１３０℃〜１５０℃に加熱された硫酸が、硫酸配管３１２を介して混合液生成部３３のミキシングバルブ３３１へと供給される。また、制御部８により過酸化水素水バルブ３２４が開かれ、常温の過酸化水素水が、過酸化水素水貯溜部３２１から過酸化水素水配管３２２を介してミキシングバルブ３３１へと供給される。ミキシングバルブ３３１では、加熱された硫酸と常温の過酸化水素水とが混合されてＳＰＭ液が生成される。ＳＰＭ液の温度は、硫酸と過酸化水素水との反応により、硫酸供給部３１から供給される硫酸の温度よりも高い約１５０℃〜１９５℃となる。
ＳＰＭ液は、吐出用配管３３２および攪拌流通管３３３を通過し、処理液ノズル３４から、基板９の上面９１に対して供給される。換言すれば、処理液供給部３により、加熱された硫酸と過酸化水素水とが混合されつつ基板９の上面９１に供給される。ＳＰＭ液は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がり、基板９のエッジから外側へと飛散してカップ部４１により受けられる。基板処理装置１では、基板９に対するＳＰＭ液の供給が所定時間だけ連続的に行われ、基板９に対するＳＰＭ処理、すなわち、ＳＰＭ液に含まれるカロ酸の強酸化力による基板９上のレジスト膜の除去処理が行われる（ステップＳ１６）。なお、基板処理装置１では、基板９の中心部の上方にて停止した処理液ノズル３４からＳＰＭ液等の供給が行われてもよい。
ＳＰＭ処理が終了すると、過酸化水素水バルブ３２４が開かれた状態で硫酸バルブ３１４が閉じられ、過酸化水素水が、ミキシングバルブ３３１、吐出用配管３３２および攪拌流通管３３３を通過し、処理液ノズル３４から、レジスト膜が除去された基板９上に供給される（ステップＳ１７）。当該過酸化水素水供給処理により、ミキシングバルブ３３１、吐出用配管３３２、攪拌流通管３３３および処理液ノズル３４内に残っているＳＰＭ液が除去される。また、基板９上に供給された過酸化水素水は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がり、基板９上に残っているＳＰＭ液を、基板９のエッジから外側へと押し出して除去する。
過酸化水素水供給処理が終了すると、過酸化水素水バルブ３２４が閉じられて過酸化水素水の供給が停止され、処理液ノズル回動機構３５により、処理液ノズル３４が基板９の外側の待機位置へと移動される。次に、図示省略のリンス液供給部から基板９の上面９１にリンス液が供給されるリンス処理が行われる（ステップＳ１８）。リンス液としては、例えば、純水やＣＯ２水が利用される。リンス液は、基板９の回転により、基板９の上面９１の全面に拡がる。これにより、基板９上に残っている過酸化水素水が洗い流される。リンス処理が所定時間だけ連続的に行われると、リンス液の供給が停止される。そして、基板９の回転数を増大させ、基板９の回転により基板９上に残っているリンス液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ２０）、基板９が基板処理装置１から搬出される。
以上に説明したように、基板処理装置１では、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ等の前処理により帯電している基板９に対し、処理液供給部３から供給される処理液による処理（すなわち、ＳＰＭ液によるＳＰＭ処理）を行う前に、当該処理液よりも比抵抗が大きい除電液が供給され、基板９の上面９１全体が当該除電液によりパドルされる。これにより、基板９の上面９１全体が比較的緩やかに除電される。除電の際には、基板９上の電荷が急激に除電液へと移動して発熱することがないため、基板９上のデバイスにダメージが生じることが防止される。
そして、除電処理が行われた後の基板９に対し、上記処理液（ＳＰＭ液）が供給されることにより、基板９が、除電液よりも比抵抗が小さい当該処理液と接触しても、基板９から処理液へと大量の電荷が急激に移動することがない。このため、処理液による処理の際にも、電荷の移動によるデバイスのダメージ、すなわち、基板９の損傷を防止することができる。
基板処理装置１では、温度調整部６１により除電液の温度を調整することにより、除電液の比抵抗を処理液の比抵抗よりも大きい状態に維持しつつ、基板９の上面９１全体が除電液によりパドルされる。これにより、上述のように、デバイスにダメージを与えることなく、基板９の除電処理を行うことができる。また、デバイスにダメージを与えない範囲で、除電液の温度を高くして比抵抗を小さくすることにより、基板９から除電液への電荷の移動速度を増大させることができる。その結果、基板９の除電処理に要する時間を短くすることができる。
除電液の比抵抗の調整は、例えば、純水に二酸化炭素（ＣＯ２）等を溶解させたイオンを含む液体を除電液として利用し、除電液のイオン濃度を調整することによっても可能である。しかしながら、この方法では、二酸化炭素等を使用するため、除電処理に要するコストが増大するおそれがある。また、同じ温度の純水に比べて、除電液の比抵抗を大きくすることはできない。これに対し、上述の基板処理装置１では、除電液の温度を調整することにより除電液の比抵抗を調整するため、除電液の比抵抗を容易に、かつ、低コストにて調整することができる。
上述のように、基板処理装置１では、基板９上のデバイスのサイズが小さいほど、より低い温度が除電液の目標温度として決定され、より高い比抵抗が目標比抵抗として決定される。これにより、処理液による処理時の基板９の損傷防止と除電処理の所要時間の短縮との両立を、デバイスのサイズに合わせて適切に行うことができる。
基板処理装置１では、基板９に対する除電処理は、実質的に基板回転機構４２が停止した状態で行われる。これにより、基板９の除電を効率的に行うことができる。基板回転機構４２が実質的に停止した状態とは、上述のように、基板回転機構４２による基板９の回転が完全に停止している状態のみならず、基板回転機構４２により基板９が低い回転数（例えば、１０〜２００ｒｐｍ）にて回転しており、当該回転により、基板９上の除電液の層に実質的な影響が生じていない状態を含む。基板９が低い回転数で回転した状態で除電処理が行われる場合、基板９の回転はステップＳ１３よりも前に開始される。
基板処理装置１では、除電液による基板９の上面９１全体のパドル処理（ステップＳ１３：除電処理）と、処理液による処理（ステップＳ１６：ＳＰＭ処理）との間において、基板回転機構４２が制御部８により液体除去部として制御されることにより、基板９の上面９１上から除電液が除去される（ステップＳ１５）。これにより、基板９上における除電液と処理液との混合による悪影響を防止することができる。当該悪影響としては、例えば、除電液である純水とＳＰＭ液に含まれる硫酸との反応熱による基板９の損傷（いわゆる、ヒートショック）、ＳＰＭ液が除電液により希釈されることによるＳＰＭ処理の質の低下、および、ＳＰＭ液の除電液との部分的な混合によりＳＰＭ液の濃度が不均一となり、基板９全体におけるＳＰＭ処理の均一性が低下することが挙げられる。
基板処理装置１では、基板回転機構４２により基板９を回転することにより、基板９上の除電液を容易に除去することができる。また、ＳＰＭ処理の際に基板９の回転に使用される基板回転機構４２により、除電液の基板９上からの除去も行うことができるため、基板処理装置１の構成を簡素化することができる。
基板処理装置１では、上記ステップＳ１２１〜Ｓ１２３に示す温度調整が行われることにより、除電液の温度を精度良く調整することができる。また、ステップＳ１２４〜Ｓ１２６に示す温度調整が行われる場合は、ステップＳ１２１〜Ｓ１２３に示す温度調整を行う場合に比べて、制御部８による温度調整部６１の制御を簡素化することができる。
上述のように、基板処理装置１では、除電液として純水が利用される。これにより、除電液として、純水に二酸化炭素（ＣＯ２）等を溶解させたイオンを含む液体を利用する場合に比べて、除電液の使用に係るコストを低減することができる。
図７．Ａおよび図７．Ｂは、図３中のステップＳ１１において制御部８に設定される目標温度の決定の流れの一例を示す図である。目標温度の決定処理では、まず、ステップＳ１６にて使用される予定の処理液（ＳＰＭ液）の比抵抗が測定されて得られる（ステップＳ６１１）。続いて、図２に示す除電液（純水）の温度と比抵抗との関係も取得される（ステップＳ６１２）。そして、ステップＳ６１２にて得られた関係に基づいて、除電液の比抵抗が処理液の比抵抗に等しくなる除電液の温度が取得される（ステップＳ６１３）。
次に、ステップＳ６１３にて取得された温度よりもわずかに低い仮目標温度が設定され、仮目標温度の除電液が準備される（ステップＳ６１４，Ｓ６１５）。除電液の準備と並行して、上記基板９と同様の構造を有する試験用基板が準備される。試験用基板の上面（すなわち、デバイスが予め形成されている面）には除電液が供給され、除電液によるパドル処理が行われる。これにより、試験用基板の上面が、全面に亘って除電液に接触し、当該接液状態が所定の時間だけ維持されることにより、試験用基板上の電荷が減少する。換言すれば、試験用基板の除電処理が行われる（ステップＳ６１６）。
除電処理が終了すると、試験用基板が回転されることにより、試験用基板の上面上から除電液が除去される。続いて、試験用基板の上面上に処理液が供給され、ステップＳ１６と同様に所定の処理（ＳＰＭ処理）が行われる（ステップＳ６１７）。
ＳＰＭ処理が終了すると、試験用基板の上面の状態が観察される等して評価され（ステップＳ６１８）、上面の状態が良好であれば（ステップＳ６１９）、仮目標温度が目標温度として決定される。当該目標温度は記憶部８ａに記憶される（ステップＳ６２３）。ステップＳ６１９では、試験用基板において、上面上のデバイスの損傷が生じていない場合、上面の状態が良好であると評価され、デバイスの損傷が生じている場合、上面の状態が良好ではないと評価される。
試験用基板の上面の状態が良好ではない場合（ステップＳ６１９）、ステップＳ６１６の除電処理の時間（すなわち、試験用基板の除電液に対する接液状態を維持する時間）が長くなるように変更され、新たな試験用基板に対する除電処理が行われる（ステップＳ６２０，Ｓ６２１，Ｓ６１６）。そして、ＳＰＭ処理および試験用基板の上面の状態の評価が行われる（ステップＳ６１７，Ｓ６１８）。除電処理の時間を変更しての除電処理、ＳＰＭ処理および試験用基板の評価は、所定の回数だけ繰り返される（ステップＳ６１９〜Ｓ６２１）。ただし、所定回数の繰り返しが終了する前に、ステップＳ６１９において試験用基板の上面の状態が良好であると判断された場合は、仮目標温度が目標温度として決定され、最新のステップＳ６１６における除電処理の時間が、ステップＳ１３における除電時間の時間として決定される。当該除電時間は記憶部８ａに記憶される（ステップＳ６２３）。
一方、所定回数の繰り返しが終了しても、試験用基板の上面の状態が良好であると判断されなかった場合は、仮目標温度が下げられる（ステップＳ６１９，Ｓ６２０，Ｓ６２２）。換言すれば、最新の仮目標温度よりも低い温度が仮目標温度として設定される。そして、新たな試験用基板に対する除電処理、ＳＰＭ処理および試験用基板の評価が行われる（ステップＳ６１６〜Ｓ６１８）。試験用基板の上面の状態が良好になれば、仮目標温度が目標温度として決定される（ステップＳ６１９，Ｓ６２３）。また、試験用基板の上面の状態が良好ではない場合は、除電時間を長く変更し（ステップＳ６１９〜Ｓ６２１）、除電処理、ＳＰＭ処理および試験用基板の評価が所定回数だけ繰り返される（ステップＳ６１６〜Ｓ６２１）。
このように、ステップＳ６１６〜Ｓ６２２が繰り返されることにより、ＳＰＭ処理後の試験用基板の上面の状態が良好となる仮目標温度および除電時間が、目標温度および除電時間として決定される（ステップＳ６２３）。そして、基板処理装置１において、当該目標温度の除電液を利用して除電処理を行うことにより、処理液による処理の際に、基板９の損傷を防止することができる。また、設定された除電時間だけ除電処理を行うことにより、除電時間を過剰に長くすることが防止される。
また、本目標除電温度決定処理においては、比抵抗が処理液に等しくなる除電液の温度よりもわずかに低い温度を目標除電温度取得作業開始時点での仮目標温度とし（ステップＳ６１４）、当該仮目標温度を少しずつ下げていき（ステップＳ６２２）、試験用基板の上面が良好となった時点での仮目標温度を最終的な目標温度としている（ステップＳ６２２）。除電液の温度が高ければ高いほど除電時間を短くすることができるため、試験用基板の上面に損傷を与えない温度範囲のうちで最も除電時間が短くなる温度を最終的な目標温度として取得することができる。
図８は、目標温度の決定の他の例を示す図である。図８では、目標温度の決定の流れの一部を示す。まず、ステップＳ１６にて使用される予定の処理液（ＳＰＭ液）の比抵抗が測定されて得られる（ステップＳ６３１）。続いて、処理液の比抵抗よりもわずかに高い比抵抗が仮目標比抵抗として設定される（ステップＳ６３２）。また、図２に示す除電液（純水）の温度と比抵抗との関係も取得される（ステップＳ６３３）。そして、ステップＳ６３３にて得られた関係に基づいて、除電液の比抵抗がステップＳ６３２にて設定された比抵抗に等しくなる除電液の温度が、仮目標温度として取得される（ステップＳ６３４）。
以下、上述のステップＳ６１５〜Ｓ６２３と同様の工程が行われ、ＳＰＭ処理後の試験用基板の上面の状態が良好となる仮目標温度および除電時間が、目標温度および除電時間として決定される。そして、基板処理装置１において、当該目標温度の除電液を利用して除電処理を行うことにより、処理液による処理の際に、基板９の損傷を防止することができる。また、設定された除電時間だけ除電処理を行うことにより、除電時間を過剰に長くすることが防止される。図７．Ａ、図７．Ｂおよび図８に示す目標温度の決定処理は、基板処理装置１において行われてもよく、基板処理装置１を用いることなく行われてもよい。
図１に示す基板処理装置１では、除電液測定部６２として比抵抗計が利用され、除電液測定部６２により除電液の比抵抗が測定されてもよい。この場合、基板処理装置１では、図３に示すステップＳ１１に代えて、図９に示すように、除電処理における除電液の好ましい比抵抗である目標比抵抗が、制御部８に設定される（ステップＳ３１）。また、図２に示すような除電液の温度と比抵抗との関係も、制御部８に記憶される。
続いて、図４に示すステップＳ１２１〜Ｓ１２３に代えて、除電液測定部６２により、除電液配管５１内を流れる除電液の比抵抗が測定される（ステップＳ３２１）。次に、ステップＳ３２１における測定結果、および、除電液の温度と比抵抗との関係に基づいて、除電液配管５１内の除電液の比抵抗と目標比抵抗との差が小さくなるように、温度調整部６１により除電液の温度が調整される（ステップＳ３２２）。そして、ステップＳ３２１とステップＳ３２２とが繰り返されることにより、除電液の比抵抗が、およそ目標比抵抗に調整されて維持される（ステップＳ３２３）。これにより、除電液の比抵抗を精度良く調整することができる。
除電液の比抵抗が目標比抵抗から多少ずれていても許容されるケースでは、図９のステップＳ３２１〜Ｓ３２３に代えて、図１０に示すように温度調整が行われる。まず、除電液測定部６２により、除電液配管５１内を流れる除電液の比抵抗が測定される（ステップＳ３２４）。続いて、ステップＳ３２４における測定結果に基づいて、除電液配管５１内の除電液の比抵抗と目標比抵抗との差が求められ、予め設定された所定の閾値比抵抗差と比較される（ステップＳ３２５）。
除電液の比抵抗と目標比抵抗との差が閾値比抵抗差以下の場合、温度調整部６１による除電液の温度調整は行われない。除電液の比抵抗と目標比抵抗との差が閾値比抵抗差よりも大きい場合、除電液の比抵抗と目標比抵抗との差が小さくなるように、温度調整部６１により除電液の温度が調整される（ステップＳ３２６）。目標比抵抗よりも閾値比抵抗差だけ小さい比抵抗を「下限比抵抗」と呼び、目標比抵抗よりも閾値比抵抗差だけ大きい比抵抗を「上限比抵抗」と呼ぶと、ステップＳ３２４〜Ｓ３２６が繰り返されることにより、除電液の比抵抗が、下限比抵抗以上かつ上限比抵抗以下の範囲内におよそ調整されて維持される。これにより、ステップＳ３２１〜Ｓ３２３に示す温度調整を行う場合に比べて、制御部８による温度調整部６１の制御を簡素化することができる。
基板処理装置１では、上述のステップＳ３１，Ｓ３２１〜Ｓ３２３が行われる場合、基板９上のデバイスのサイズが小さいほど、除電液の目標比抵抗が大きく設定される。これにより、処理液による処理時の基板９の損傷防止と除電処理の所要時間の短縮との両立を、デバイスのサイズに合わせて適切に行うことができる。また、ステップＳ３１，Ｓ３２４〜Ｓ３２６が行われる場合も同様である。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図１１は、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。基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１の構成に加えて、基板９の上面９１上に液状のイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という。）を供給するＩＰＡ供給部７を備える。その他の構成は、図１に示す基板処理装置１と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。図１１では、図示の都合上、処理液供給部３の図示を省略しているが、処理液供給部３の構成も図１に示す基板処理装置１と同様である。また、図１１では、制御部８の図示も省略している。
ＩＰＡ供給部７は、図示省略のＩＰＡ貯溜部に接続されるＩＰＡ配管７１、ＩＰＡ配管７１の先端に接続されるＩＰＡノズル７２、ＩＰＡ配管７１上に設けられるＩＰＡバルブ７３、および、ＩＰＡノズル７２を回転軸７４１を中心として水平に回動するＩＰＡノズル回動機構７４を備える。ＩＰＡノズル回動機構７４は、回転軸７４１から水平方向に延びるとともにＩＰＡノズル７２が取り付けられるアーム７４２を備える。
図１２は、基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れの一部を示す図である。基板処理装置１ａでは、図３に示すステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の工程が行われた後、図１２中のステップＳ４１〜Ｓ４３が行われ、その後、図３に示すステップＳ１６〜Ｓ２０と同様の工程が行われる。
具体的には、まず、基板９上のデバイスのサイズ等に基づいて決定された除電液（純水）の目標温度が、制御部８（図１参照）に設定される（ステップＳ１１）。続いて、ドライ工程により帯電した状態の基板９が、基板処理装置１ａに搬入されて基板保持部２により保持される。また、温度調整部６１により、除電液の温度が、除電液の比抵抗が処理液（ＳＰＭ液）の比抵抗よりも大きくなる温度範囲内に調整される（ステップＳ１２）。そして、除電液供給部５から基板９上に除電液が供給され、基板９の上面９１全体が除電液にてパドルされて除電処理が行われる（ステップＳ１３）。
基板９の除電処理が終了すると、除電液ノズル回動機構５８により除電液ノズル５５が回動し、図１１に示す位置から基板９の外側の待機位置へと戻される。また、ＩＰＡノズル回動機構７４によりＩＰＡノズル７２が待機位置から移動し、図１１に示すように、ＩＰＡノズル７２の先端の吐出口が、基板９の上面９１の中心部を向く。続いて、制御部８により、ＩＰＡ供給部７のＩＰＡバルブ７３が開かれ、ＩＰＡが基板９上に供給される。基板９上では、上面９１の中心部に供給されるＩＰＡにより、除電液が基板９のエッジに向かって移動し、当該エッジから基板９の外側に押し出されて基板９の上面９１上から除去される（ステップＳ４１）。このように、ＩＰＡ供給部７は、基板９上の除電液等の液体をＩＰＡと置換することにより、当該液体を基板９の上面９１上から除去する液体除去部として機能する。
除電液の除去が終了すると、ＩＰＡノズル７２が待機位置へと戻され、制御部８により基板回転機構４２が制御されることにより、基板９の回転が開始される（ステップＳ４２）。そして、基板９の回転により、基板９の上面９１上のＩＰＡが基板９のエッジに向かって移動し、基板９のエッジから外側へと飛散して基板９上から除去される（ステップＳ４３）。
ＩＰＡの除去が終了すると、基板回転機構４２による基板９の回転数が減少し、ＳＰＭ処理時の回転数に変更される。また、図１に示す処理液ノズル回動機構３５による処理液ノズル３４の回動が開始され、処理液ノズル３４が基板９の中心部とエッジとの間で往復運動を繰り返す。そして、処理液ノズル３４から基板９の上面９１上にＳＰＭ液が供給され、基板９に対するＳＰＭ処理が行われる（ステップＳ１６）。なお、基板９に対するＳＰＭ液の供給は、基板９上にＩＰＡが残留している状態で開始されてもよい。
ＳＰＭ処理が終了すると、処理液ノズル３４から基板９上へと過酸化水素水が供給され、基板９上のＳＰＭ液が除去される（ステップＳ１７）。過酸化水素水供給処理が終了すると、処理液ノズル３４が基板９の外側の待機位置へと戻され、基板９の上面９１にリンス液（純水）が供給されるリンス処理が行われることにより、基板９上から過酸化水素水が除去される（ステップＳ１８）。そして、基板９の回転数を増大させ、基板９の回転により基板９上に残っているリンス液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。その後、基板９の回転が停止され（ステップＳ２０）、基板９が基板処理装置１ａから搬出される。
基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１と同様に、温度調整部６１により除電液の温度を調整することにより、除電液の比抵抗を処理液（ＳＰＭ液）の比抵抗よりも大きい状態に維持しつつ、基板９の上面９１全体が除電液によりパドルされる。これにより、デバイスにダメージを与えることなく、基板９の除電処理を行うことができる。その結果、処理液による処理の際に、電荷の移動によるデバイスのダメージ、すなわち、基板９の損傷を防止することができる。また、デバイスにダメージを与えない範囲で、除電液の温度を高くして比抵抗を小さくすることにより、基板９から除電液への電荷の移動速度を増大させることができる。その結果、基板９の除電処理に要する時間を短くすることができる。
基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１と同様に、除電液によるパドル処理（ステップＳ１３）と、処理液による処理（ステップＳ１６）との間において、基板９の上面９１上から除電液が除去される（ステップＳ１５）。これにより、除電液と処理液との混合によるヒートショックのような既述の悪影響を防止することができる。
また、ステップＳ３１において、基板９上にＩＰＡを供給することにより、基板９を回転することなく除電液を除去することができる。ところで、基板９を回転させることにより除電液を除去しようとすると、基板９上のデバイスの配線パターンの幅が小さい場合、除電液の表面張力により配線パターンが倒壊する可能性がある。基板処理装置１ａでは、上述のように、純水等に比べて表面張力が小さいＩＰＡにより除電液を基板９上から除去した後、ＩＰＡを基板９の回転により除去するため、除電液の除去の際における配線パターンの倒壊等の基板の損傷を防止することができる。
なお、基板処理装置１ａは、基板回転機構４２およびＩＰＡ供給部７を備えているため、基板９上のデバイスのサイズ等に合わせて、基板回転機構４２およびＩＰＡ供給部７の一方を選択して液体除去部として利用してもよい。すなわち、基板処理装置１ａでは、液体除去部が基板回転機構４２およびＩＰＡ供給部７を備える。
上述の基板処理装置１，１ａは、様々な変更が可能である。
基板処理装置１，１ａでは、液体除去部は、基板回転機構４２およびＩＰＡ供給部７以外の構成を備えていてもよい。例えば、基板９の上面９１に向けてシート状のエアを噴射し、基板９上の液体を飛散させて除去するエアナイフが、液体除去部として設けられてもよい。
本発明に関連する技術では、除電液と処理液との混合による悪影響が生じないのであれば、除電液の除去（ステップＳ１５，Ｓ４１）は省略され、基板９の上面９１上に除電液が存在する状態で処理液が供給されて基板９の処理が行われてもよい。
上述の基板処理装置では、ＳＰＭ液以外の処理液が基板９上に供給され、基板９に対する他の処理が行われてもよい。例えば、レジスト膜が形成された基板９上に処理液としてバッファードフッ酸（ＢＨＦ）が供給され、基板９のエッチング処理が行われてもよい。基板処理装置では、上述のように、帯電した基板９と処理液との接触による電荷の急激な移動に伴う基板９の損傷を防止することができるため、基板処理装置の構造は、ＳＰＭ液やバッファードフッ酸のように、比抵抗が非常に小さい処理液による処理が行われる装置に特に適している。
上述の基板処理装置では、除電液として、純水にアンモニアを溶解させたものや純水に微量の希塩酸を加えたものが利用されてもよく、また、他の様々なイオンを含む液体が利用されてもよい。さらに、除電液は、凝固点以上沸点以下の少なくとも所定の温度範囲において、処理液供給部３から供給される処理液よりも比抵抗が大きくなるものであれば、純水またはイオンを含む液体には限定されず、様々な種類の液体が除電液として利用されてよい。
基板処理装置では、除電液の目標温度および目標比抵抗は、デバイスのサイズ以外の条件（例えば、基板処理装置に搬入される前に基板に対して行われた処理の種類）に基づいて決定されてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１，１ａ 基板処理装置
２ 基板保持部
３ 処理液供給部
５ 除電液供給部
７ ＩＰＡ供給部
８ 制御部
９ 基板
４２ 基板回転機構
６１ 温度調整部
６２ 除電液測定部
９１ 上面
Ｓ１１〜Ｓ２０，Ｓ３１，Ｓ４１〜Ｓ４３，Ｓ１２１〜Ｓ１２６，Ｓ３２１〜Ｓ３２６，Ｓ６１１〜Ｓ６２３，Ｓ６３１〜Ｓ６３４ ステップ

Claims (29)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    主面を上側に向けた状態で基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の前記主面上に処理液を供給する処理液供給部と、
    液温が上昇するに従って比抵抗が漸次減少する除電液を前記基板の前記主面上に供給する除電液供給部と、
    前記基板に供給される前記除電液の温度を調整する温度調整部と、
    前記処理液供給部、前記除電液供給部および前記温度調整部を制御することにより、前記除電液の温度を、前記除電液の比抵抗が前記処理液の比抵抗よりも大きくなる範囲内としつつ、前記除電液を前記基板の前記主面上に供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させた後、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う制御部と、
    前記基板の前記主面上の液体を除去する液体除去部と、
    を備え、
    前記制御部が前記液体除去部を制御することにより、前記除電液による前記基板の前記主面全体のパドル処理と、前記処理液による前記所定の処理との間において、前記除電液が前記主面上から除去され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、
    前記除電液の温度を測定する除電液測定部をさらに備え、
    前記制御部が、前記除電液測定部の測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が小さくなるように前記温度調整部を制御することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
    前記除電液の温度と前記目標温度との差が閾値温度差以下の場合、前記温度調整部による前記除電液の温度調整が停止されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項２または３に記載の基板処理装置であって、
    前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より低い温度の目標温度が前記制御部に設定されることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記除電液の比抵抗を測定する除電液測定部をさらに備え、
    前記制御部が、前記除電液測定部の測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が小さくなるように前記温度調整部を制御することを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
    前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との差が閾値比抵抗差以下の場合、前記温度調整部による前記除電液の温度調整が停止されることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項５または６に記載の基板処理装置であって、
    前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より高い比抵抗の目標比抵抗が前記制御部に設定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、
    前記除電液および前記処理液の温度および種類の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記液体除去部が、前記基板の中心を通るとともに前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転することにより、前記主面上の液体を除去する基板回転機構を備えることを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項９に記載の基板処理装置であって、
    前記基板回転機構が停止した状態で前記パドル処理が行われることを特徴とする基板処理装置。
  11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記液体除去部が、前記基板の前記主面上に液状のイソプロピルアルコールを供給することにより、前記主面上の液体を前記基板のエッジから外側に押し出して除去するＩＰＡ供給部を備えることを特徴とする基板処理装置。
  12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記除電液が純水であることを特徴とする基板処理装置。
  13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記処理液が硫酸を含むことを特徴とする基板処理装置。
  14. 基板を処理する基板処理方法であって、
    ａ）液温が上昇するに従って比抵抗が漸次減少する除電液の温度を、前記除電液の比抵抗が処理液の比抵抗よりも大きくなる範囲内とする工程と、
    ｂ）前記ａ）工程よりも後に、主面を上側に向けた状態で保持される基板の前記主面上に前記除電液を供給して前記基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、
    ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記処理液を前記基板の前記主面上に供給して所定の処理を行う工程と、
    ｅ）前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間において、前記基板の前記主面上から前記除電液を除去する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
  15. 請求項１４に記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程が、
    ａ１）前記除電液の温度を測定する工程と、
    ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、
    ａ３）前記ａ１）工程と前記ａ２）工程とを繰り返す工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
  16. 請求項１４に記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程が、
    ａ１）前記除電液の温度を測定する工程と、
    ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の温度と所定の目標温度との差が閾値温度差以下の場合、前記除電液の温度調整を行わず、前記除電液の温度と前記目標温度との前記差が前記閾値温度差よりも大きい場合、前記除電液の温度と前記目標温度との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
  17. 請求項１５または１６に記載の基板処理方法であって、
    前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より低い温度の目標温度が設定されることを特徴とする基板処理方法。
  18. 請求項１５ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程よりも前に、
    ｄ１）前記処理液の比抵抗を得る工程と、
    ｄ２）前記除電液の温度と比抵抗との関係を得る工程と、
    ｄ３）前記ｄ２）工程にて得られた前記関係に基づいて、前記除電液の比抵抗が前記処理液の前記比抵抗に等しくなる前記除電液の温度を取得する工程と、
    ｄ４）前記ｄ３）工程にて取得された温度よりも低い仮目標温度を設定する工程と、
    ｄ５）前記仮目標温度の除電液を準備する工程と、
    ｄ６）試験用基板の主面上に前記除電液を供給して前記試験用基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、
    ｄ７）前記処理液を前記試験用基板の前記主面上に供給して前記所定の処理を行う工程と、
    ｄ８）前記ｄ７）工程の終了後、前記試験用基板の前記主面の状態を評価する工程と、
    ｄ９）前記主面の状態が、前記主面上のデバイスの損傷が生じていない良好な状態であれば、前記仮目標温度を前記目標温度として設定し、前記主面の状態が良好でなければ、前記主面の状態が良好になるまで、前記仮目標温度を下げて前記ｄ５）工程ないし前記ｄ８）工程を繰り返し、状態が良好になった際の前記仮目標温度を前記目標温度として決定する工程と、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
  19. 請求項１５ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程よりも前に、
    ｄ１）前記処理液の比抵抗を得る工程と、
    ｄ２）前記処理液の前記比抵抗よりも高い仮目標比抵抗を設定する工程と、
    ｄ３）前記除電液の温度と比抵抗との関係を得る工程と、
    ｄ４）前記ｄ３）工程にて得られた前記関係に基づいて、前記除電液の比抵抗が前記ｄ２）工程にて設定された前記仮目標比抵抗に等しくなる前記除電液の温度を仮目標温度として取得する工程と、
    ｄ５）前記仮目標温度の除電液を準備する工程と、
    ｄ６）試験用基板の主面上に前記除電液を供給して前記試験用基板の前記主面全体を前記除電液にてパドルすることにより前記基板上の電荷を減少させる工程と、
    ｄ７）前記処理液を前記試験用基板の前記主面上に供給して前記所定の処理を行う工程と、
    ｄ８）前記ｄ７）工程の終了後、前記試験用基板の前記主面の状態を評価する工程と、
    ｄ９）前記主面の状態が、前記主面上のデバイスの損傷が生じていない良好な状態であれば、前記仮目標温度を前記目標温度として設定し、前記主面の状態が良好でなければ、前記主面の状態が良好になるまで、前記仮目標温度を下げて前記ｄ５）工程ないし前記ｄ８）工程を繰り返し、状態が良好になった際の前記仮目標温度を前記目標温度として決定する工程と、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
  20. 請求項１８または１９に記載の基板処理方法であって、
    前記ｄ８）工程と前記ｄ９）工程との間に、前記主面の状態が良好でなければ、前記ｄ６）工程の処理時間を変更して前記ｄ６）工程ないし前記ｄ８）工程を行う工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
  21. 請求項１４に記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程が、
    ａ１）前記除電液の比抵抗を測定する工程と、
    ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、
    ａ３）前記ａ１）工程と前記ａ２）工程とを繰り返す工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
  22. 請求項１４に記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程が、
    ａ１）前記除電液の比抵抗を測定する工程と、
    ａ２）前記ａ１）工程における測定結果に基づいて、前記除電液の比抵抗と所定の目標比抵抗との差が閾値比抵抗差以下の場合、前記除電液の温度調整を行わず、前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との前記差が前記閾値比抵抗差よりも大きい場合、前記除電液の比抵抗と前記目標比抵抗との差が小さくなるように前記除電液の温度を調整する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
  23. 請求項２１または２２に記載の基板処理方法であって、
    前記基板上に予め形成されているデバイスのサイズが小さいほど、より大きい比抵抗の目標比抵抗が設定されることを特徴とする基板処理方法。
  24. 請求項１４ないし２３のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記除電液および前記処理液の温度および種類の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする基板処理方法。
  25. 請求項１４ないし２４のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ｅ）工程において、前記基板が、前記基板の中心を通るとともに前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心として回転することにより、前記主面上の液体が除去されることを特徴とする基板処理方法。
  26. 請求項２５に記載の基板処理方法であって、
    前記ｂ）工程が、前記基板の回転が停止した状態で行われることを特徴とする基板処理方法。
  27. 請求項１４ないし２４のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ｅ）工程において、前記基板の前記主面上に液状のイソプロピルアルコールが供給されることにより、前記主面上の液体が前記基板のエッジから外側に押し出されて除去されることを特徴とする基板処理方法。
  28. 請求項１４ないし２７のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記除電液が純水であることを特徴とする基板処理方法。
  29. 請求項１４ないし２８のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記処理液が硫酸を含むことを特徴とする基板処理方法。
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