JP7203593B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
特許文献１では、回転させた基板に対して処理液を供給し、エッチング等の液処理を行う際に、基板の周縁部を可動部材により保持する構成が示されている。
特開２０１２－００４３２０号公報
本開示は、基板表面におけるエッチング処理を好適に行うことが可能な技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板を保持する保持部と、前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、を有する。
一つの例示的実施形態によれば、基板表面におけるエッチング処理を好適に行うことが可能である。
図１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 図２は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における回転板及び支持板の近傍を説明する図である。 図４は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における可動部材の配置について説明する図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における可動部材の構成例について説明する図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における可動部材の構成例について説明する図である。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
［基板処理システムの構成］
図１は、一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ（以下ウエハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、後述する制御装置４の制御部１８の制御に応じて、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
［基板処理装置の構成］
図２及び図３を参照して、基板処理システム１が含む基板処理装置１０の構成を説明する。基板処理装置１０は、基板処理システム１の処理ユニット１６に含まれる。図２は、基板処理装置１０の縦断面図であり、図３は、基板処理装置１０に含まれる回転板及び支持板の構成を示す分解斜視図である。
基板処理装置１０は、図２の縦断側面図に示すように、回転板２０と、支持板３０と、可動部材５１と、規制部５２と、を備えている。回転板２０は、鉛直軸をなす回転軸２５の上部に設けられ、回転自在とされている。支持板３０は、上面側に設けられた突起部３１にてウエハＷ（基板）を支持し、回転板２０に載置されることにより当該回転板２０と一体となって回転する。規制部５２はウエハＷの側周面を規制し、可動部材５１は当該規制部５２に向けてウエハＷを押し付けることにより、当該ウエハＷを保持する。この基板処理装置１０において、支持板３０は本実施形態の上部回転板に相当し、回転板は下部回転板に相当している。また、以下の実施形態では、可動部材５１は、ウエハＷを保持する保持部として機能する。
回転板２０は、ウエハＷよりも大径に構成された円板である。回転板２０の上面には、回転板２０と支持板３０の間に入り込んだ洗浄液（処理液）を捕集して、排出孔２２から排出するための排液溝２１が設けられている。排液溝２１は、回転板２０の周方向に沿って設けられている。排出孔２２は、排液溝２１の外側の底面から回転板２０の径方向の外側へ向けて下向きに伸び出していて、端部は回転板２０の外周面に開口している。そのため、排出孔２２は遠心力を利用して排液溝２１に捕集された洗浄液を外部へと排出可能とされる。
回転板２０の下面側の中央部には、鉛直方向に伸びる円筒状の回転軸２５が接続されている。回転軸２５は当該回転軸２５を回転させる回転駆動部である回転モータ６１に挿入されている。この回転モータ６１にて回転軸２５を回転させることにより、回転板２０は回転軸２５の上部にてほぼ水平な状態で回転することができる。回転モータ６１は、制御部１８により制御される。
支持板３０は、ウエハＷとほぼ同じ大きさの円板である。支持板３０の下面側には、回転板２０に設けられた凹部（図示せず）と嵌合可能な凸部（図示せず）が形成されていて、回転板２０上に支持板３０を載置すると、凹部と凸部とが嵌合することで、回転板２０の上面と支持板３０の下面とが接するようになっている。
支持板３０の上面には、支持板３０の外周縁に沿って複数本の突起部３１が設けられており、これらの突起部３１上にウエハＷを載置することにより支持板３０から浮上した位置にウエハＷを支持することができる。
また、回転板２０の下面側に設けられた既述の回転軸２５には、円筒形状の回転軸２５を上下に貫通するように洗浄液供給管７１が挿入されている。洗浄液供給管７１の上端側は回転板２０及び支持板３０を貫通して支持板３０の上面まで伸びだしている。洗浄液供給管７１の内部には、洗浄液供給管７１の伸びる方向に沿って、複数本（例えば、４本）の洗浄液供給路７１１が形成されており、洗浄液である各種の薬液やリンス液を切り替えて供給することができる。洗浄液供給管７１としては、Ｎ２ガス等のガスが通るガス供給路が設けられてもよい。
洗浄液供給管７１の上端部には、小型の円盤形状に形成された下面用ノズル７３が設けられている。当該下面用ノズル７３の先端部に設けられている吐出孔７３１から、支持板３０から浮上した位置に保持されているウエハＷの裏面に向けて洗浄液を吐出することができる。洗浄液供給管７１及び下面用ノズル７３は、回転板２０、回転軸２５及び支持板３０とは独立していて、回転板２０及び支持板３０が回転している場合であっても静止した状態で洗浄液の供給を行う。洗浄液供給管７１や下面用ノズル７３は本実施の形態の処理液供給部に相当する。
支持板３０の下面側には、図３において破線で示した３箇所に、突出部材である連結シャフト３５（図２参照）が接続されている。各連結シャフト３５は、回転板２０の下面側に設けられた貫通穴をなす鞘部内に挿入されて支持板３０の下面に固定されると共に、圧縮バネ３６と接続されている。
通常状態では、この圧縮バネ３６が伸びる方向へとバネの復元力が働くことにより、支持板３０が下方側へと引っ張られ、図２に示す位置まで支持板が移動して回転板２０上に載置される。これに対して、連結シャフト３５を押し上げると、圧縮バネ３６が圧縮され、支持板３０を回転板２０から浮上した状態とすることができる。支持板３０を回転板２０から浮上させると、後述する中カップ４２よりも上方の高さ位置まで突起部３１の先端が突出するため、他の機器と干渉することなく、外部の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うことが可能となる。
なお、連結シャフト３５の下端部を押し上げることにより支持板３０を昇降させるための３本の押し上げ部材６５は、洗浄液供給管７１に対して昇降部材６４を介して固定されている。さらに、洗浄液供給管７１は昇降モータ６２により昇降自在に構成された連結部材６３に接続されている。昇降モータ６２は、制御部１８によって制御される。昇降モータ６２によって連結部材６３を上昇させることにより、押し上げ部材６５が上昇し、この押し上げ部材６５によって連結シャフト３５が押し上げられて支持板３０を回転板２０から浮上した位置まで移動させることができる。反対に押し上げ部材６５を連結シャフト３５の下端よりも下方側へ降下させると、支持板３０が降下して回転板２０に載置された状態となる。この観点において、昇降モータ６２、連結部材６３、洗浄液供給管７１、昇降部材６４、押し上げ部材６５は、支持板３０の昇降機構として機能する。
また、ウエハＷの上面側には、洗浄液等の処理液を供給するための上面用ノズル７４が設けられている。上面用ノズル７４は、アーム７５の先端部に取り付けられている。アーム７５を移動させることにより、洗浄液の供給を行うウエハＷ中央部の上方の供給位置と、ウエハＷ上から退避した退避位置との間で上面用ノズル７４を移動させることができる。
回転板２０には、周縁部に沿って中カップ４２が設けられている。中カップ４２はウエハＷから飛散した洗浄液を受け止める機能を有する。中カップ４２は、その縦断面が円弧をなすドーム状となっており、その上面には支持板３０に支持されて昇降するウエハＷを通過させるための開口部が設けられている。また、中カップ４２は、その下端縁が回転板２０の上面から浮いた状態となっている。そのため、ウエハＷに供給された洗浄液は中カップ４２の下端縁と回転板２０の上面との間に形成される隙間から中カップ４２の外へと排出される。
中カップ４２の内側には、支持板３０に保持されたウエハＷの外周縁に沿って配置されるリング形状の内カップ４１が設けられている。中カップ４２及び内カップ４１はボルト４４によって回転板２０に締結されている。そのため、回転板２０を回転させると、支持板３０と同様に、中カップ４２及び内カップ４１も回転する。
中カップ４２の外側の領域には、回転板２０及び内カップ４１を外側から覆うように形成された外カップ４３が配置されている。中カップ４２と回転板２０との間から排出された洗浄液は当該外カップ４３で受け止められて排液ライン４３１より外部へ排出することができる。
基板処理装置１０は、回転板２０及び支持板３０上で回転するウエハＷを保持するために、ウエハＷの側周面を規制する規制部５２と、規制部５２へ向けてウエハＷを押し付ける可動部材５１（保持部）と、を備えている。
可動部材５１は、略Ｌ字状の部材であり、ウエハＷの周縁部から中央部に向かって伸びる下端部である被押圧部５１５と、この被押圧部５１５の端部から連続して上方に伸び出した上端部である起立部５１１とを備えている。
支持板３０が回転板２０上に載置されたときに、可動部材５１に設けられた起立部５１１がウエハＷの側方から近接し、ウエハＷの側周面を規制部５２側に押し付ける機能を備えている。基板処理装置１０には、１または複数の可動部材５１が設けられる。本実施形態では、可動部材５１が３つある場合について説明する。図１では、３つの可動部材５１のうちの１つの可動部材５１を示している。
起立部５１１の先端５１２には、ウエハＷの側周面と対向する位置に溝が形成されていてもよい。溝が設けられている場合、この溝にウエハＷの外周縁部を嵌め込むことにより、当該ウエハＷの側周面を規制部５２側に押し付けて保持することができる。なお、起立部５１１の先端に溝を備えていてもよく、ウエハＷの側周面を規制部５２側へ押し付けることにより、当該ウエハＷが可動部材５１及び規制部５２によって保持されればよい。
可動部材５１の被押圧部５１５は、通常は回転板２０に形成された溝部（図示せず）内に収まるように設けられている。また、被押圧部５１５は、支持板３０が回転板２０から浮上した状態においては、上記の溝部からから飛び出す方向に付勢されている。被押圧部５１５のこの機能を実現するため、可動部材５１は、被押圧部５１５における回転板２０の中心部側の端部が跳ね上がるように水平方向の回動軸５１３周りに回動自在に軸支されている。
可動部材５１の側面は、回動軸５１３に巻き掛けられたねじりバネ状のバネ部材５１４と接続されている。バネ部材５１４は、起立部５１１を回転板２０の径方向外側へ向けて倒す方向に付勢されており、この結果、被押圧部５１５の端部が跳ね上がって回転板２０に形成された溝部から飛び出した状態となる。
規制部５２は、予め定められた位置（ウエハＷを挟んで可動部材５１に対向する位置）に固定されている。規制部５２は、支持板３０が回転板２０に載置されたときウエハＷの側周面を規制すると共に、可動部材５１と協働してウエハＷを保持する役割を果たす。規制部５２は支持板３０の周方向に沿って、予め定められた位置に複数個設けられている。規制部５２は、可動部材５１に対向する位置に１つずつ設けられていてもよいし、複数の規制部５２と１つの可動部材５１とが対向してウエハＷを保持する構成としてもよい。一例として、図４では、３つの可動部材５１が中心角１２０°となるように均等に配置されると共に、可動部材５１に対してウエハＷの中心を基準にして対向する位置に３つの規制部５２が設けられる例を示している。このような構成の場合、３つの可動部材５１及び規制部５２が、中心角６０°の間隔で交互に均等配置されていることになる。
上記の可動部材５１に対し、支持板３０を降下させて回転板２０に載置すると、可動部材５１の被押圧部５１５が支持板３０に押圧される。そのため、可動部材５１が回動軸周りに回動し、起立部５１１が回転板２０の中心部側に移動して支持板３０上のウエハＷを側周面から押すことになる。起立部５１１は、回転板２０の溝部と支持板３０との間に形成される隙間から上方側へ伸び出してウエハＷを規制及び保持している。このように、支持板３０は、可動部材５１の被押圧部５１５を押圧する部材として機能しており、可動部材作動機構としての機能を有する。
上記で説明した回動軸５１３を利用した可動部材５１の移動は一例である。ウエハＷの移動に伴う可動部材５１の移動方法は、上記の方法に限定されない。すなわち、可動部材５１は、回動軸５１３を使用しない構成であってもよい。例えば、ウエハＷの径方向に沿って可動部材５１を移動させることにより、可動部材５１及び規制部５２を用いてウエハＷの保持が行われている状態と、ウエハＷの保持が行われていない状態と、を切り替える構成としてもよい。
上記の基板処理装置１０では、可動部材５１及び規制部５２によってウエハＷが保持された状態で、処理液等がウエハＷに供給されて、ウエハＷに係る処理が行われる。従来は、可動部材５１として、ＰＦＡ（Perfluoroalkoxyalkane）、カーボンブラックを添加したＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）などの導電性の部材が用いられている場合がある。回転板２０上に支持板３０を載置したときに、被押圧部５１５と接触する支持板３０の下面側の領域には導電性材料からなる導電部３３が設けられると共に、導電部３３と接触する回転板２０の上面側の領域にも導電性材料からなる導電部２４が設けられる。したがって、導電部２４を接地すると、帯電した状態で可動部材５１に保持されるウエハＷを除電するための接地回路を構成することができる。このように、導電性の部材が用いられた可動部材５１は、ウエハＷの除電を行う機能を有するといえる。特に、純水等を用いたウエハＷのリンス処理時には、ウエハＷの除電を行うことが必要であると考えられる。
一方、上記の基板処理装置１０を用いて導電性膜を有するウエハＷの液処理としてウエットエッチングを行った場合、可動部材５１とウエハＷの導電性膜が接触する領域の近傍において、他の領域と比較してエッチングが進行するという現象が生じる場合がある。
可動部材５１近傍での液処理の促進が生じるウエハＷとしては、例えば、シリコン等からなる主基板上に、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、または、コバルト（Ｃｏ）等の導電性膜が形成されているウエハＷが挙げられる。ウエハＷの導電性の膜と可動部材５１とを接触させた状態で液処理（エッチング処理）を行うと、ウエハＷ表面のうち、特定の領域で他の領域よりもエッチングが進行される特異点が生じてしまう場合があることが発明者らにより確認された。具体的には、可動部材５１により保持される領域の近傍（図４で示す領域Ｒ１付近）において、エッチングが進行する特異点が確認された。なお、エッチング液としてはＳＰＭ（Sulfuric acid Peroxide Mixture：硫酸過水）等が用いられるが、エッチング液の種類によらず、エッチングが進行する可能性があると考えられる。
エッチングに係る特異点が可動部材５１の近傍に生じてしまう原因について発明者らが鋭意研究の結果、以下の原因が考えられた。すなわち、導電性膜を処理するための処理液と導電性膜との間の酸化還元反応において、導電性膜側から放出される電子が可動部材５１を通過することにより、可動部材５１及びウエハＷの導電性膜を経由する電気回路が形成されることが原因として考えられた。この電気回路を利用して電子が移動することで、導電性膜において電子の放出が促進されることにより、導電性膜の膜材料イオンの遊離、すなわち、処理液による導電性膜のエッチングが促進されることが考えられた。
発明者らの研究の結果、上記の導電性膜のエッチングの促進は、ウエハＷが導電性膜と直接触れていない場合であっても、発生し得ることが確認された。例えば、ウエハＷの周縁部の導電性膜を除去した場合、可動部材５１はウエハＷの主基板に対して当接することになり、導電性膜とは直接接触しないことになる。上述の電気回路が可動部材５１及びウエハＷの導電性膜のみを経由するのであれば、可動部材５１がウエハＷの導電性膜とは直接接触しない場合には、電気回路が形成されないと考えられる。しかしながら、実際には、上記のようにウエハＷの導電性膜とは直接接触しない場合でも、可動部材５１周辺でのエッチングの促進が生じる場合があることが発明者らにより確認された。すなわち、ウエハＷの導電性膜及び可動部材５１だけでなく、処理液（ウエハＷ及び可動部材５１の周辺に対流する処理液）及びウエハＷの主基板をも経由した電気回路が形成される可能性があることが示された。
上述の通り、可動部材５１の周辺において少なくとも可動部材５１及び導電性膜を経由する電気回路が形成されると、可動部材５１の近傍でのエッチングの促進を引き起こすと考えられる。したがって、電気回路の形成を妨げることによってエッチングの促進を抑制することができる。つまり、可動部材５１を通る電気回路が形成されないような構成とすることで、可動部材５１の近傍における導電性膜に対するエッチングの促進も防ぐことができる。可動部材５１を経由する電気回路の形成を防ぐためには、可動部材５１自体に対して電気が流れない構成、すなわち、可動部材５１とウエハＷとの間で電気が流れないまたは流れることが困難な構成とすることが考えられる。具体的には、可動部材５１の抵抗値（電気抵抗）を大きくするかまたは絶縁体とすることが挙げられる。しかしながら、上記のように可動部材５１とウエハＷとの間で電気が流れない構成とすると、可動部材５１によるウエハＷの除電を行うことができなくなり、ウエハＷの帯電による静電破壊等が生じることが考えられる。具体的には、可動部材５１とウエハＷとを経由する電気回路の形成を防ぐためには、可動部材５１の抵抗値は、例えば１０１５Ω以上であることが望まれる。一方、可動部材５１を利用してウエハＷの除電を効果的に行うためには、可動部材５１の抵抗値は、例えば１０５Ω以下であることが望まれる。
そこで、本実施形態に係る基板処理装置１０では、処理液によりウエハＷのエッチングを行う際には可動部材５１を通る電気回路の形成が防がれると共に、ウエハＷの除電としての機能も実現可能な構成とする。そのため、可動部材５１は、抵抗値（電気抵抗）を変更可能な構成とする。処理液によるウエハＷのエッチング時には、可動部材５１の抵抗値を高めることで可動部材５１とウエハＷとを経由する電気回路が形成されることを防ぐことができる。また、処理液によるウエハＷのエッチング時以外（例えば、リンス時）には、可動部材５１の抵抗値を小さくすることでウエハＷからの除電を促進する。このような構成とすることで、エッチング時に可動部材５１の周辺のウエハＷにおいてエッチングが促進されることを防ぐことができる。
上記の作用を奏する可動部材５１の具体的な構成として、以下に３つの構成例を説明する。
（第１構成例）
まず、第１構成例として、可動部材とウエハＷとの接触面積を変化させることにより、ウエハＷと可動部材との間を流れる電流に対する抵抗値を変化させる構成を説明する。図５（Ａ）に示すように、第１構成例では、可動部材５１ＡがウエハＷに対する接触面積Ｓを変化可能であるとする。図５（Ａ）に示すように、複数（例えば、３つ）の可動部材５１Ａが設けられている場合には、複数の可動部材５１Ａに対応して、ウエハＷとの接触面積を変化させるための抵抗値変更機構５１８が個別に設けられている。なお、抵抗値変更機構５１８は、複数の可動部材５１Ａの抵抗値を一体的に変更可能な構成であってもよい。なお、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）では、抵抗値変更機構５１８の記載を省略している。
可動部材５１ＡとウエハＷとの接触面積Ｓを変化させる方法としては、例えば、可動部材５１Ａの形状を変化させる方法、及び、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触位置を変化させる方法が挙げられる。
図５（Ｂ）は、可動部材５１Ａの形状を変化させる方法の具体例を示している。平面視において可動部材５１Ａの先端部（図１等の起立部５１１の先端に相当する位置）の幅（周方向に沿った長さ）を変更させることが可能である場合、幅を変化させることで、接触面積Ｓを変化させることができる。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す状態と比較して、可動部材５１Ａの幅を狭くすることで、接触面積Ｓを小さくさせた状態を示している。先端の幅を変更可能な可動部材５１Ａとしては、例えば、可動部材５１Ａの先端に弾性を有する材料を使用し、例えば、抵抗値変更機構５１８による押圧力を変化させることで、可動部材５１Ａの先端部の幅を変化させる構成が挙げられる。なお、可動部材５１Ａの先端部の幅を変化させることに代えて、可動部材５１Ａの先端部の厚さを変化させることで接触面積Ｓを変化させる構成としてもよい。
図５（Ｂ）に示すように、可動部材５１Ａの先端部の形状を変化させることによって接触面積Ｓを変化させる構成とすることで、抵抗値変更機構５１８によりウエハＷと可動部材との間を流れる電流に対する抵抗値を変化させることができる。
図５（Ｃ）は、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触位置を変化させる方法の具体例を示している。図５（Ｃ）に示す例では、可動部材５１Ａの先端部（図１等の起立部５１１の先端に相当する位置）を、平面視において四角形となるように可動部材５１Ａの先端部（起立部５１１の先端５１２）を構成している。可動部材５１Ａを回転させることで、ウエハＷに対する接触位置を、図５（Ａ）に示す特定の一辺から、四角形の先端部の角に変更し、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触面を変更している。すなわち、可動部材５１ＡはウエハＷとの接触面を複数有していて、接触面を変更することにより接触面積Ｓを変化させている。抵抗値変更機構５１８は、先端部を回転させることで、ウエハＷに対する接触位置を変更する機能を有する。このように、可動部材５１Ａを回転させて接触面を変更することで、接触面積Ｓを小さくしてもよい。なお、図５（Ｃ）に示す例では、平面視において接触面積Ｓが変わるように可動部材５１Ａの先端部を回転させているが、回転方向は適宜変更することができる。また、可動部材５１Ａの形状を変更することで、接触面積Ｓの変化の度合いなどを調整することもできる。
可動部材５１Ａの形状を変化させる方法、及び、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触位置を変化させる方法は、いずれも、可動部材の数を変更することなく抵抗値の変更を実現することができる。可動部材５１Ａの形状を変化させる方法、及び、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触位置を変化させる方法に共通するが、可動部材５１ＡとウエハＷとの接触面積Ｓが変更可能であればよい。したがって、図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示すように、平面視における接触面積Ｓの変更が必須ではない。また、少なくとも可動部材５１ＡとウエハＷとの接触面積Ｓを変更可能であればよく、可動部材５１Ａ全体を変形させる、または、回転させる必要はない。
（第２構成例）
第２構成例として、抵抗値が互いに異なる２種類の可動部材を組み合わせて使用することで、ウエハＷと可動部材との間を流れる電流に対する抵抗値を変化させる構成を説明する。
第２構成例では、互いに異なる２種類の可動部材として、図６（Ａ）に示すように、抵抗値が互いに異なる２種類の可動部材５１Ｂ（第１の保持部）及び可動部材５１Ｃ（第２の保持部）を用いる場合について説明する。可動部材５１Ｂ，５１Ｃは、例えば、形状が同一としながら、互いに異なる材料を用いることにより、互いに異なる抵抗値を有している構成とすることができる。具体的には、例えば、可動部材５１Ｂとして、従来から可動部材として用いられているＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone、登録商標）、または、ＰＦＡ（Perfluoroalkoxyalkane）などが挙げられる。これらの材料は、比較的抵抗値が低い（小さい）材料である。また、可動部材５１Ｃとしては、例えば、ＰＣＴＦＥ（Polychlorotrifluoroethylene）、セラミックなどの抵抗値が高い（大きい）材料を用いることが挙げられる。なお、可動部材５１Ｂ，５１Ｃそれぞれの全体が上記の材料で構成されていなくてもよく、可動部材５１Ｂ，５１Ｃの先端部（起立部５１１の先端５１２）の一部のみが上記の材料により構成されていてもよい。また、可動部材を射出成型によって作成する場合には、可動部材５１Ｂ，５１Ｃの材料は同じとしつつ、例えば、可動部材５１Ｃでは、ウエハＷとの接触部分を金型に接触しているスキン層により構成することで、抵抗値を変更することが考えられる。このように、可動部材によって抵抗値を異ならせる方法は特に限定されない。
なお、上記の通り、ウエハＷと可動部材との接触面を通る電気回路が形成されることによりウエハＷのエッチングが促進されると考えられる。したがって、所望の抵抗値を実現可能な範囲で、少なくとも可動部材の先端部（起立部５１１の先端５１２）が所定の材料により構成されていればよい。
上記のような２種類の可動部材５１Ｂ，５１Ｃを、それぞれ３つずつ、図６（Ａ）に示すように、中心角６０°の間隔で交互に均等配置する。このような構成とした場合、可動部材５１Ｂ，５１Ｃのそれぞれが、中心角１２０°の間隔で均等配置された状態となる。なお、可動部材５１Ｂ，５１Ｃに対応して規制部５２（図２等参照）が適宜配置される。
複数の可動部材５１Ｂ，５１Ｃは、いずれも抵抗値変更機構５１８に対して接続されていて、抵抗値変更機構５１８の動作により、ウエハＷに対する接触の有無を切り替えることが可能とされている。
このような構成の場合、図６（Ａ）に示すように、可動部材５１ＢのみがウエハＷに対して接触している場合には、可動部材５１Ｂの抵抗値がある程度低いため、ウエハＷと可動部材５１Ｂとの間で通電しやすい状況となっている。したがって、ウエハＷからの除電を好適に行うことができる。一方、図６（Ｂ）に示すように、可動部材５１ＣのみがウエハＷに対して接触している場合には、可動部材５１Ｃの抵抗値がある程度高いため、ウエハＷと可動部材５１Ｂとの間での通電が難しい状況となる。
したがって、例えば、ウエハＷのエッチングを行う場合には、抵抗値変更機構５１８を作動させて可動部材５１ＣによりウエハＷを保持する構成として、ウエハＷと可動部材５１Ｃとの間で電流が流れないような構成とする。そして、ウエハＷのエッチングを行わない場合には、抵抗値変更機構５１８を作動させて可動部材５１ＢによりウエハＷを保持する構成として、ウエハＷと可動部材５１Ｂとの間での通電を促進し、除電を行う。このように、ウエハＷを保持する可動部材５１Ｂ，５１Ｃを変更することにより可動部材の抵抗値を変更してもよい。
なお、抵抗値変更機構５１８は、ウエハＷを保持する可動部材５１Ｂ，５１Ｃを変更することにより、ウエハＷに対して接触する可動部材の抵抗値が低い状態と高い状態とを切り替えている。図６（Ａ），（Ｂ）では、抵抗値変更機構５１８は、可動部材５１Ｂと可動部材５１Ｃとを完全に持ち替えることで、ウエハＷに対して接触する可動部材の種類を変更することにより抵抗値を切り替えている場合に説明した。しかしながら、抵抗値変更機構５１８は、ウエハＷに対して接触する可動部材の抵抗値が低い状態と高い状態とを切り替え可能であればよく、ウエハＷに対して接触する可動部材をどのように組み合わせて上記の２つの状態を実現するかは特に限定されない。
例えば、可動部材５１Ｂ，５１Ｃの全てを用いてウエハＷを保持することによって（図６（Ａ）の可動部材５１Ｂ及び図６（Ｂ）の可動部材５１Ｃを組み合わせた状態とすることによって）、ウエハＷに対して接触する可動部材の抵抗値が低い状態を実現してもよい。また、抵抗値が互いに異なる２種類の可動部材だけでなく３種類以上の可動部材を組み合わせて２つの状態を切り替えてもよい。また、１種類の可動部材のみを用い、ウエハＷを保持する可動部材の数を変更することにより２つの状態を切り替えてもよい。このようにウエハＷを保持する可動部材の種類（または数）を変更してウエハＷと接触する可動部材の抵抗値を変更する構成とした場合、可動部材の移動のみによって抵抗値を変更することができるため、簡単な構成により実現することができる。
（第３構成例）
第３構成例として、可動部材５１自体が抵抗値を可変である場合について説明する。従来から用いられている可動部材５１の材料は、一般的に抵抗値が一定値のものである。しかしながら、この抵抗値が可変である材料を可動部材５１に用いることで、ウエハＷと可動部材との間を流れる電流に対する抵抗値を変化させる構成としてもよい。
具体的には、自身が受ける力によって導電性が変化する材料、すなわち、感圧導電性材料を可動部材５１として用いることで、抵抗値を変化させることができる。感圧導電性材料としては、例えば、感圧導電性エラストマー（感圧導電性ゴム）が挙げられる。
支持板３０による押圧によって可動部材５１は回動し、ウエハＷと接触してウエハＷを支持する。このとき、ウエハＷから受ける力を大きくすることにより可動部材５１の抵抗値が上昇する構成とすると、処理に応じて可動部材５１の抵抗値を変化させることができる。具体的には、例えば、ウエハＷがエッチング処理を行っている間は可動部材５１の受ける力を大きくすることで抵抗値を大きくし、ウエハＷがエッチング処理を行っていない間は可動部材５１の受ける力を小さくすることで抵抗値を小さくすることが可能となる。上記の構成を実現する場合、例えば、可動部材５１の回動を引き起こす支持板３０、または、可動部材５１を支持するバネ部材５１４などを抵抗値変更機構５１８とすることができる。すなわち、支持板３０が可動部材５１の回動方向を制御し、可動部材５１によってウエハＷを保持する力を強くすることで、導電性を変化させる構成とすることができる。なお、可動部材５１が受ける力を変化させる抵抗値変更機構５１８として、他の部材等を別途設けてもよい。例えば、ウエハＷに対する可動部材５１による押し付け力を変化させるための機構を可動部材５１の外側（例えば、内カップ４１の近傍）に設けてもよい。また、可動部材５１が受ける力を変化することができればよく、例えば、ウエハＷに対する可動部材５１の押し付けではなく、空気または風圧等を利用して可動部材５１が受ける力を変化させてもよい。
また、自身の周辺の温度によって導電性が変化する材料、すなわち、温度反応性の導電性材料を可動部材５１として用いることで、抵抗値を変化させることができる。このような材料としては、例えば、ＰＣＴサーミスタが挙げられるが、これに限定されるものではない。エッチング処理を行う際の処理液は４０度以上であることが一般的である一方、他の処理では処理液の温度が４０度よりも小さいことが一般的である。したがって、温度変化を利用して、高温時（例えば、４０度以上）では、抵抗値が大きくなる材料を可動部材５１として用いる。これにより、ウエハＷがエッチング処理を行っている間は可動部材５１の温度が高くなることで抵抗値を大きくすることができる。一方、ウエハＷがエッチング処理を行っていない間は可動部材５１の温度が低くなることで抵抗値を小さくすることが可能となる。なお、温度によって抵抗値が変化する材料を可動部材５１として用いる場合、例えば、可動部材５１の周辺の温度を変化させる、すなわち、処理液の供給に係る上面用ノズル７４及び処理液の供給を制御する制御部１８が、抵抗値変更機構５１８として機能し得る。
可動部材５１自体が抵抗値を可変である第３の構成例は、いずれも、可動部材の数を変更することなく抵抗値の変更を実現することができる。さらに、ＰＣＴサーミスタを可動部材５１として用いる場合、処理液の温度の変更に応じて抵抗値が変化するため、可動部材の移動等を制御するための新たな動作機構等を用いることなく、抵抗値の変更が可能な可動部材を実現することができる。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
例えば、上述の例示的実施形態では、ウエハＷを保持する保持部として、回転板２０及び支持板３０上で回転するウエハＷを保持する可動部材５１及び規制部５２である場合について説明した。しかしながら、エッチング処理時にウエハＷを保持する保持部は可動部材５１及び規制部５２とは異なる部材であってもよい。例えば、保持部は、ウエハＷの側周面を保持するメカチャックではなく、ウエハＷの裏面を保持して回転させる所謂スピンチャックであってもよい。
また、上述の例示的実施形態では、３つの構成例を説明したが、これらを組み合わせて用いてもよい。
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
［例示］
例１：一つの例示的実施形態において、基板処理装置は、基板を保持する保持部と、前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、を有する。上記のように、保持部の電気抵抗を変更可能な構成とすることにより、例えば、処理液による液処理の段階に応じて保持部の電気抵抗を変更することができる。したがって、例えば、保持部の電気抵抗が低いために保持部と基板との間で電流が流れることを防ぐことで、基板の腐食等を防ぐことも可能となり、基板表面のエッチングを好適に行うことができる。
例２：例１に記載の基板処理装置において、前記保持部は、電気抵抗が小さい第１の保持部と、電気抵抗が大きい第２の保持部と、を有し、前記抵抗値変更機構は、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間で前記基板を保持する保持部を切り替えることで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様としてもよい。この場合、第１の保持部と第２の保持部との間で基板を保持する保持部を切り替えることで、基板に対して接触する保持部の電気抵抗を変更することが可能となるため、簡単な構成で電気抵抗の変更を実現することができる。
例３：例１に記載の基板処理装置において、前記保持部は、基板との接触面積が互いに異なる保持面を有し、前記抵抗値変更機構は、前記保持部と前記基板との接触面積を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様としてもよい。この場合、保持面を変更することで保持部の接触面積を変更し、基板に対して接触する保持部の電気抵抗を変更することが可能となるため、保持部の数を増やさずとも電気抵抗の変更を実現することができる。
例４：例１に記載の基板処理装置において、前記保持部は、複数設けられ、前記抵抗値変更機構は、前記基板に接触する保持部の数を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様としてもよい。この場合、基板を保持する保持部の数を変更することで、基板に対して接触する保持部の電気抵抗を変更することが可能となるため、簡単な構成で電気抵抗の変更を実現することができる。
例５：例１に記載の基板処理装置において、前記保持部は、感圧導電性材料により構成され、前記抵抗値変更機構は、前記保持部が前記基板から受ける力を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様としてもよい。この場合、抵抗値変更機構によって基板が受ける力を変更することで基板に対して接触する保持部の電気抵抗を変更することが可能となるため、保持部の持ち替え等を行うことなく電気抵抗の変更を実現することができる。
例６：例１に記載の基板処理装置において、前記保持部は、ＰＴＣサーミスタにより構成され、前記抵抗値変更機構は、前記保持部の周囲に流す処理液の温度を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様とすることができる。この場合、処理液の温度を変更することで保持部の接触面積を変更し、基板に対して接触する保持部の電気抵抗を変更することが可能となるため、保持部の持ち替え等を行うことなく電気抵抗の変更を実現することができる。
例７：一つの例示的実施形態において、基板処理方法は、保持部により保持された基板に対して処理液を供給して処理を行う基板処理方法において、処理中に前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する態様としてもよい。この場合、例１と同様の作用効果を奏する。
例８：例７に記載の基板処理方法において、エッチング処理を行う時に、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を大きくする態様としてもよい。エッチング処理を行う場合に、基板と保持部との間で電流が流れることにより、基板の腐食が発生し得る。これに対して、上記の態様とすることで、基板の腐食等を防ぐことも可能となり、基板表面のエッチングを好適に行うことができる。
例９：例７または例８に記載の基板処理方法において、リンス処理を行う時に、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を小さくする態様としてもよい。リンス処理を行う際には、基板に対して保持部が電気的に接続して除電を行うことが求められる。したがって、上記の太陽とすることで、基板の除電が好適に行われ、基板の損傷等を防ぐことができる。
１…基板処理システム、４…制御装置、１０…基板処理装置、１８…制御部、１９…記憶部、２０…回転板、２５…回転軸、３０…支持板、４１…内カップ、４２…中カップ、４３…外カップ、５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ…可動部材、５１１…起立部、５１２…先端、５１８…抵抗値変更機構。

Claims (8)

  1. 基板を保持する保持部と、
    前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、
    を有し、
    前記保持部は、第１の保持部と、前記第１の保持部よりも電気抵抗が大きい第２の保持部と、を有し、
    前記抵抗値変更機構は、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間で前記基板を保持する保持部を切り替えることで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理装置。
  2. 基板を保持する保持部と、
    前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、
    を有し、
    前記保持部は、基板との接触面積が互いに異なる保持面を有し、
    前記抵抗値変更機構は、前記保持部と前記基板との接触面積を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理装置。
  3. 基板を保持する保持部と、
    前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、
    を有し、
    前記保持部は、複数設けられ、
    前記抵抗値変更機構は、前記基板に接触する保持部の数を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理装置。
  4. 基板を保持する保持部と、
    前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、
    を有し、
    前記保持部は、感圧導電性材料により構成され、
    前記抵抗値変更機構は、前記保持部が前記基板から受ける力を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理装置。
  5. 基板を保持する保持部と、
    前記保持部により保持された前記基板に対して処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更可能な抵抗値変更機構と、
    を有し、
    前記保持部は、ＰＴＣサーミスタにより構成され、
    前記抵抗値変更機構は、前記保持部の周囲に流す処理液の温度を変更することで、前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理装置。
  6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて、保持部により保持された基板に対して処理液を供給して処理を行う基板処理方法において、
    処理中に前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を変更する、基板処理方法。
  7. 前記処理は、エッチング処理と、他の処理とを含み、
    前記エッチング処理を行う時に、前記他の処理を行う時と比べて前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を大きくする、請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 前記処理は、エッチング処理と、リンス処理とを含み、
    前記リンス処理を行う時に、前記エッチング処理を行う時と比べて前記基板に対して接触する前記保持部の電気抵抗を小さくする、請求項６に記載の基板処理方法。
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