JP7488729B2 - 大気圧プラズマ源、および、基板処理装置 - Google Patents

大気圧プラズマ源、および、基板処理装置 Download PDF

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Description

本願明細書に開示される技術は、大気圧プラズマ源、および、基板処理装置に関するものである。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、有機ＥＬ(ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)表示装置などのｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ（ＦＰＤ）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、フォトマスク用ガラス基板、セラミック基板、電界放出ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ、すなわち、ＦＥＤ）用基板、または、太陽電池用基板などが含まれる。
従来から、基板処理において、大気圧プラズマによる照射、または、液中プラズマによるプラズマ水などを、濡れ性の向上または有機物の除去などに用いる方法が開示されている（たとえば、特許文献１を参照）。
特開２００７－２７３８６５号公報
プラズマによって生じるイオンまたはラジカルなどの活性種を基板処理に用いる場合、処理箇所に応じて活性種の密度が調整されることが望ましいが、特許文献１に示される方法では、プラズマ源から供給される活性種の密度を調整することは困難である。
本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、プラズマ源から供給される活性種の密度の自由度を高めるための技術である。
本願明細書に開示される技術の第１の態様である大気圧プラズマ源は、誘電部材と、前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、前記電極対は、第１の電極と、前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、前記誘電部材は、中空構造であり、前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なり、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第２の態様である大気圧プラズマ源は、誘電部材と、前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、前記電極対は、第１の電極と、前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、前記誘電部材は、板状部材であり、前記第１の電極は、前記誘電部材の上面に設けられ、前記第２の電極は、前記誘電部材の下面に設けられ、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第３の態様である大気圧プラズマ源は、誘電部材と、前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、前記電極対は、第１の電極と、前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、前記誘電部材は、前記第１の電極と前記第２の電極との間において、前記第１の方向に移動可能である。
本願明細書に開示される技術の第４の態様である大気圧プラズマ源は、第１から３のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離は、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第５の態様である大気圧プラズマ源は、第１から４のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材の、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における厚さは、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第６の態様である大気圧プラズマ源は、第３の態様に関連し、前記誘電部材は、中空構造であり、前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なり、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第７の態様である大気圧プラズマ源は、第１、３および６のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重なって設けられる。
本願明細書に開示される技術の第８の態様である大気圧プラズマ源は、第２または３の態様に関連し、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第９の態様である大気圧プラズマ源は、第２または３の態様に関連し、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第１０の態様である大気圧プラズマ源は、第２、３、８および９のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重ならずに設けられる。
本願明細書に開示される技術の第１１の態様である大気圧プラズマ源は、第２、３、８、９および１０のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極および前記第２の電極は、平面視において櫛形状である。
本願明細書に開示される技術の第１２の態様である大気圧プラズマ源は、第１から１１のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材は、石英で形成される。
本願明細書に開示される技術の第１３の態様である基板処理装置は、基板を回転可能に保持する基板保持機構と、前記基板の上方に配置される大気圧プラズマ源とを備え、大気圧プラズマ源が、誘電部材と、前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、前記電極対は、第１の電極と、前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、前記第１の方向は、前記基板の径方向に沿う方向である。
本願明細書に開示される技術の第１４の態様である基板処理装置は、第１３の態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離は、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第１５の態様である基板処理装置は、第１３または１４の態様に関連し、前記誘電部材の、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における厚さは、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第１６の態様である基板処理装置は、第１３から１５のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材は、中空構造であり、前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第１７の態様である基板処理装置は、第１６の態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第１８の態様である基板処理装置は、第１６の態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第１９の態様である基板処理装置は、第１６から１８のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重なって設けられる。
本願明細書に開示される技術の第２０の態様である基板処理装置は、第１３から１５のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材は、板状部材であり、前記第１の電極は、前記誘電部材の上面に設けられ、前記第２の電極は、前記誘電部材の下面に設けられ、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向において異なる。
本願明細書に開示される技術の第２１の態様である基板処理装置は、第２０の態様に関連し、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第２２の態様である基板処理装置は、第２０の態様に関連し、前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。
本願明細書に開示される技術の第２３の態様である基板処理装置は、第２０から２２のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重ならずに設けられる。
本願明細書に開示される技術の第２４の態様である基板処理装置は、第２０から２３のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記第１の電極および前記第２の電極は、平面視において櫛形状である。
本願明細書に開示される技術の第２５の態様である基板処理装置は、第１３から２４のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材は、石英で形成される。
本願明細書に開示される技術の第２６の態様である基板処理装置は、第１３から２５のうちのいずれか１つの態様に関連し、前記誘電部材は、前記第１の電極と前記第２の電極との間において、前記第１の方向に移動可能である。
本願明細書に開示される技術の第２７の態様である基板処理装置は、第１３の態様に関連し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記静電容量は、前記基板の径方向外側の方が、前記基板の径方向内側よりも大きい。
本願明細書に開示される技術の少なくとも第１の態様によれば、電極間の静電容量が第１の方向において異なっているため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。そのため、大気圧プラズマ源によって供給される活性種の第１の方向における密度の自由度を高めることができる。
また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
実施の形態に関する、基板処理システムの構成の例を概略的に示す平面図である。 図１に示された制御部の構成の例を概念的に示す図である。 実施の形態における、基板処理装置としての処理ユニットの構成の例を概略的に示す側面図である。 基板の上面に対向して配置される処理液ノズルおよびプラズマ処理部の構成の例を示す断面図である。 基板処理装置の動作の例を示すフローチャートである。 気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部の構成の例を示す平面図である。 基板の上面に対向して配置される処理液ノズルおよびプラズマ処理部の構成の例を示す断面図である。 大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部の構成の例を示す平面図である。 大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部の構成の例を示す断面図である。 大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部の構成の例を示す断面図である。
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるためにそれらすべてが必ずしも必須の特徴ではない。
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化が図面においてなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
また、以下に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
また、以下に記載される説明において、「第１の」または「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。
また、以下に記載される説明における、相対的または絶対的な位置関係を示す表現、たとえば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」または「同軸」などは、特に断らない限りは、その位置関係を厳密に示す場合、および、公差または同程度の機能が得られる範囲において角度または距離が変位している場合を含むものとする。
また、以下に記載される説明において、等しい状態であることを示す表現、たとえば、「同一」、「等しい」、「均一」または「均質」などは、特に断らない限りは、厳密に等しい状態であることを示す場合、および、公差または同程度の機能が得られる範囲において差が生じている場合を含むものとする。
また、以下に記載される説明における、「対象物を特定の方向に移動させる」などの表現は、特に断らない限りは、対象物を当該特定の方向と平行に移動させる場合、および、対象物を当該特定の方向の成分を有する方向に移動させる場合を含むものとする。
また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置または方向を意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の位置または方向とは関係しないものである。
また、以下に記載される説明において、「…の上面」または「…の下面」などと記載される場合、対象となる構成要素の上面自体または下面自体に加えて、対象となる構成要素の上面または下面に他の構成要素が形成された状態も含むものとする。すなわち、たとえば、「甲の上面に設けられる乙」と記載される場合、甲と乙との間に別の構成要素「丙」が介在することを妨げるものではない。
また、以下に記載される説明において、形状を示す表現、たとえば、「四角形状」または「円筒形状」などは、特に断らない限りは、厳密にその形状であることを示す場合、および、公差または同程度の機能が得られる範囲において凹凸または面取りなどが形成されている場合を含むものとする。
＜実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する基板処理システムにおける基板処理装置、さらには、大気圧プラズマ源について説明する。
＜基板処理システムの構成について＞
図１は、本実施の形態に関する基板処理システム１の構成の例を概略的に示す平面図である。基板処理システム１は、ロードポート４００と、インデクサロボット４０２と、センターロボット４０６と、制御部９０と、少なくとも１つの処理ユニット１００（図１においては４つの処理ユニット）とを備える。
それぞれの処理ユニット１００は、基板Ｗ（ウエハ）を処理するためのものであり、そのうちの少なくとも１つが、基板処理装置に対応する。基板処理装置は、基板処理に用いることができる枚葉式の装置であり、具体的には、基板Ｗに付着している有機物を除去する処理を行う装置である。基板Ｗに付着している有機物は、たとえば、使用済のレジスト膜である。当該レジスト膜は、たとえば、イオン注入工程用の注入マスクとして用いられたものである。
なお、処理ユニット１００は、チャンバ８０を有することができる。その場合、チャンバ８０内の雰囲気を制御部９０によって制御することで、処理ユニット１００は、所望の雰囲気中における基板処理を行うことができる。
制御部９０は、基板処理システム１におけるそれぞれの構成（後述のスピンチャック１０のスピンモータ１０Ｄ、ノズルアーム２２のアクチュエータ２２Ｃ、ノズルアーム３２のアクチュエータ３２Ｃ、処理液供給源２９、バルブ２５、ガス供給源３９または交流電源４０など）の動作を制御することができる。キャリアＣは、基板Ｗを収容する収容器である。また、ロードポート４００は、複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構である。インデクサロボット４０２は、ロードポート４００と基板載置部４０４との間で基板Ｗを搬送することができる。センターロボット４０６は、基板載置部４０４および処理ユニット１００間で基板Ｗを搬送することができる。
インデクサロボット４０２、基板載置部４０４およびセンターロボット４０６は、それぞれの処理ユニット１００とロードポート４００との間で基板Ｗを搬送する。
未処理の基板ＷはキャリアＣからインデクサロボット４０２によって取り出される。そして、未処理の基板Ｗは、基板載置部４０４を介してセンターロボット４０６に受け渡される。
センターロボット４０６は、当該未処理の基板Ｗを処理ユニット１００に搬入する。そして、処理ユニット１００は基板Ｗに対して処理を行う。
処理ユニット１００において処理済みの基板Ｗは、センターロボット４０６によって処理ユニット１００から取り出される。そして、処理済みの基板Ｗは、必要に応じて他の処理ユニット１００を経由した後、基板載置部４０４を介してインデクサロボット４０２に受け渡される。インデクサロボット４０２は、処理済みの基板ＷをキャリアＣに搬入する。以上によって、基板Ｗに対する処理が行われる。
図２は、図１に示された制御部９０の構成の例を概念的に示す図である。制御部９０は、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成されていてよい。具体的には、制御部９０は、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、すなわち、ＣＰＵ）９１、リードオンリーメモリー（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリー（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＡＭ）９３、記憶装置９４、入力部９６、表示部９７および通信部９８と、これらを相互に接続するバスライン９５とを備える。
ＲＯＭ９２は基本プログラムを格納している。ＲＡＭ９３は、ＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として用いられる。記憶装置９４は、フラッシュメモリまたはハードディスク装置などの不揮発性記憶装置によって構成されている。入力部９６は、各種スイッチまたはタッチパネルなどによって構成されており、オペレータから処理レシピなどの入力設定指示を受ける。表示部９７は、たとえば、液晶表示装置およびランプなどによって構成されており、ＣＰＵ９１の制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）などを介してのデータ通信機能を有する。
記憶装置９４には、図１の基板処理システム１におけるそれぞれの構成の制御についての複数のモードがあらかじめ設定されている。ＣＰＵ９１が処理プログラム９４Ｐを実行することによって、上記の複数のモードのうちの１つのモードが選択され、当該モードでそれぞれの構成が制御される。なお、処理プログラム９４Ｐは、記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体を用いれば、制御部９０に処理プログラム９４Ｐをインストールすることができる。また、制御部９０が実行する機能の一部または全部は、必ずしもソフトウェアによって実現される必要はなく、専用の論理回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
図３は、本実施の形態における基板処理装置としての処理ユニット１００の構成の例を概略的に示す側面図である。
なお、図３に示される構成は、図１におけるチャンバ８０に囲まれていてよい。また、チャンバ８０内の圧力は、およそ大気圧（たとえば、０．５気圧以上、かつ、２気圧以下）であってよい。言い換えれば、後述するプラズマ処理は、大気圧で行われる大気圧プラズマ処理であってよい。
処理ユニット１００は、１枚の基板Ｗを略水平姿勢で保持しつつ、基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ｚ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック１０と、基板Ｗに処理液を吐出する処理液ノズル２０と、処理液ノズル２０に処理液を供給する処理液供給源２９と、処理液供給源２９から処理液ノズル２０への処理液の供給および供給停止を切り替えるバルブ２５と、処理液ノズル２０が端部に取り付けられたノズルアーム２２と、基板Ｗの上方に配置され、かつ、内部を流れるガスに大気圧下でプラズマを生じさせる大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部３０と、プラズマ処理部３０にガスを供給するガス供給源３９と、プラズマ処理部３０に交流電圧を印加する交流電源４０と、プラズマ処理部３０が端部に取り付けられたノズルアーム３２と、基板Ｗの回転軸線Ｚ１まわりにスピンチャック１０を取り囲む筒状の処理カップ１２とを備える。
ここで、処理液には、処理ユニット１００における基板処理の用途に応じてさまざまな液を用いることができる。たとえば、エッチング液として、塩酸、硫酸、フッ酸、リン酸、硝酸、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸、ペルオキソ硫酸塩、過酸化水素水または水酸化テトラメチルアンモニウムなどを含む液を用いることができる。また、洗浄液として、アンモニアと過酸化水素水との混合液（ＳＣ１）、または、塩酸と過酸化水素水との混合水溶液（ＳＣ２）などを含む液を用いることができる。また、洗浄液およびリンス液として脱イオン水（ＤＩＷ）を用いることができる。
本実施の形態においては、基板Ｗの上面に形成されたレジスト膜を除去するための処理が説明される。この場合には、処理液としては、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸円のうちの少なくとも１つを含む液、または、過酸化水素を含む液などが想定される。
処理液ノズル２０は、複数種の処理液が想定される場合には、それぞれの処理液に対応して複数設けられていてもよい。処理液ノズル２０は、基板Ｗの上面に処理液の液膜が形成されるように、基板Ｗに処理液を供給する。
ガス供給源３９は、プラズマ処理部３０へ、たとえば、Ｏ２（オゾンガス）、Ｎｅ、ＣＯ２、空気、不活性ガスまたはそれらの組み合わせであるガスを供給する。不活性ガスは、たとえば、Ｎ２または希ガスである。希ガスは、たとえば、ＨｅまたはＡｒなどである。たとえば、プラズマ処理部３０へ供給されるガスがＯ２を含む場合は、プラズマ処理部３０において活性種である酸素ラジカルを生じさせることができる。
スピンチャック１０は、略水平姿勢の基板Ｗの下面を真空吸着する円板状のスピンベース１０Ａと、スピンベース１０Ａの中央部から下方に延びる回転軸１０Ｃと、回転軸１０Ｃを回転させることによって、スピンベース１０Ａに吸着されている基板Ｗを回転させるスピンモータ１０Ｄとを備える。なお、スピンチャック１０の代わりに、スピンベースの上面外周部から上方に突出する複数のチャックピンを備え、当該チャックピンによって基板Ｗの周縁部を挟持する挟持式のチャックが用いられてもよい。
ノズルアーム２２は、アーム部２２Ａと、軸体２２Ｂと、アクチュエータ２２Ｃとを備える。アクチュエータ２２Ｃは、軸体２２Ｂの軸周りの角度を調整する。アーム部２２Ａの一方の端部は軸体２２Ｂに固定されており、アーム部２２Ａの他方の端部は軸体２２Ｂの軸から離れて配置される。また、アーム部２２Ａの他方の端部には、処理液ノズル２０が取り付けられている。そうすることによって、処理液ノズル２０は、基板Ｗの半径方向に揺動可能に構成される。なお、揺動による処理液ノズル２０の移動方向は、基板Ｗの半径方向の成分を有していればよく、基板Ｗの半径方向に厳密に平行である必要はない。ここで、ノズルアーム２２は、図示しないモータなどによって、鉛直方向に昇降可能であってもよい。その場合、ノズルアーム２２の端部に取り付けられた処理液ノズル２０と基板Ｗの上面との間の距離を、ノズルアーム２２の昇降によって調整可能である。
ノズルアーム３２は、アーム部３２Ａと、軸体３２Ｂと、アクチュエータ３２Ｃとを備える。アクチュエータ３２Ｃは、軸体３２Ｂの軸周りの角度を調整する。アーム部３２Ａの一方の端部は軸体３２Ｂに固定されており、アーム部３２Ａの他方の端部は軸体３２Ｂの軸から離れて配置される。また、アーム部３２Ａの他方の端部には、プラズマ処理部３０が取り付けられている。そうすることによって、プラズマ処理部３０は、基板Ｗの半径方向に揺動可能に構成される。なお、揺動によるプラズマ処理部３０の移動方向は、基板Ｗの半径方向の成分を有していればよく、基板Ｗの半径方向に厳密に平行である必要はない。ここで、ノズルアーム３２は、図示しないモータなどによって、鉛直方向に昇降可能であってもよい。その場合、ノズルアーム３２の端部に取り付けられたプラズマ処理部３０と基板Ｗの上面との間の距離を、ノズルアーム３２の昇降によって調整可能である。
また、図３においては、処理液ノズル２０とプラズマ処理部３０とが別々のノズルアームに取り付けられているが、処理液ノズル２０とプラズマ処理部３０とが共通のノズルアームに取り付けられて、処理液ノズル２０とプラズマ処理部３０とが連動して揺動してもよい。
＜基板処理装置の動作について＞
次に、基板処理装置の動作について説明する。本実施の形態に関する基板処理装置による基板処理方法は、処理ユニット１００へ搬送された基板Ｗに対し薬液処理を行う工程と、薬液処理が行われた基板Ｗに対し洗浄処理を行う工程と、洗浄処理が行われた基板Ｗに対し乾燥処理を行う工程と、乾燥処理が行われた基板Ｗを処理ユニット１００から搬出する工程とを備える。
以下では、基板処理装置の動作に含まれる、薬液処理中または薬液処理後に基板Ｗに付着している有機物（たとえば、使用済みのレジスト膜）を除去する工程（すなわち、上記の工程のうちの、薬液処理を行う工程、または、洗浄処理を行う工程に属する工程）について、図４および図５を参照しつつ説明する。ここで、図４は、基板Ｗの上面に対向して配置される処理液ノズル２０およびプラズマ処理部３０の構成の例を示す断面図である。また、図５は、基板処理装置の動作の例を示すフローチャートである。
図４に例が示されるように、樹脂などからなる処理液ノズル２０には処理液１０１が流れ、スピンチャック１０に保持された基板Ｗの上面において処理液１０１の液膜１０１Ａが形成される。
一方で、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部３０は、絶縁体などからなる中空構造の誘電部材３０Ａと、一対の電極３０Ｂとを備える。一対の電極３０Ｂは誘電部材３０Ａの外側面に取り付けられており、誘電部材３０Ａを介して互いに対向して配置されている。すなわち、一対の電極３０Ｂは、誘電部材３０Ａを挟んで配置される。なお、一対の電極３０Ｂは、図４においては誘電部材３０Ａに対して紙面手前側および紙面奥側に平面視で重なるように配置されている。
交流電源４０は、２つの電極３０Ｂ間に交流電圧を印加する。なお、交流電源４０に代わって直流パルス電源が用いられてもよい。その場合、たとえば、一方の電極３０Ｂが陽極とされ、他方の電極３０Ｂが陰極とされる。
次に、基板Ｗに付着している有機物を除去する工程について説明する。まず、スピンチャック１０が基板Ｗを保持する（図５におけるステップＳＴ０１）。そして、スピンチャック１０の回転によって、基板Ｗが回転する。
次に、処理液供給源２９から処理液ノズル２０へ処理液１０１が供給され、基板Ｗが回転している状態で、処理液ノズル２０から基板Ｗの上面へ処理液１０１が吐出される（図５におけるステップＳＴ０２）。この際、ノズルアーム２２の水平方向および鉛直方向における移動によってノズルアーム２２の端部に取り付けられている処理液ノズル２０の基板Ｗの上面における位置が調整される。なお、本実施の形態においては、基板Ｗが回転している状態で処理液１０１が吐出される場合が示されるが、基板Ｗは回転していなくともよいし、基板Ｗが低速回転するパドリング状態であってもよい。
処理液ノズル２０から処理液１０１が吐出されることによって、基板Ｗの上面に処理液１０１の液膜１０１Ａが形成される（図５におけるステップＳＴ０３）。ここで、液膜１０１Ａの膜厚は、たとえば、０．１ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ程度である。
一方で、ガス供給源３９からプラズマ処理部３０へガスが供給される（図５におけるステップＳＴ０４）。そして、一対の電極３０Ｂに所定の交流電圧が印加されることによって、一対の電極３０Ｂに挟まれる誘電部材３０Ａ内の空間の近傍においてプラズマが生じる（図５におけるステップＳＴ０５）。プラズマの作用によって、当該プラズマを通過するガスから活性種が生じる。活性種には、電荷を有するイオン、または、電気的に中性であるラジカルなどが含まれる。たとえば、ガスがＯ２を含むものである場合は、プラズマ処理部３０におけるプラズマの作用によって、活性種の一種である酸素ラジカルが生じる。
プラズマ処理部３０において発生した活性種は、誘電部材３０Ａ内の空間から液膜１０１Ａへと、ガス供給源３９から供給されるガスの流れに沿って移動する。このようにして、プラズマによって生じた活性種が、誘電部材３０Ａ内のガスとともに液膜１０１Ａに供給される（図５におけるステップＳＴ０６）。
活性種が液膜１０１Ａへと供給されることによって、液膜１０１Ａ中で活性種が処理液を活性化する。たとえば、活性種が酸素ラジカルを含む場合、酸素ラジカルの酸化力によって基板Ｗ上のレジスト膜の除去が促進される。
また、一対の電極３０Ｂを誘電部材３０Ａの端部に配置することによってプラズマが生じる位置を誘電部材３０Ａの端部近傍（たとえば、誘電部材３０Ａの基板Ｗに対向する端部から１ｍｍ程度）とすれば、生じた活性種が大幅に失活する前に、活性種を液膜１０１Ａへ供給することができる。
本実施の形態では、処理液としては、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む液、脱イオン水（ＤＩＷ）、または、過酸化水素を含む液が想定されるが、処理液として脱イオン水（ＤＩＷ）を用いれば、プラズマ処理によって酸化力などを高めつつ、排液の困難性の低減（安全性の向上）および低温処理（たとえば、１００℃以下）が可能となる。
なお、上記の説明では、処理液ノズル２０の動作の後にプラズマ処理部３０の動作が行われているが、動作順序はこれに限られるものではなく、たとえば、処理液ノズル２０の動作とプラズマ処理部３０の動作とがほぼ同時に行われてもよい。
また、プラズマを生じさせるプラズマ処理部３０の基板Ｗの上面における位置は、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの回転方向に移動する。これに加えて、ノズルアーム３２を駆動させてプラズマ処理部３０を揺動させることによって、プラズマを生じさせるプラズマ処理部３０の基板Ｗの上面における位置を、基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの径方向にも移動させてもよい。プラズマ処理部３０の基板Ｗの上面における位置が回転方向および径方向のうちの少なくとも一方に移動することによって、液膜１０１Ａに対してプラズマを均一に拡散させることができる。
また、液膜１０１Ａの形成は、基板Ｗの上面への処理液１０１の供給を開始することによって開始され、基板Ｗの上面への処理液１０１の供給を停止することによって停止されるが、処理液ノズル２０からの処理液１０１の供給を停止した後も、基板Ｗが高速回転していなければ（たとえば、基板Ｗが低速回転するパドリング、または、基板Ｗが回転していない状態など）、液膜１０１Ａは維持され得る。活性種の液膜１０１Ａへの供給は、処理液１０１の供給を開始した後、かつ、処理液１０１の供給を停止する前に行われるが、液膜１０１Ａが維持されている場合には、処理液１０１の供給が停止された後に活性種の液膜１０１Ａへの供給が行われてもよい。
なお、上記の除去処理の後、通常は、基板Ｗのリンス工程（洗浄工程）および乾燥工程が行われる。たとえば、リンス工程は、基板Ｗへ純水（ＤＩＷ）を吐出することによって行われ、乾燥工程は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥によって行われる。
図６は、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部３０の構成の例を示す平面図である。図６に例が示されるように、プラズマ処理部３０の誘電部材３０Ａは、プラズマ２００が生じ得る開口を有している。
ここで、誘電部材３０ＡのＹ軸方向（すなわち、一対の電極３０Ｂが誘電部材３０Ａを挟む方向）における開口幅は、Ｙ軸方向と直交する方向であるＸ軸正方向に向かうにつれて連続的に大きくなる。したがって、一対の電極３０Ｂの電極間距離も、Ｘ軸正方向に向かうにつれて連続的に大きくなる。そうすると、電極３０Ｂ間の静電容量は、Ｘ軸正方向に向かうにつれて小さくなる。
発明者らは、このような静電容量の変化によって、プラズマ処理によって生じる活性種の密度に変化が生じることを見出した。すなわち、図６に示される構造においては、Ｘ軸正方向に向かい静電容量が小さくなるにつれて、プラズマ処理によって生じる活性種の密度が低くなることを見出した。
図４に示されるように、ＸＹ平面に沿って保持された基板Ｗに対して、プラズマ処理によって生じた活性種をプラズマ処理部３０から液膜１０１Ａに供給する場合、図６に示されるプラズマ処理部３０の誘電部材３０Ａを、Ｘ軸正方向が基板Ｗの中心（Ｘ軸負方向が基板Ｗの外縁）となるように配置すると、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて液膜１０１Ａに供給される活性種の密度を高くすることができる。
回転している基板Ｗの液膜１０１Ａに対してプラズマ処理部３０から上記の活性種を均一に供給した場合、基板Ｗの径方向外側は径方向内側よりも周方向の速度が速いため、径方向外側の領域および径方向内側の領域のプラズマ処理部３０と対向している時間の違いに応じて、基板Ｗの径方向外側では供給される活性種の密度が相対的に低くなる。
よって、基板Ｗの径方向内側と径方向外側とにおいて供給される活性種の密度を均一にするためには、図６に示されるように、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて供給される活性種の密度が高くなるように活性種の密度分布を形成することによって、回転している基板Ｗの周方向の速度の違いによって生じる不均一を相殺することが望ましい。
なお、上記のように基板Ｗの径方向内側と径方向外側とにおける活性種の密度の不均一が相殺されることによって、供給される活性種の均一性が高まるが、十分に均一性が高まらない場合であっても、基板Ｗ全体における活性種不足による不十分な処理箇所を減らすことができる。
また、プラズマ処理部３０から供給される活性種の密度分布は、上記の場合に限られるものではなく、たとえば、薬液処理または洗浄処理の内容によっては、基板Ｗの径方向内側に供給される活性種の密度を高めるように誘電部材３０Ａが配置されてもよいし、回転していない基板Ｗを想定して、所望の箇所に供給される活性種の密度を高めるように誘電部材３０Ａが配置されてもよい。
図７は、基板Ｗの上面に対向して配置される処理液ノズル２０およびプラズマ処理部１３０の構成の例を示す断面図である。図７に例が示されるように、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部１３０は、絶縁体などからなる板状の誘電部材１３０Ａと、一対の電極１３０Ｂとを備える。一対の電極１３０Ｂは誘電部材１３０Ａの上面および下面に取り付けられている。
電極１３０Ｂは、誘電部材１３０Ａの上面および下面それぞれにおいて櫛形状を有しており、複数の棒状部材が端部において連結されている。
プラズマ処理部１３０の誘電部材１３０Ａは、Ｚ軸方向における幅（すなわち、厚さ）が、Ｘ軸正方向に向かうにつれて連続的に大きくなる。したがって、一対の電極１３０Ｂの電極間距離も、Ｘ軸正方向に向かうにつれて連続的に大きくなる。そうすると、電極１３０Ｂ間の静電容量はＸ軸正方向に向かうにつれて小さくなる。
発明者らは、このような静電容量の変化によって、プラズマ２００によって生じる活性種の密度に変化が生じることを見出した。すなわち、図７に示される構造においては、Ｘ軸正方向に向かい静電容量が小さくなるにつれて、プラズマ２００によって生じる活性種の密度が低くなることを見出した。
図７に示されるように、ＸＹ平面に沿って保持された基板Ｗに対して、プラズマ処理によって生じた活性種をプラズマ処理部１３０から液膜１０１Ａに供給する場合、図７に示されるように、プラズマ処理部１３０の誘電部材１３０Ａを、Ｘ軸正方向が基板Ｗの中心（Ｘ軸負方向が基板Ｗの外縁）となるように配置すると、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて液膜１０１Ａに供給される活性種の密度を高くすることができる。
回転している基板Ｗの液膜１０１Ａに対してプラズマ処理部１３０から上記の活性種を均一に供給した場合、基板Ｗの径方向外側では供給される活性種の密度が相対的に低くなる。よって、図７に示されるように、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて供給される活性種の密度が高くなるように活性種の密度分布を形成することによって、回転している基板Ｗの周方向の速度の違いによって生じる不均一を相殺することが望ましい。
図８は、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部１３０の構成の例を示す平面図である。図８に例が示されるように、一対の電極１３０Ｂは、平面視において互いに重ならない位置に配置されていることが望ましい。すなわち、誘電部材１３０Ａの上面（紙面手前側）に配置される電極１３０Ｂと、誘電部材１３０Ａの下面（紙面奥側）に配置される電極１３０Ｂ（点線）とは、平面視において重ならないことが望ましい。このような配置であれば、プラズマが生じる範囲をＸ軸方向に拡げることができる。
なお、電極１３０Ｂの配置はこのような場合に限られるものではなく、たとえば、図８に示される配置から９０度回転した配置であってもよい。
図９は、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部２３０の構成の例を示す断面図である。図９に例が示されるように、プラズマ処理部２３０は、絶縁体などからなる板状の誘電部材２３０Ａと、一対の電極２３０Ｂとを備える。一対の電極２３０Ｂは誘電部材２３０Ａの上面および下面に取り付けられている。
電極２３０Ｂは、誘電部材２３０Ａの上面および下面それぞれにおいて櫛形状を有しており、複数の棒状部材が端部において連結されている。
プラズマ処理部２３０の誘電部材２３０Ａは、Ｚ軸方向における幅（すなわち、厚さ）が、Ｘ軸正方向に向かうにつれて段階的に（すなわち、不連続に）大きくなる。したがって、一対の電極２３０Ｂの電極間距離も、Ｘ軸正方向に向かうにつれて段階的に（すなわち、不連続に）大きくなる。そうすると、電極２３０Ｂ間の静電容量は、Ｘ軸正方向に向かうにつれて小さくなる。
図９に例が示されるプラズマ処理部２３０は、図７のプラズマ処理部１３０の代わりに適用可能であり、たとえば、プラズマ処理部２３０の誘電部材２３０Ａを、Ｘ軸正方向が基板Ｗの中心（Ｘ軸負方向が基板Ｗの外縁）となるように配置すると、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて液膜１０１Ａに供給される活性種の密度を高くすることができる。そのため、回転している基板Ｗの周方向の速度の違いによって生じる活性種供給の不均一を相殺することができる。
なお、図６における誘電部材３０Ａも上記と同様に、誘電部材３０ＡのＹ軸方向における開口幅が、Ｘ軸正方向に向かうにつれて段階的に（すなわち、不連続に）大きくなってもよい。
図１０は、大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部３３０の構成の例を示す断面図である。図１０に例が示されるように、プラズマ処理部３３０は、絶縁体などからなる板状の誘電部材３３０Ａと、一対の電極３３０Ｂとを備える。一対の電極３３０Ｂは誘電部材３３０Ａの上面および下面に対応して配置されている。
電極３３０Ｂは櫛形状を有しており、誘電部材３３０Ａの上方および下方それぞれにおいて、複数の棒状部材が端部において連結されている。
プラズマ処理部３３０の誘電部材３３０Ａは、Ｚ軸方向における幅（すなわち、厚さ）が、Ｘ軸正方向に向かうにつれて連続的大きくなる。なお、誘電部材３３０Ａは、Ｚ軸方向における幅が、Ｘ軸正方向に向かうにつれて段階的に（すなわち、不連続に）大きくなるものであってもよい。一方で、一対の電極３３０Ｂの電極間距離は、Ｘ軸方向の位置によらず一定（距離Ｄ１）に保たれている。
電極３３０Ｂ間における誘電体（すなわち、空気および誘電部材３３０Ａ）のうち、誘電部材３３０Ａの割合はＸ軸正方向に向かうにつれて増えるため、誘電部材３３０Ａの比誘電率が空気よりも高い場合、電極３３０Ｂ間の静電容量はＸ軸正方向に向かうにつれて大きくなる。なお、誘電部材３３０Ａとしては、たとえば、石英（比誘電率は３．８）などが想定される。
図１０に例が示されるプラズマ処理部３３０は、図７のプラズマ処理部１３０の代わりに適用可能であり、たとえば、プラズマ処理部３３０の誘電部材３３０Ａを、Ｘ軸負方向が基板Ｗの中心（Ｘ軸正方向が基板Ｗの外縁）となるように配置すると、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて液膜１０１Ａに供給される活性種の密度を高くすることができる。そのため、回転している基板Ｗの周方向の速度の違いによって生じる活性種供給の不均一を相殺することができる。
なお、誘電部材３３０Ａは、電極３３０Ｂに対して相対的な移動が可能であるものとする。すなわち、電極３３０Ｂ間に、誘電部材３３０Ａを挿入する程度および挿入位置を調整可能である。さらに、誘電部材３３０Ａの形状または構成材料などを適宜変更しつつ、電極３３０Ｂ間に挿入することによって、電極間の静電容量を調整することができる。このことは、図６、図７または図９などに示された誘電部材であっても同様である。
＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。
以上に記載された実施の形態によれば、大気圧プラズマ源は、誘電部材と、電極対とを備える。ここで、誘電部材は、たとえば、誘電部材３０Ａ、誘電部材１３０Ａ、誘電部材２３０Ａまたは誘電部材３３０Ａなどのうちのいずれか１つに対応するものである（以下では便宜上、これらのうちのいずれか１つを対応させて記載する場合がある）。また、電極対は、たとえば、電極３０Ｂ、電極１３０Ｂ、電極２３０Ｂまたは電極３３０Ｂなどのうちのいずれか１つに対応するものである（以下では便宜上、これらのうちのいずれか１つを対応させて記載する場合がある）。電極３０Ｂは、誘電部材３０Ａを挟んで設けられる。また、電極３０Ｂは、大気圧下でプラズマを生じさせる。電極３０Ｂは、第１の電極と、第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備える。すなわち、電極３０Ｂは、逆電圧が印加される電極対を形成する。そして、第１の電極と第２の電極との間の静電容量は、第１の電極と第２の電極とを結ぶ方向（たとえば、図６におけるＹ軸方向）と交差する方向である第１の方向（たとえば、図６におけるＸ軸方向）において異なる。
このような構成によれば、電極間の静電容量が第１の方向において異なっているため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。そのため、大気圧プラズマ源によって供給される活性種の第１の方向における密度の自由度を高めることができる。
なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極との間の距離は、第１の方向において異なる。このような構成によれば、電極間の距離が第１の方向において異なることによって、電極間の静電容量が第１の方向において異なる。そのため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。たとえば、図６に示される場合では、電極３０Ｂ間の距離が大きくなるにつれて静電容量が小さくなり、それに伴って、プラズマによって生じる活性種の密度も低くなる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材１３０Ａの、第１の電極と第２の電極とを結ぶ方向における厚さは、第１の方向（たとえば、図７におけるＸ軸方向）において異なる。このような構成によれば、電極間に挟まれる誘電部材１３０Ａの厚さが第１の方向において異なることによって、電極間の静電容量が第１の方向において異なる。そのため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。たとえば、図１０に示される場合では、電極３３０Ｂ間に挟まれる石英などである誘電部材３３０Ａの厚さが大きくなるにつれて静電容量も大きくなり、それに伴って、プラズマによって生じる活性種の密度も高くなる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材３０Ａは、中空構造である。そして、第１の電極は、誘電部材３０Ａの第１の面（たとえば、図６における上面）に設けられる。そして、第２の電極は、誘電部材３０Ａの第２の面（たとえば、図６における下面）に設けられる。そして、第１の電極と第２の電極とを結ぶ方向における誘電部材３０Ａの第１の面と第２の面との間の距離は、第１の方向において異なる。このような構成によれば、誘電部材３０Ａの対向する外側面に設けられた電極間の距離が第１の方向において異なることによって、電極間の静電容量が第１の方向において異なる。そのため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極とを結ぶ方向における誘電部材３０Ａの第１の面と第２の面との間の距離は、第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。このような構成によれば、誘電部材３０Ａの対向する外側面に設けられた電極間の距離が第１の方向において連続的に大きくなることによって、電極間の静電容量が第１の方向において連続的に小さくなる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極とを結ぶ方向における誘電部材３０Ａの第１の面と第２の面との間の距離は、第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。このような構成によれば、誘電部材３０Ａの対向する外側面に設けられた電極間の距離が第１の方向において段階的に大きくなることによって、電極間の静電容量が第１の方向において段階的に小さくなる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極とは、平面視において重なって設けられる。このような構成によれば、平面視において重なりつつ対向する電極対に挟まれる、誘電部材３０Ａ内の空間において、大気圧下でプラズマを生じさせることができる。そして、当該プラズマによって生じる活性種を用いて基板処理を行うことができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材１３０Ａは、板状部材である。そして、第１の電極は、誘電部材１３０Ａの上面に設けられる。そして、第２の電極は、誘電部材１３０Ａの下面に設けられる。そして、誘電部材１３０Ａの厚さは、第１の方向において異なる。このような構成によれば、誘電部材１３０Ａの厚さが第１の方向において異なることによって電極間距離も変化し、結果として電極間の静電容量が第１の方向において異なる。そのため、誘電部材１３０Ａの上面および下面のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材１３０Ａの厚さは、第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる。このような構成によれば、誘電部材１３０Ａの厚さが第１の方向において連続的に大きくなることによって電極間距離も変化し、結果として電極間の静電容量が第１の方向において連続的に変化する。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材２３０Ａの厚さは、第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる。このような構成によれば、誘電部材２３０Ａの厚さが第１の方向において段階的に大きくなることによって電極間距離も変化し、結果として電極間の静電容量が第１の方向において段階的に小さくなる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極とは、平面視において重ならずに設けられる。このような構成によれば、平面視において重ならずに（たとえば、断面視において千鳥配置となって）配置される電極対に挟まれる、誘電部材１３０Ａの上面および下面に沿って、大気圧下でプラズマを生じさせることができる。そして、当該プラズマによって広範囲に生じる活性種を用いて基板処理を行うことができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極および第２の電極は、平面視において櫛形状である。このような構成によれば、電極１３０Ｂが複数の棒状部材が端部において連結される櫛形状であることによって、誘電部材１３０Ａの上面および下面において、上記の棒状部材が延びる方向と交差する方向にプラズマが拡がるため、プラズマによって生じる活性種を広範囲に分布させることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材３０Ａは、石英で形成される。このような構成によれば、電極間の静電容量が第１の方向において異なっているため、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を第１の方向において変化させることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、誘電部材３３０Ａは、第１の電極と第２の電極との間において、第１の方向に移動可能である。このような構成によれば、誘電部材３３０Ａの電極３３０Ｂに対する相対的な移動によって、電極間の静電容量の調整を行うことができる。また、誘電部材３３０Ａを形状または構成材料などが異なる他の誘電部材と交換した上で電極間に挿入するように移動すれば、電極間の静電容量の調整の自由度を向上させることができる。
以上に記載された実施の形態によれば、基板処理装置は、基板Ｗを回転可能に保持する基板保持機構と、基板Ｗの上方に配置される、上記の大気圧プラズマ源とを備える。ここで、基板保持機構は、たとえば、スピンチャック１０などに対応するものである。そして、第１の方向は、基板Ｗの径方向に沿う方向である。
このような構成によれば、電極間の静電容量が第１の方向において異なっている大気圧プラズマ源を、第１の方向が基板Ｗの径方向に沿うように配置することによって、電極間のプラズマによって生じる活性種の密度を基板Ｗの径方向において変化させることができる。そのため、たとえば回転している基板Ｗの径方向において周方向の速度が異なる場合に、当該速度の違いによって生じる不均一を相殺するように活性種を供給することができる。
また、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の電極と第２の電極との間の静電容量は、基板Ｗの径方向外側の方が、基板Ｗの径方向内側よりも大きい。このような構成によれば、たとえば回転している基板Ｗの径方向において周方向の速度が異なる場合に、基板Ｗの径方向外側に向かうにつれて供給される活性種の密度が高くなるように活性種の密度分布を形成することによって、当該速度の違いによって生じる不均一を相殺するように活性種を供給することができる。
＜以上に記載された実施の形態の変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではないものとする。
したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。
また、本願明細書における説明は、本技術に関連するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
１ 基板処理システム
１０ スピンチャック
１０Ａ スピンベース
１０Ｃ 回転軸
１０Ｄ スピンモータ
１２ 処理カップ
２０ 処理液ノズル
２２，３２ ノズルアーム
２２Ａ，３２Ａ アーム部
２２Ｂ，３２Ｂ 軸体
２２Ｃ，３２Ｃ アクチュエータ
２５ バルブ
２９ 処理液供給源
３０，１３０，２３０，３３０ プラズマ処理部
３０Ａ，１３０Ａ，２３０Ａ，３３０Ａ 誘電部材
３０Ｂ，１３０Ｂ，２３０Ｂ，３３０Ｂ 電極
３９ ガス供給源
４０ 交流電源
８０ チャンバ
９０ 制御部
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ 記憶装置
９４Ｐ 処理プログラム
９５ バスライン
９６ 入力部
９７ 表示部
９８ 通信部
１００ 処理ユニット
１０１ 処理液
１０１Ａ 液膜
２００ プラズマ
４００ ロードポート
４０２ インデクサロボット
４０４ 基板載置部
４０６ センターロボット

Claims (27)

  1. 誘電部材と、
    前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、
    前記電極対は、
    第１の電極と、
    前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、
    前記誘電部材は、中空構造であり、
    前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、
    前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる、
    大気圧プラズマ源。
  2. 誘電部材と、
    前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、
    前記電極対は、
    第１の電極と、
    前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、
    前記誘電部材は、板状部材であり、
    前記第１の電極は、前記誘電部材の上面に設けられ、
    前記第２の電極は、前記誘電部材の下面に設けられ、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向において異なる、
    大気圧プラズマ源。
  3. 誘電部材と、
    前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、
    前記電極対は、
    第１の電極と、
    前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、
    前記誘電部材は、前記第１の電極と前記第２の電極との間において、前記第１の方向に移動可能である、
    大気圧プラズマ源。
  4. 請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離は、前記第１の方向において異なる、
    大気圧プラズマ源。
  5. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記誘電部材の、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における厚さは、前記第１の方向において異なる、
    大気圧プラズマ源。
  6. 請求項３に記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記誘電部材は、中空構造であり、
    前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、
    前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる、
    大気圧プラズマ源。
  7. 請求項１、３および６のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重なって設けられる、
    大気圧プラズマ源。
  8. 請求項２または３に記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる、
    大気圧プラズマ源。
  9. 請求項２または３に記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる、
    大気圧プラズマ源。
  10. 請求項２、３、８および９のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重ならずに設けられる、
    大気圧プラズマ源。
  11. 請求項２、３、８、９および１０のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記第１の電極および前記第２の電極は、平面視において櫛形状である、
    大気圧プラズマ源。
  12. 請求項１から１１のうちのいずれか１つに記載の大気圧プラズマ源であり、
    前記誘電部材は、石英で形成される、
    大気圧プラズマ源。
  13. 基板を回転可能に保持する基板保持機構と、
    前記基板の上方に配置される大気圧プラズマ源とを備え、
    大気圧プラズマ源が、
    誘電部材と、
    前記誘電部材を挟んで設けられ、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせるための電極対とを備え、
    前記電極対は、
    第１の電極と、
    前記第１の電極とは逆極性の電圧が印加される第２の電極とを備え、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量は、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向と交差する方向である第１の方向において異なり、
    前記第１の方向は、前記基板の径方向に沿う方向である、
    基板処理装置。
  14. 請求項１３に記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離は、前記第１の方向において異なる、
    基板処理装置。
  15. 請求項１３または１４に記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材の、前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における厚さは、前記第１の方向において異なる、
    基板処理装置。
  16. 請求項１３から１５のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材は、中空構造であり、
    前記第１の電極は、前記誘電部材の第１の面に設けられ、
    前記第２の電極は、前記誘電部材の前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向において異なる、
    基板処理装置。
  17. 請求項１６に記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる、
    基板処理装置。
  18. 請求項１６に記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とを結ぶ方向における前記誘電部材の前記第１の面と前記第２の面との間の距離は、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる、
    大気圧プラズマ源。
  19. 請求項１６から１８のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重なって設けられる、
    基板処理装置。
  20. 請求項１３から１５のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材は、板状部材であり、
    前記第１の電極は、前記誘電部材の上面に設けられ、
    前記第２の電極は、前記誘電部材の下面に設けられ、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向において異なる、
    基板処理装置。
  21. 請求項２０に記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて連続的に大きくなる、
    基板処理装置。
  22. 請求項２０に記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材の厚さは、前記第１の方向に進むにつれて段階的に大きくなる、
    基板処理装置。
  23. 請求項２０から２２のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極とは、平面視において重ならずに設けられる、
    基板処理装置。
  24. 請求項２０から２３のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極および前記第２の電極は、平面視において櫛形状である、
    基板処理装置。
  25. 請求項１３から２４のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材は、石英で形成される、
    基板処理装置。
  26. 請求項１３から２５のうちのいずれか１つに記載の基板処理装置であり、
    前記誘電部材は、前記第１の電極と前記第２の電極との間において、前記第１の方向に移動可能である、
    基板処理装置。
  27. 請求項１３に記載の基板処理装置であり、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記静電容量は、前記基板の径方向外側の方が、前記基板の径方向内側よりも大きい、
    基板処理装置。
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