JP6462620B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、半導体ウェハやガラス基板等の基板に対して処理液を供給することによって基板を処理する基板処理装置が知られている。

この種の基板処理装置においては、たとえば処理液が基板の表面を流れると摩擦帯電等によって静電気が発生するおそれがある。そこで、特許文献１に記載の基板処理装置では、保持部の少なくとも一部を導電性材料で構成することで、静電気が保持部に留まることを防止し、保持部に保持された基板に対して静電気による影響が及ばないようにしている。

特開２００３−０９２３４３号公報

基板を除電するための導通経路は、基本的には低抵抗であることが好ましい。しかしながら、一連の基板処理の状況によっては、導通経路が低抵抗であることが好ましくない場合があり、たとえば導通経路の抵抗値が低すぎることによって基板に電流が一気に流れて基板上のパターンが損傷するおそれがある。

実施形態の一態様は、基板を電気的障害から適切に保護することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、導電性の保持部と、導通経路部と、供給部と、接地部と、可変抵抗部とを備える。保持部は、基板を保持する。導通経路部は、保持部と接触し、導電性素材で形成される。供給部は、保持部に保持された基板に対して処理液を供給する。接地部は、一端部が導通経路部に接続され、他端部が接地電位に接続される。可変抵抗部は、接地部に設けられ、抵抗値を変更可能である。

実施形態の一態様によれば、基板を電気的障害から適切に保護することができる。

図１は、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。 図２は、処理ユニットの構成を示す概略断面図である。 図３は、ベースプレートおよび回転リングの平面図である。 図４は、ウェハから回転軸への導通経路の構成を示す図である。 図５は、回転軸から接地電位への導通経路の構成を示す図である。 図６は、可変抵抗部の構成の一例を示す図である。 図７は、抵抗値の変更処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図８は、可変抵抗部の構成の他の一例を示す図である。 図９は、抵抗値の変更処理の他の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図１０は、第１変形例に係る導通経路の構成を示す図である。 図１１は、第２変形例に係る導通経路の構成を示す図である。 図１２は、第３変形例に係る導通経路の構成を示す図である。 図１３は、帯電量推定処理の内容を説明するための図である。 図１４は、帯電量推定処理の内容を説明するための図である。 図１５は、測定基板の構成を示す図である。 図１６は、表面電位測定部の構成を示す図である。 図１７は、整流部の拡大模式図である。 図１８は、整流部の模式断面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、説明の便宜上、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、かかる一部以外のその他については符号の付与を省略する場合がある。

図１は、本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ェハ（以下ウェハ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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハ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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハ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からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハ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へ搬入されたウェハ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ェハ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。

次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の構成を示す概略断面図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、回収カップ５０と、保持部６０と、回転リング７０と、回転機構８０と、基板昇降機構９０と、処理液供給部１００と、トッププレート１１０と、昇降機構１２０と、不活性ガス供給部１３０とを備える。

なお、回収カップ５０、保持部６０および回転リング７０は、図示略のチャンバに収容される。チャンバの天井部には、図示略のＦＦＵ（Fan Filter Unit）が設けられる。ＦＦＵは、チャンバ内にダウンフローを形成する。

保持部６０は、ベースプレート６１と、複数の支持ピン６１ｂとを備える。ベースプレート６１は、水平に設けられ、中央に円形の凹部６１ａを有する。なお、ここでは、ベースプレート６１が、後述する回転軸８１と一体的に形成されるものとするが、ベースプレート６１と回転軸８１とは別体として形成されてもよい。

複数の支持ピン６１ｂは、保持部６０の上面に対し、保持部６０の周方向に沿って略等間隔で設けられる。各支持ピン６１ｂは、先端部を上方へ向けて保持部６０から突出させて設けられ、ウェハＷを保持部６０から浮かせた状態で下方から支持する。

回転リング７０は、保持部６０に支持されたウェハＷの外周外方に配置され、ウェハＷの周縁部を全周にわたり取り囲むように設けられている。また、回転リング７０は、保持部６０に連結されており、保持部６０と一体になって回転可能に設けられている。

なお、回転リング７０は、液受け部として機能し、後述する処理液供給部１００によってウェハＷの裏面側へ供給され、ウェハＷの処理に使用された処理液を、排液のために排液カップ５１へと導く。また、回転リング７０は、ウェハＷの裏面側へ供給され、回転するウェハＷから外周側へ飛散する処理液が、跳ね返されて再びウェハＷに戻ったり、ウェハＷの上面側に回り込んだりするのを防止する役割も果たす。

回転機構８０は、回転軸８１と、電動機８２とを備える。回転軸８１は、ベースプレート６１を回転可能に支持する。具体的には、回転軸８１は、ベースプレート６１から下方に向かって延在するように設けられており、中心に貫通孔８１ａが設けられた円筒状の形状を有する。

電動機８２は、回転軸８１を鉛直軸周りに回転させる。かかる回転軸８１の回転によって、保持部６０および回転リング７０が一体となって回転する。回転機構８０の具体的な構成については、図５を参照して後述する。

基板昇降機構９０は、ベースプレート６１の凹部６１ａおよび回転軸８１の貫通孔８１ａ内に昇降可能に設けられており、リフトピンプレート９１およびリフト軸９２を有する。リフトピンプレート９１は、その周縁に複数、たとえば５本のリフトピン９１ａを有している。

リフト軸９２は、リフトピンプレート９１から下方に延在している。リフトピンプレート９１およびリフト軸９２の中心には、処理液供給管１００ａが設けられている。また、リフト軸９２にはシリンダ機構９２ａが接続されており、リフト軸９２を昇降させることにより、リフトピン９１ａを支持ピン６１ｂによりウェハＷが支持される高さ位置よりも低い位置と上記高さ位置よりも高い位置との間で昇降させる。これにより、ウェハＷを昇降させて、ウェハＷの保持部６０へのローディングおよびアンローディングが行われる。

処理液供給部１００は、処理液供給管１００ａを有する。前述したように、処理液供給管１００ａは、リフトピンプレート９１およびリフト軸９２の内部空間に沿って延在するように設けられている。

そして、処理液供給管１００ａが、処理液配管群１００ｂの各配管から供給された処理液をウェハＷの裏面側まで導くことにより、処理液供給部１００は、ウェハＷの裏面側へ処理液を供給する。なお、処理液供給管１００ａは、リフトピンプレート９１の上面に形成された処理液供給口９１ｂと連通している。

回収カップ５０は、排液カップ５１、排液管５２、排気カップ５３及び排気管５４を備える。また、回収カップ５０は、上面に開口５５が設けられている。回収カップ５０は、主に保持部６０および回転リング７０に取り囲まれた空間から排出される気体および液体を回収する役割を果たす。

排液カップ５１は、回転リング７０によって導かれた処理液を受ける。排液管５２は、排液カップ５１の底部に接続されており、排液カップ５１によって受けられた処理液を、図示略の排液配管群のいずれかの配管を介して排出する。

排気カップ５３は、排液カップ５１の外方または下方において、排液カップ５１と連通するように設けられている。図２では、排気カップ５３が排液カップ５１の周縁内方および下方において、排液カップ５１と連通するように設けられている例を示している。

排気管５４は、排気カップ５３の底部に接続されており、排気カップ５３内の窒素ガス等の気体を、図示略の排気配管群のいずれかの配管を介して排気する。

トッププレート１１０は、昇降可能であって、下降した状態で回収カップ５０の上面に設けられた開口５５を塞ぐように設けられている。また、トッププレート１１０は、回収カップ５０の上面に設けられた開口５５を塞ぐときに、支持ピン６１ｂに支持されているウェハＷを上方から覆うように設けられている。

なお、支持ピン６１ｂに支持されているウェハＷの周縁部と対向するトッププレート１１０の周縁部は、ウェハＷへ向けて下方に突出させて設けられており、ウェハＷの周縁部との間に隙間Ｄ１を形成する。隙間Ｄ１は、支持ピン６１ｂに支持されているウェハＷの中心部とトッププレート１１０との間の距離よりも小さい。

昇降機構１２０は、アーム１２１と、昇降駆動部１２２とを備える。昇降駆動部１２２は、回収カップ５０の外方に設けられており、上下に移動できるようになっている。アーム１２１は、トッププレート１１０と昇降駆動部１２２とを接続するように設けられている。すなわち、昇降機構１２０は、昇降駆動部１２２により、アーム１２１を介してトッププレート１１０を昇降させる。

不活性ガス供給部１３０は、不活性ガス供給管１３１および不活性ガス供給源１３２を備える。不活性ガス供給部１３０は、ウェハＷの上面側に不活性ガスを供給する。

不活性ガス供給管１３１は、トッププレート１１０およびアーム１２１の内部に延在するように設けられ、一端が不活性ガスを供給する不活性ガス供給源１３２に連結される。また、他端が、不活性ガス供給口１１０ａと連通している。

なお、図２に示すように、アーム１２１はトッププレート１１０の上面の略中心で接続させることにより、不活性ガス供給口１１０ａがトッププレート１１０の下面の中心部に形成されることになるため、不活性ガスをトッププレート１１０の中心から下方に供給することができ、ウェハＷへ供給される不活性ガスの流量を周方向に沿って均一にすることができる。

また、処理ユニット１６は、接地部１５０と、可変抵抗部１６０とを備える。接地部１５０は、一端部が回転機構に接続され、他端部が接地電位に接続される。可変抵抗部１６０は、接地部１５０に設けられる抵抗であり、抵抗値を変更可能である。

＜導通経路の構成＞
本実施形態に係る処理ユニット１６では、ウェハＷに発生した電気を保持部６０、回転機構８０、接地部１５０経由で接地電位に流すことで、ウェハＷを除電することができる。ここで、ウェハＷに発生した電気の導通経路の構成について具体的に説明する。

まず、ウェハＷから回転軸８１への導通経路について図３および図４を参照して説明する。図３は、ベースプレート６１および回転リング７０の平面図である。また、図４は、ウェハＷから回転軸８１への導通経路の構成を示す図である。

図３に示すように、支持ピン６１ｂはたとえば樹脂により形成されており、第１支持ピン６１ｂａと、第２支持ピン６１ｂｂとの２種類を含む。第１支持ピン６１ｂａと第２支持ピン６１ｂｂとを比較した場合、第１支持ピン６１ｂａの方が第２支持ピン６１ｂｂよりも導電性が高い素材により形成されている。

また、第２支持ピン６１ｂｂの方が第１支持ピン６１ｂａよりも薬品に対する耐久性が高い素材により形成されている。なお、第２支持ピン６１ｂｂは耐久性を重視する等の理由で導電性を有さない素材により形成されていてもよい。

図３中に破線の閉曲線で囲んで示すように、第１支持ピン６１ｂａはたとえば３個設けられ、これら第１支持ピン６１ｂａはベースプレート６１の周縁に周方向に沿って略等間隔で、すなわち略１２０度の間隔で配置される。

また、第２支持ピン６１ｂｂは、第１支持ピン６１ｂａと第１支持ピン６１ｂａとの間に、ベースプレート６１の周縁に周方向に沿って略等間隔でたとえば３個ずつ設けられる。したがって、支持ピン６１ｂとしては、計１２個が略３０度の間隔で配置される。

図４中の矢印で示すように、ウェハＷに生じる電気は、導電性素材である第１支持ピン６１ｂａからベースプレート６１の内部へ伝達される。

ベースプレート６１の内部には、導電性部材６１ｆが設けられており、かかる導電性部材６１ｆは、第１支持ピン６１ｂａと接触している。これにより、第１支持ピン６１ｂａからの電気は導電性部材６１ｆへ伝達される。

導電性部材６１ｆは、回転軸８１付近まで延びており、導電性部材６１ｆへ導かれた電気は回転軸８１へ伝達される。回転軸８１は、導電性素材で形成される。

このように、本実施形態では、第１支持ピン６１ｂａから導電性部材６１ｆを介する導通経路が形成されており、ウェハＷに生じた電気は第１支持ピン６１ｂａからベースプレート６１の導電性部材６１ｆを介して回転軸８１へ伝達される。

なお、本実施形態では、１２個の支持ピン６１ｂのうち、３個が第１支持ピン６１ｂａであるとしたが、第１支持ピン６１ｂａの個数や比率等を限定するものではない。第１支持ピン６１ｂａの個数は、ウェハＷが適正に除電されるか否かに応じて適宜調整可能である。

つづいて、回転軸８１から接地電位への導通経路の構成について図５を参照して説明する。図５は、回転軸８１から接地電位への導通経路の構成を示す図である。

図５に示すように、回転機構８０は、回転軸８１と、電動機８２と、軸受８３とを備える。また、電動機８２は、ハウジング８２ａと、固定子８２ｂと、回転子８２ｃとを備える。

ハウジング８２ａは、たとえば筒状に形成され、内部に固定子８２ｂおよび回転子８２ｃを収納する。ハウジング８２ａは、導電性部材で形成される。固定子８２ｂは、ハウジング８２ａの内周面に設けられる。この固定子８２ｂの内周側には空隙を介して回転子８２ｃが対向配置される。回転子８２ｃは、回転軸８１の外周面に設けられ、固定子８２ｂと対向配置される。

軸受８３は、ハウジング８２ａと回転軸８１との間に設けられ、回転軸８１を回転可能に支持する。軸受８３は、たとえば玉軸受であり、導電性部材で形成される。

接地部１５０は、たとえばアース線であり、一端部がハウジング８２ａに接続され、他端部が接地電位に接続される。

このように、本実施形態では、回転軸８１から軸受８３、ハウジング８２ａおよび接地部１５０を介する導通経路が形成されている。したがって、ウェハＷに生じた電気は、まず、図４に示すように、第１支持ピン６１ｂａからベースプレート６１の導電性部材６１ｆを介して回転軸８１へ伝達され、その後、図５に示すように、回転軸８１から軸受８３、ハウジング８２ａおよび接地部１５０を介して接地電位へ伝達される。これにより、ウェハＷを除電することができる。

このように、本実施形態では、回転機構８０が「導通経路部」の一例に相当するが、導通経路部は、保持部６０と接触し、導電性素材で形成されるものであればよく、必ずしも回転機構であることを要しない。したがって、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法は、回転機構を有しない基板処理装置に対しても適用可能である。

＜可変抵抗部の構成および動作＞
ところで、基板を除電するための導通経路の抵抗値は、基本的には低いことが好ましい。しかしながら、一連の基板処理においては、導通経路の抵抗値を常に低い状態としておくことが好ましくない場合がある。

たとえば、処理液供給口９１ｂ（図２参照）から供給される処理液自体が帯電している場合に、導通経路の抵抗値が低い（たとえば０である）と、ウェハＷに電流が一気に流れて放電が起き、これにより基板上のパターンが損傷する可能性がある。なお、ウェハＷは、絶縁処理されているが僅かに導電性を有するため、処理液がウェハＷに着液した瞬間に電流が流れることとなる。

そこで、本実施形態に係る処理ユニット１６では、接地部１５０に可変抵抗部１６０を設け、上記導通経路の抵抗値を可変抵抗部１６０により変更可能とした。具体的には、ウェハＷへの処理液の供給が開始されてからの所定期間、導通経路の抵抗値を可変抵抗部１６０により他の期間よりも高くすることで、上記放電の発生を抑制することとした。

ここで、可変抵抗部１６０の構成の一例について図６を参照して説明する。図６は、可変抵抗部１６０の構成の一例を示す図である。

図６に示すように、接地部１５０の他端部は、第１経路１５０ａおよび第２経路１５０ｂに分岐されており、各々接地電位に接続されている。

可変抵抗部１６０は、第１抵抗器１６１と、第２抵抗器１６２と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とを備える。

第１抵抗器１６１および第２抵抗器１６２は、たとえば一定の抵抗値を有する抵抗器であり、第１抵抗器１６１は第１経路１５０ａに設けられ、第２抵抗器１６２は第２経路１５０ｂに設けられる。第２抵抗器１６２の抵抗値（第２抵抗値）は、第１抵抗器１６１の抵抗値（第１抵抗値）よりも高い。

第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、接地部１５０に接続させる抵抗器を第１抵抗器１６１と第２抵抗器１６２との間で切り替える。第１スイッチＳＷ１は、第１経路１５０ａに設けられ、第２スイッチＳＷ２は第２経路１５０ｂに設けられる。第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、制御部１８からの制御信号に基づいてオン・オフされる。

つづいて、可変抵抗部１６０の抵抗値の変更タイミングについて図７を参照して説明する。図７は、抵抗値の変更処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。

図７に示すように、制御部１８は、ウェハＷを保持部６０の支持ピン６１ｂ上に支持させた後、回転機構８０を制御してウェハＷを第１回転数Ｒ１で回転させる。その後、制御部１８は、処理液供給口９１ｂからウェハＷの裏面側への処理液の供給を開始する。処理液の供給は、処理液供給期間Ｔだけ継続される。

つづいて、処理液供給期間Ｔが終了すると、制御部１８は、処理液供給口９１ｂからの処理液の供給を停止する。その後、制御部１８は、ウェハＷの回転数をＲ１からＲ２に増加させることにより、ウェハＷの振り切り乾燥を行う（乾燥処理）。乾燥処理が終了すると、制御部１８は、ウェハＷの回転を停止させる。

かかる一連の基板処理において、制御部１８は、処理液供給期間Ｔのうち、開始直後の第１期間Ｔ１における可変抵抗部１６０の抵抗値が、その後の第２期間Ｔ２における可変抵抗部１６０の抵抗値よりも高くなるように可変抵抗部１６０を制御する。

具体的には、制御部１８は、第１期間Ｔ１においては、抵抗値が比較的高い第２抵抗器１６２を接地部１５０に接続させておく。そして、制御部１８は、第１期間Ｔ１が終了すると、第２スイッチＳＷ２を開状態とするとともに第１スイッチＳＷ１を閉状態とすることにより、第２抵抗器１６２よりも抵抗値の低い第１抵抗器１６１を接地部１５０に接続させる。

これにより、ウェハＷへの処理液の供給が開始された直後の第１期間Ｔ１における導通経路の抵抗値をその後の第２期間Ｔ２よりも高くすることができる。したがって、帯電した処理液がウェハＷに着液したとしても、ウェハＷには電流が流れにくく放電現象が発生しにくいため、放電によるパターンの損傷を防止することができる。

なお、上述したように、保持部６０の支持ピン６１ｂ（図２参照）は、導電性樹脂を用いて形成される。かかる導電性樹脂は、抵抗値のバラツキが大きい。このため、第２抵抗器１６２は、支持ピン６１ｂの抵抗値として予め決められた値（たとえば、平均値など）と、第２抵抗器１６２の抵抗値との合計値が、所定の管理値以内となるような抵抗値を有する抵抗器であることが好ましい。

また、電源が切れた状態においても、第１経路１５０ａおよび第２経路１５０ｂのいずれかが接地電位に接続されていることが好ましい。ここで、導通経路の抵抗値は基本的には低い方が好ましい。このため、第１スイッチＳＷ１にはｂ接点を用い、第２スイッチＳＷ２にはａ接点を用いることが好ましい。ｂ接点とは、通常は閉状態であり、電気信号が入力されることで開状態となる接点のことである。ａ接点とは、通常は開状態であり、電気信号が入力されることで閉状態となる接点のことである。なお、これに限らず、第１スイッチＳＷ１にａ接点を用い、第２スイッチＳＷ２にｂ接点を用いてもよい。

次に、可変抵抗部１６０の他の構成例およびかかる可変抵抗部１６０の抵抗値の変更タイミングについて図８および図９を参照して説明する。図８は、可変抵抗部１６０の構成の他の一例を示す図である。また、図９は、抵抗値の変更処理の他の一例を説明するためのタイミングチャートである。

図８に示すように、可変抵抗部１６０は、制御部１８から入力される信号に従って抵抗値を変更させる可変抵抗器であってもよい。

図９に示すように、可変抵抗部１６０が可変抵抗器である場合、制御部１８は、処理液供給処理が開始される前において、可変抵抗部１６０の抵抗値を比較的高い第１の抵抗値にしておき、ウェハＷへの処理液の供給が開始された後、処理液供給期間Ｔにおいて、可変抵抗部１６０の抵抗値を緩やかに低下させる。かかる場合であっても、着液直後のウェハＷに電流が一気に流れることを防止することができるため、放電によるパターンの損傷を防止することができる。

＜第１変形例＞
ところで、上述した実施形態では、ウェハＷに発生した電気を、支持ピン６１ｂ、導電性部材６１ｆ、回転軸８１、軸受８３、ハウジング８２ａおよび接地部１５０経由で接地電位に逃がすこととした。

しかしながら、軸受８３は、回転数が高くなるほど抵抗値が高くなる。これは、回転数が高くなるにつれて、軸受８３が有する玉の周りに油膜が張られ、軌道面から浮くことで、絶縁状態に近くなるためである。このように、回転数によって抵抗値が変動する軸受８３を導通経路に含めると、導通経路の抵抗値が不安定化するおそれがある。

そこで、第１変形例では、軸受８３を含まない導通経路の構成について図１０を参照して説明する。図１０は、第１変形例に係る導通経路の構成を示す図である。

図１０に示すように、回転機構８０は、導電性の容器８４と、導電性の接続部材８５と、絶縁性の支持部材８６とをさらに備え、接地部１５０の一端部は、容器８４に接続される。

容器８４には、導電性の液体Ｌが貯留される。液体Ｌとしては、イオン液体や液体金属を用いることができる。接続部材８５は、例えば金属で形成され、一端部がブラシ８５ａを介して回転軸８１の周面に電気的に接触し、他端部が液体Ｌに浸漬される。支持部材８６は、容器８４を支持する。

第１変形例に係る導通経路は、上記のように構成されており、ウェハＷで発生した電気は、支持ピン６１ｂ、導電性部材６１ｆ、回転軸８１、接続部材８５、液体Ｌ、容器８４および接地部１５０を介して接地電位へ流れる。

また、第１変形例に係る処理ユニット１６は、導電性の軸受８３に代えて、絶縁性の軸受８３Ａを備える。

このように、ウェハＷに発生した電気の導通経路として、軸受８３Ａを含まない経路を構成することで、導通経路の抵抗値を安定化させることができる。また、絶縁性の軸受８３Ａを用いることで、意図しない経路での導通を防止することができる。

＜第２変形例＞
上述した第１変形例では、接続部材８５を回転軸８１の周面に接触させることとしたが、接続部材は、回転軸８１の反負荷側の端部に接続されてもよい。かかる第２変形例について図１１を参照して説明する。図１１は、第２変形例に係る導通経路の構成を示す図である。

図１１に示すように、第２変形例に係る回転軸８１Ａは、中実状の部材である。そして、第２変形例に係る接続部材８５Ａは、長手方向に延びる棒形状を有し、上記回転軸８１Ａの反負荷側の端部に、回転軸８１Ａと同軸上に接続される。

このように構成した場合であっても、第１変形例と同様に、導通経路の抵抗値を安定化させることができる。

＜第３変形例＞
上述した第２変形例のように、接続部材８５Ａを回転軸８１Ａと同軸上で回転させる場合、容器８４に代えて導電性の軸受を用いることも可能である。かかる第３変形例について図１２を参照して説明する。図１２は、第３変形例に係る導通経路の構成を示す図である。

図１２に示すように、接続部材８５Ａの他端部は、導電性の軸受８７によって回転可能に支持される。軸受８７は、支持部材８６によって支持される。接地部１５０は、軸受８７に接続される。

このように、ウェハＷに発生した電気を接続部材８５Ａから軸受８７を介して接地部１５０へ流すこととしてもよい。

＜第４変形例＞
ところで、ベースプレート６１（図２参照）は、樹脂で形成される。樹脂は、静電気を発生させやすく、発生した静電気はウェハＷに悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、ベースプレート６１が過度に帯電していないかをたとえば定期的に検査することが好ましい。

ここで、たとえば作業者が図示しないパネルを開けて処理ユニット１６内に進入し、手作業によりベースプレート６１の帯電量を測定することが考えられる。しかしながら、手作業による測定は誤差が大きく、また、パネルを開けることで処理ユニット１６内に異物が混入するおそれもある。また、処理ユニット１６のサイズによっては手作業での測定自体が困難となる場合もある。一方、処理ユニット１６内に表面電位計を設けることも考えられるが、耐薬品性等の問題があるため好ましくない。

そこで、第４変形例では、ベースプレート６１の帯電量を簡易な方法で測定する方法について図１３〜図１６を参照して説明する。図１３および図１４は、帯電量推定処理の内容を説明するための図である。また、図１５は、測定基板の構成を示す図であり、図１６は、測定部の構成を示す図である。

図１３に示すように、第４変形例に係る帯電量推定処理においては、測定用基板Ｗｍが用いられる。測定用基板Ｗｍは、絶縁性の基板であり、下面には導電性シートＳが貼られている。

ここで、ベースプレート６１が帯電していると、測定用基板Ｗｍにはプラスの電荷が生じる。この状態で、図１４に示すように、リフトピン９１ａを上昇させて、測定用基板Ｗｍを支持ピン６１ｂから離すと、測定用基板Ｗｍは、プラスに帯電する。この帯電量は、原理的には、測定用基板Ｗｍが支持ピン６１ｂに支持された状態のときにベースプレート６１から受ける静電誘導電位と値は同じで極性が逆になる。

第４変形例に係る帯電量測定処理では、リフトピン９１ａを上昇させて測定用基板Ｗｍを支持ピン６１ｂから離した後、測定用基板Ｗｍを基板搬送装置１７（図１参照）を用いて後述する測定部へ搬送する。なお、リフトピン９１ａは絶縁性であり、エンドエフェクタ１７１および支持部１７１ａは導電性である。

図１５に示すように、基板搬送装置１７は、たとえば二股状のエンドエフェクタ１７１を備える。エンドエフェクタ１７１の上面には、複数、たとえば４個の支持部１７１ａが設けられており、測定用基板Ｗｍは支持部１７１ａ上に載置される。

測定用基板Ｗｍの下面に貼られた導電性シートＳは、エンドエフェクタ１７１の支持部１７１ａに対応する箇所以外の箇所に貼られている。すなわち、エンドエフェクタ１７１の支持部１７１ａが接触する場所は絶縁性である。したがって、測定用基板Ｗｍの搬送中における測定用基板Ｗｍの帯電量の変化を抑えることができる。

なお、ここでは、絶縁性の基板に導電性シートＳを貼り付けた測定用基板Ｗｍを用いて帯電量推定処理を行うこととしているが、基板自体が導電性を有する場合には、かかる測定用基板Ｗｍを用いることを要せず、たとえば製品基板を用いて帯電量測定処理を行ってもよい。この場合、エンドエフェクタ１７１の支持部１７１ａは、絶縁性を有することが好ましい。

図１６に示すように、基板処理システム１は、測定用基板Ｗｍの帯電量を測定する測定部１９０を備える。測定部１９０は、たとえば受渡部１４（図１参照）に配置されるものとするが、測定部１９０の配置場所は、受渡部１４に限定されない。たとえば、処理ステーション３に専用の配置場所を設け、かかる場所に測定部１９０を配置してもよい。

測定部１９０は、たとえば、測定用基板Ｗｍを下方から支持する支持部材１９１と、支持部材１９１に支持された測定用基板Ｗｍの表面電位を測定する表面電位計１９２と、放電用のスイッチＳＷ３とを備える。スイッチＳＷ３は測定中は閉状態であり、測定が終了すると、制御部１８からの制御信号に従って開状態となる。スイッチＳＷ３が開状態となることで、測定用基板Ｗｍは除電される。

制御部１８（図１参照）は、測定部１９０から測定結果を取得すると、取得した測定結果に基づいて、ベースプレート６１の帯電量を推定する。

具体的には、測定部１９０によって測定される測定用基板Ｗｍの帯電量は、上述したように、原理的には、ベースプレート６１の帯電量と同じ値であり且つ逆の極性を有する。そこで、制御部１８は、取得した測定結果と逆極性の帯電量をベースプレート６１の帯電量として推定する。

このように、測定部１９０による測定結果に基づき、ベースプレート６１の帯電量を推定することで、ベースプレート６１の帯電量を作業者の手作業によらず、且つ、耐薬品性等の問題もクリアしながら簡易な方法で測定することができる。

なお、測定用基板Ｗｍの帯電量は、実際には、支持ピン６１ｂから離れた分だけ、ベースプレート６１の帯電量よりも少なくなる。そこで、制御部１８は、測定用基板Ｗｍが支持ピン６１ｂから離れることによる帯電量の減少分も加味して、ベースプレート６１の帯電量を推定するようにしてもよい。これにより、ベースプレート６１の帯電量の推定精度を高めることができる。

たとえば、ベースプレート６１が−６ｋＶに帯電している場合、原理的には、測定用基板Ｗｍは＋６ｋＶに帯電するが、測定用基板Ｗｍが支持ピン６１ｂから上昇した分だけ帯電量が減少して＋５ｋＶに帯電したとする。この場合、制御部１８は、測定部１９０の測定結果である＋５ｋＶに、測定用基板Ｗｍの支持ピン６１ｂからの上昇距離に応じた補正量＋１ｋＶを加えて＋６ｋＶとすることで、ベースプレート６１の帯電量を−６ｋＶと推定することができる。

なお、上記補正量は、たとえば、測定用基板Ｗｍの支持ピン６１ｂからの上昇距離に関連付けて記憶部１９に記憶しておくことができ、制御部１８は、帯電量推定処理において測定用基板Ｗｍを支持ピン６１ｂから上昇させた距離に対応する補正量を記憶部１９から取得し、取得した補正量を用いて測定結果を補正することができる。なお、制御部１８は、測定用基板Ｗｍの支持ピン６１ｂからの上昇距離に応じた補正量を計算により算出してもよい。

また、制御部１８は、推定したベースプレート６１の帯電量が所定の閾値を超えている場合に、所定の異常対応処理を行ってもよい。たとえば、制御部１８は、異常対応処理として、ベースプレート６１の帯電量が閾値を超えていることを図示しないランプやスピーカを用いて報知したり、基板処理を中止したりすることができる。

ここでは、保持部６０に保持され測定用基板Ｗｍをリフトピン９１ａにより上昇させた後、基板搬送装置１７がリフトピン９１ａから測定用基板Ｗｍを受け取って測定部１９０へ搬送する場合の例について説明した。しかし、これに限らず、基板搬送装置１７が保持部６０から測定用基板Ｗｍを直接受け取って測定部１９０へ搬送することとしてもよい。この場合でも、上記と同様にベースプレート６１の帯電量を推定することが可能である。

＜第５変形例＞
ところで、図２に示すように、支持ピン６１ｂに支持されているウェハＷの周縁部と対向するトッププレート１１０の周縁部は、ウェハＷへ向けて下方に突出させて設けられており、ウェハＷの周縁部との間に隙間Ｄ１を形成する。

隙間Ｄ１は、支持ピン６１ｂに支持されているウェハＷの中心部とトッププレート１１０との間の距離よりも小さい。このため、ウェハＷの中心部から周縁部へ向けて流れる気流の流速は、隙間Ｄ１において低下するおそれがある。また、気流の粘性による摩擦抵抗も生じ易い。

そこで、第５変形例では、かかる隙間Ｄ１における気流の乱れを抑えるための構成について図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、整流部の拡大模式図である。また、図１８は、整流部の模式断面図である。なお、図１７は、図２におけるＨ部に相当する部分の拡大模式図である。

図１７に示すように、トッププレート１１０は、隙間Ｄ１に対応する部分に整流部１８０を備える。

整流部１８０は、下面すなわちウェハＷの周縁部との対向面に複数の凹部１８１を有する。このように、整流部１８０は、下面が所謂ディンプル形状を有していることにより、隙間Ｄ１における摩擦抵抗を低減することができる。

ここで、ウェハＷの中心部から周縁部へ向かう気流は、たとえば処理ユニット１６の排気量やウェハＷの回転数によって変動する。そこで、整流部１８０は、かかる気流の変動に応じて整流効果の強弱を調整できるように構成される。

具体的には、図１８に示すように、整流部１８０は、中空状の本体部１８２を備える。本体部１８２には、供給管１８３を介して流体供給部１８４が接続される。流体供給部１８４は、本体部１８２の内部空間に対して流体を供給する。また、流体供給部１８４は、本体部１８２の内部空間に供給された流体を吸引することもできる。流体供給部１８４から供給される流体は、例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスとするが、純水等の液体であってもよい。

また、上述した凹部１８１は、本体部１８２の下面に形成された開口１８１ａと、この開口１８１ａに貼られた伸縮性を有する膜１８１ｂとで構成される。

整流部１８０は、上記のように構成されており、制御部１８からの制御に従い、流体供給部１８４から本体部１８２の内部空間に対して流体を供給したり吸引したりすることにより、内部空間の圧力を変化させることで、凹部１８１の膜１８１ｂの凹凸を調整することができる。

これにより、排気量や回転数などの気流が変化する状況に応じて凹部１８１の深さを調整することで、隙間Ｄ１を流れる気流を適切に整流することができる。

なお、処理ユニット１６では、処理液供給処理を終えて乾燥処理に移行する際に、ウェハＷの回転数が増加する（図７参照）。そこで、制御部１８は、乾燥処理に移行する場合に、流体供給部１８４を制御して、本体部１８２の内部空間から流体を吸引して、凹部１８１を深くする。これにより、乾燥処理時において隙間Ｄ１を流れる気流を適切に整流することができる。

また、複数の処理液を用いる場合に、処理液ごとに排気量を切り替える場合がある。そこで、制御部１８は、処理液の切替時に流体供給部１８４を制御して凹部１８１の深さを調整するようにしてもよい。たとえば、処理液供給後に純水によるリンス処理を行い、その後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）による置換処理を行う場合において、リンス処理から置換処理へ移行する際に、排気量を低下させることがある。この場合、制御部１８は、リンス処理から置換処理へ移行する場合に、流体供給部１８４を制御して、本体部１８２の内部空間に流体を供給して、凹部１８１を浅くする。これにより、置換処理時において隙間Ｄ１を流れる気流を適切に整流することができる。

上述してきたように、本実施形態に係る処理ユニット１６（基板処理装置の一例）は、導電性の保持部６０と、導電性の回転機構８０（導通経路部の一例）と、処理液供給部１００（供給部の一例）と、接地部１５０と、可変抵抗部１６０とを備える。保持部６０は、ウェハＷ（基板の一例）を保持する。回転機構８０は、保持部６０と接触し、導電性素材で形成される。処理液供給部１００は、保持部６０に保持されたウェハＷに対して処理液を供給する。接地部１５０は、一端部が回転機構８０に接続され、他端部が接地電位に接続される。可変抵抗部１６０は、接地部１５０に設けられ、抵抗値を変更可能である。

したがって、本実施形態に係る処理ユニット１６によれば、ウェハＷに発生した電気の導通経路の抵抗値を基板処理の状況に応じて変更することができるため、一連の基板処理においてウェハＷを電気的障害から適切に保護することができる。

また、処理ユニット１６は、可変抵抗部１６０を制御する制御部１８を備える。制御部１８は、ウェハＷに対する処理液の供給が開始されてから終了するまでの期間である処理液供給期間Ｔのうち、該期間の開始直後における可変抵抗部１６０の抵抗値が、その後の可変抵抗部１６０の抵抗値よりも高くなるように可変抵抗部１６０を制御する。

これにより、導通経路の抵抗値が低い場合に、帯電した処理液がウェハＷに着液することによって生じる放電現象の発生を抑えることができることから、一連の基板処理においてウェハＷを電気的障害から適切に保護することができる。

また、可変抵抗部１６０は、第１抵抗器１６１と、第２抵抗器１６２と、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２（切替部の一例）とを備える。第１抵抗器１６１は、第１抵抗値を有する。第２抵抗器１６２は、第１抵抗値よりも高い第２抵抗値を有する。第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、接地部１５０に接続させる抵抗器を第１抵抗器１６１と第２抵抗器１６２との間で切り替える。また、制御部１８は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を制御して、処理液供給期間Ｔの開始直後においては第２抵抗器１６２を接地部１５０に接続させ、その後、第１抵抗器１６１を接地部１５０に接続させる。

これにより、ウェハＷへの処理液の供給が開始された直後の期間における導通経路の抵抗値をその後の期間よりも高くすることができる。したがって、帯電した処理液がウェハＷに着液したとしても、ウェハＷには電流が流れにくく放電現象が発生しにくいため、放電によるパターンの損傷を防止することができる。したがって、一連の基板処理においてウェハＷを電気的障害から適切に保護することができる。

また、可変抵抗部１６０は、制御部１８から入力される信号に従って抵抗値を変更させる可変抵抗器であってもよい。かかる場合であっても、一連の基板処理においてウェハＷを電気的障害から適切に保護することができる。

また、回転機構８０は、導電性の回転軸８１，８１Ａと、電動機８２と、導電性の容器８４と、導電性の接続部材８５，８５Ａとを備える。回転軸８１，８１Ａは、保持部６０と電気的に接触し、保持部６０を回転可能に支持する。電動機８２は、回転軸８１，８１Ａを回転させる。容器８４は、導電性の液体Ｌが貯留される。接続部材８５，８５Ａは、一端部が回転軸８１，８１Ａに電気的に接触し、他端部が液体Ｌに浸漬される。また、接地部１５０の一端部は、回転機構８０における容器８４に接続される。

また、接続部材８５Ａは、長手方向に延びる棒形状を有し、回転軸８１Ａの反負荷側の端部に対し回転軸８１Ａと同軸上に接続される。

このように、ウェハＷに発生した電気の導通経路として、軸受を含まない経路を構成することで、導通経路の抵抗値を安定させることができる。

また、回転機構８０は、電動機８２と回転軸８１，８１Ａとの間に設けられ、回転軸８１，８１Ａを回転可能に支持する絶縁性の軸受８３Ａを備える。このように、絶縁性の軸受８３Ａを用いることで、意図しない経路での導通を防止することができる。

また、処理ユニット１６は、測定部１９０と、基板搬送装置１７（基板搬送部の一例）と、制御部１８（推定部の一例）とを備える。測定部１９０は、ウェハＷの帯電量を測定する。基板搬送装置１７は、保持部６０に保持されたウェハＷを測定部１９０へ渡す。制御部１８は、測定部１９０による測定結果に基づき、保持部６０の帯電量を推定する。

このように、測定部１９０による測定結果に基づき、保持部６０の帯電量を推定することで、保持部６０の帯電量を作業者の手作業によらず、且つ、耐薬品性等の問題もクリアしながら簡易な方法で測定することができる。

また、制御部１８は、測定部１９０による測定結果と、測定用基板Ｗｍを基板搬送装置１７へ渡す際のシリンダ機構９２ａによる測定用基板Ｗｍの保持部６０からの変位量に応じた補正量とを用いて保持部６０の帯電量を推定する。これにより、保持部６０の帯電量の推定精度を高めることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
６１ ベースプレート
６１ｂ 支持ピン
６１ｆ 導電性部材
８０ 回転機構
８１ 回転軸
８２ 電動機
８３ 軸受
１５０ 接地部
１６０ 可変抵抗部

Claims (8)

1. 基板を保持する導電性の保持部と、
   前記保持部と接触し、導電性素材で形成される導通経路部と、
   前記保持部に保持された基板に対して処理液を供給する供給部と、
   一端部が前記導通経路部に接続され、他端部が接地電位に接続される接地部と、
   前記接地部に設けられ、抵抗値を変更可能な可変抵抗部と、
   前記可変抵抗部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記基板に対する前記処理液の供給が開始されてから終了するまでの期間のうち、該期間の開始直後における前記可変抵抗部の抵抗値が、その後の前記可変抵抗部の抵抗値よりも高くなるように前記可変抵抗部を制御すること
   を特徴とする基板処理装置。
2. 前記可変抵抗部は、
   第１抵抗値を有する第１抵抗器と、
   前記第１抵抗値よりも高い第２抵抗値を有する第２抵抗器と、
   前記接地部に接続させる抵抗器を前記第１抵抗器と前記第２抵抗器との間で切り替える切替部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記切替部を制御して、前記期間の開始直後においては前記第２抵抗器を前記接地部に接続させ、その後、前記第１抵抗器を前記接地部に接続させること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記可変抵抗部は、
   前記制御部から入力される信号に従って抵抗値を変更させる可変抵抗器であること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 基板を保持する導電性の保持部と、
   前記保持部と接触し、導電性素材で形成される導通経路部と、
   前記保持部に保持された基板に対して処理液を供給する供給部と、
   一端部が前記導通経路部に接続され、他端部が接地電位に接続される接地部と、
   前記接地部に設けられ、抵抗値を変更可能な可変抵抗部と
   を備え、
   前記導通経路部は、
   前記保持部を回転させる回転機構であり、
   前記回転機構は、
   前記保持部と電気的に接触し、前記保持部を回転可能に支持する導電性の回転軸と、
   前記回転軸を回転させる電動機と、
   導電性の液体が貯留された導電性の容器と、
   一端部が前記回転軸に電気的に接触し、他端部が前記液体に浸漬される導電性の接続部材と
   を備え、
   前記接地部の一端部は、
   前記回転機構における前記容器に接続されること
   を特徴とする基板処理装置。
5. 前記接続部材は、
   長手方向に延びる棒形状を有し、前記回転軸の反負荷側の端部に対し前記回転軸と同軸上に接続されること
   を特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記回転機構は、
   前記電動機と前記回転軸との間に設けられ、前記回転軸を回転可能に支持する絶縁性の軸受
   を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の基板処理装置。
7. 基板を保持する導電性の保持部と、
   前記保持部と接触し、導電性素材で形成される導通経路部と、
   前記保持部に保持された基板に対して処理液を供給する供給部と、
   一端部が前記導通経路部に接続され、他端部が接地電位に接続される接地部と、
   前記接地部に設けられ、抵抗値を変更可能な可変抵抗部と、
   前記基板の帯電量を測定する測定部と、
   前記保持部に保持された前記基板を前記測定部へ搬送する基板搬送部と、
   前記測定部による測定結果に基づき、前記保持部の帯電量を推定する推定部と
   を備え、
   前記推定部は、
   前記測定結果と、前記基板を前記保持部から受け取る際の前記基板の前記保持部からの上昇量に応じた補正量とを用いて前記保持部の帯電量を推定すること
   を特徴とする基板処理装置。
8. 基板を保持する保持工程と、
   接地電位に接続された前記基板に対して処理液を供給する供給工程と、
   前記供給工程において、前記基板と前記接地電位との間の抵抗値を変更可能な可変抵抗部の抵抗値を変更する抵抗値変更工程と、
   を含み、
   前記抵抗値変更工程は、
   前記基板に対する前記処理液の供給が開始されてから終了するまでの期間のうち、該期間の開始直後における前記可変抵抗部の抵抗値が、その後の前記可変抵抗部の抵抗値よりも高くなるように前記可変抵抗部を制御すること
   を特徴とする基板処理方法。

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