基板処理装置および基板処理方法
【課題】可燃性有機溶剤を基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置および方法において、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行う。
【解決手段】基板処理装置が行う一連の処理のうち可燃性雰囲気が形成される処理はＩＰＡ液を用いた置換処理に限定されることから、Ｘ線照射を用いた除電処理を置換処理に限定して用いる。すなわち、Ｘ線照射の開始および停止をＩＰＡ液（可燃性有機溶剤）の供給タイミングに対応して設定している。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【解決手段】基板処理装置が行う一連の処理のうち可燃性雰囲気が形成される処理はＩＰＡ液を用いた置換処理に限定されることから、Ｘ線照射を用いた除電処理を置換処理に限定して用いる。すなわち、Ｘ線照射の開始および停止をＩＰＡ液（可燃性有機溶剤）の供給タイミングに対応して設定している。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可燃性有機溶剤を基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、表面処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）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等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶ディスプレイ等の製造工程では、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理等の各種処理が行われる。これらの処理の過程において基板が静電気により帯電すると、放電現象により基板表面の回路パターンが損傷を受けたり、また、塵埃等のパーティクルが基板に付着しやすくなったりする。そのため、基板の静電気を除去する除電装置を基板処理装置に装備することが提案されている。ただし、一連の処理中にＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）、エタノール（Ethanol）、メタノール（methanol）などの可燃性有機溶剤を、基板保持手段に保持された基板に供給して所定の表面処理を行う場合には、基板や基板保持手段の周囲に可燃性雰囲気が形成されるため、発火などを考慮する必要がある。そこで、例えば特許文献１の記載の発明では、軟Ｘ線を用いた除電装置が基板処理装置に装備されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７２５５９号公報（段落００８２、図２、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載の発明では、基板が基板処理装置に搬送されてくると、当該基板に対して洗浄処理、リンス処理および乾燥処理がこの順序で実行される。つまり、洗浄処理ではエッチング液などの薬液や純水が処理液として基板に供給されてアッシング処理後の残渣除去が行われている。この洗浄処理後にＩＰＡ等の可燃性有機溶剤が基板に供給されて基板に対してリンス処理が実行され、さらにスピン乾燥により基板が乾燥される。そして、ＩＰＡを用いてリンス処理を行っているため、基板搬送直後から除電装置（特許文献１中のイオナイザ５）を作動させて基板の帯電を防止している。
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の発明で使用するＸ線のエネルギー強度は３〜９．５ｅＶ程度と微弱であるものの、Ｘ線の人体に及ぼす影響の危険性を考慮すると、Ｘ線の照射時間を極力短縮するのが望ましい。また、このことはランニングコスト面でも同じである。つまり、除電装置内ではＸ線を発生させるためにＸ線発生部を装備しているが、Ｘ線発生部の交換頻度が増大すると、高ランニングコストの主要因のひとつとなってしまう。そのため、Ｘ線発生部の作動時間を必要最小限に抑制するのが望ましい。
【０００６】
しかしながら、従来技術では、上記したように基板が装置内に搬送されてくると同時にＸ線照射を開始しており、可燃性雰囲気が形成されない期間、例えば基板が基板保持手段に保持されてから洗浄処理が行われるまでの待機期間や洗浄処理が行われている洗浄処理期間などにおいても、Ｘ線を一律に照射している。そのため、従来技術はＸ線照射を用いた除電が必ずしも効率的に行われているとは言えなかった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、可燃性有機溶剤を基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置および方法において、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する有機溶剤供給手段と、Ｘ線発生部を有し、Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する除電手段と、可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応してＸ線発生部の作動および停止を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる基板処理方法は、基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する基板処理方法であって、上記目的を達成するため、Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する除電処理を備え、Ｘ線発生部の作動および停止が可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（基板処理装置および方法）では、基板保持手段に保持された基板に対して可燃性有機溶剤が供給されて所定の表面処理が実行される。このとき、可燃性有機溶剤の供給により基板および該基板を保持している基板保持手段の周囲に可燃性雰囲気が形成される。そこで、Ｘ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する、除電処理を実行しており、可燃性雰囲気中において基板を確実に除電している。また、本発明では、特にＸ線発生部からのＸ線照射の開始および停止が可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されており、Ｘ線照射を用いた除電処理が表面処理を行う際に専用的に実行される。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められる。
【００１１】
ところで、基板処理装置では、表面処理を行う前に非可燃性雰囲気で基板保持手段に保持された基板に対して表面処理と異なる前処理を行う場合があるが、この場合、前処理の途中でＸ線発生部の作動を開始して基板保持手段および基板を除電するとともに、前処理に続く表面処理中においてもＸ線発生部の作動を継続させるのが望ましい。このように可燃性有機溶剤の供給開始タイミング（表面処理の開始タイミング）に対応して前処理の途中から除電処理を開始することにより、表面処理を開始した時点で基板および基板保持手段にイオンが付着して表面処理中の除電を確実に行うことができる。
【００１２】
また、Ｘ線発生部の停止については、可燃性有機溶剤の供給停止タイミング（表面処理の終了タイミング）に対応して設定する。より具体的には可燃性雰囲気が非可燃性雰囲気に置換された後にＸ線発生部の作動を停止するのが望ましい。例えば基板保持手段を取り囲むように空間規定部が設けられた基板処理装置では、空間規定部により表面処理を行う処理空間が規定されるとともに、排気手段により排気されている。このような装置では、排気手段により処理空間内が非可燃性雰囲気に置換されるが、その置換完了前においては可燃性雰囲気が処理空間に残っているため、その間はＸ線発生部の作動を継続させるのが望ましい。一方、可燃性雰囲気から非可燃性雰囲気に完全に置換されるのを待って直ちにＸ線発生部の作動を停止させるのが望ましい。
【００１３】
さらに、可燃性有機溶剤で濡れた基板を乾燥させるための乾燥処理を実行する場合には、排気手段を作動させた状態で乾燥処理は実行されるが、乾燥処理中においては可燃性雰囲気が残っている可能性がある。したがって、乾燥処理が完了して可燃性雰囲気がなくなった後でＸ線発生部を停止させるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応してＸ線照射の開始および停止を制御しているので、Ｘ線発生部からのＸ線照射時間を必要最小限にすることができ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着した汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、ｐｏｌｙ−Ｓｉの微細パターンが表面Ｗｆに形成された基板Ｗの表面Ｗｆに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷなどのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板Ｗに対してＩＰＡを用いた置換処理を施してから基板Ｗに対して乾燥処理を行う装置である。
【００１６】
この基板処理装置は、図１に示すように、処理チャンバー２０に囲まれた構造を有する。この処理チャンバー２０の搬送領域側（同図の右側）の側面には基板搬入出口７０が設けられている。また基板搬入出口７０には、シャッタＳＨがシャッタ駆動機構４０１により開閉自在に設けられており、装置全体を制御する制御ユニット４００からの動作指令によりシャッタ駆動機構４０１がシャッタＳＨを開成駆動させることで、基板搬送ロボット（図示省略）により基板Ｗが基板搬入出口７０から搬送される。
【００１７】
また、処理チャンバー２０の基板搬入出口７０と反対側の側面には透過窓６０が設けられている。そして、透過窓６０側の外部にＸ線照射ユニット５０が本発明の「除電手段」として設けられている。このＸ線照射ユニット５０はＸ線発生部５１を有しており、このＸ線発生部５１から除電作用のある電磁波である軟Ｘ線が射出される。なお、Ｘ線発生部５１からの軟Ｘ線の射出タイミングについては後で詳述する。また、この明細書中の「Ｘ線」とは０．００１ｎｍ〜１ｎｍ程度の波長を有する電磁波であり、そのＸ線の中で波長が比較的長い（０．１ｎｍ〜１ｎｍ）電磁波を「軟Ｘ線」と称している。
【００１８】
また、透過窓６０は、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂等からなる。ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂はＸ線を通しやすい性質を有する。それにより、Ｘ線照射ユニット５０から発生する軟Ｘ線は透過窓６０を透過する。なお、透過窓６０の材料として、Ｘ線を通しやすい他の種々の樹脂を用いても良い。
【００１９】
この処理チャンバー２０の内部には、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック１と、薬液供給部４１１から圧送されてくる薬液をスピンチャック１に保持された基板Ｗに供給する薬液ノズル３が設けられている。
【００２０】
スピンチャック１は、回転支柱１１がモータを含むチャック回転駆動機構４０２の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構４０２の駆動により鉛直軸回りに回転可能となっている。これら回転支柱１１およびチャック回転駆動機構４０２は、円筒状のケーシング２内に収容されている。また、回転支柱１１の上端部には、円盤状のスピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４００からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構４０２を駆動させることによりスピンベース１５が鉛直軸回りに回転する。
【００２１】
スピンベース１５の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１７が立設されている。チャックピン１７は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、この実施形態では後の図４に示すように６個のチャックピン１７がスピンベース１５の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１７のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２２】
スピンベース１５に対して基板Ｗが基板搬送ロボットとの間で受渡しされる際（図１（ａ））には、複数個のチャックピン１７を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン１７を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１７は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１５から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。このように、この実施形態では、スピンベース１５とチャックピン１７が本発明の「基板保持手段」として機能する。
【００２３】
さらに、ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ａの内壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ａの外壁と仕切り部材２３ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、仕切り部材２３ｂの外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。
【００２４】
第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されており、各排出口は相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液を回収するための槽であり、薬液を回収して再利用するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのリンス液を排液するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通されている。さらに、第３排液槽２５ｃはＩＰＡを排液するとともに、ＩＰＡ雰囲気を排気するための槽であり、分離回収ボックス（図示省略）に連通されている。この分離回収ボックスには、図２の排気部４２１が接続されており、分離回収ボックスを介して第３排液槽２５ｃに負圧が与えられており、次の説明するスプラッシュガードにより囲まれる処理空間内からＩＰＡ雰囲気を確実に取り除いて処理空間を非可燃性雰囲気に置換可能となっている。
【００２５】
各排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。このスプラッシュガード６は本発明の「空間規定部」に相当しており、スピンチャック１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１の回転軸（鉛直軸）に対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６はスピンチャック１の回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６３から最内部のガード６１に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。
【００２６】
スプラッシュガード６は、ガード昇降駆動機構４０３と接続され、制御ユニット４００からの動作指令に応じてガード昇降駆動機構４０３の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降駆動機構４０３の駆動によりスプラッシュガード６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を第１〜第３排液槽２５ａ〜２５ｃに分別して排液させることが可能となっている。
【００２７】
ガード６１の上部には、断面「く」の字形で内方に開いた溝状の第１案内部が形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を最も高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部で受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部がスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。
【００２８】
また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも低い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液が傾斜部で受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液がガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。
【００２９】
同様にして、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部が形成されている。そして、置換処理時にスプラッシュガード６を第２高さ位置よりも低い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液が傾斜部で受け止められ、第２排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部がスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液がガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。
【００３０】
さらに、図１（ａ）に示すように、第３高さ位置よりも低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。
【００３１】
スピンチャック１の上方位置には、遮断板９が設けられている。この遮断板９は中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１の上方位置に配置されている。この遮断板９は、その下面（底面）が基板表面Ｗｆと略平行に対向する対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断板９は略円筒形状を有する回転支柱９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支柱９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転可能に保持されている。アーム９２には、遮断板回転駆動機構４０４と遮断板昇降駆動機構４０５が接続されている。
【００３２】
遮断板回転駆動機構４０４は、制御ユニット４００からの動作指令に応じて回転支柱９１を基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転させる。また、遮断板回転駆動機構４０４は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断板９を回転させるように構成されている。
【００３３】
また、遮断板昇降駆動機構４０５は、制御ユニット４００からの動作指令に応じて、遮断板９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４００は遮断板昇降駆動機構４０５を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断板９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された所定の対向位置（図１（ｂ）に示す位置）まで遮断板９を下降させる。この実施形態では、基板Ｗに対してリンス処理が開始されてから乾燥処理が終了するまで、遮断板９を対向位置に位置させる。
【００３４】
また、遮断板９の中央部には純水ノズル９５とＩＰＡノズル９８が設けられている。回転支柱９１は中空に仕上げられ、内部に純水供給管９６およびＩＰＡ供給管９９が挿通されている。そして、純水供給管９６の下端に純水ノズル９５が結合され、ＩＰＡ供給管９９の下端にＩＰＡノズル９８が結合されている。純水供給管９６は純水供給部４１２に接続されており、ＩＰＡ供給管９９はＩＰＡ供給部４１３に接続されている。制御ユニット４００の動作指令に応じて純水供給部４１２が作動すると、ＤＩＷ（deionized water：脱イオン水）などのリンス液が純水ノズル９５から吐出される。また、制御ユニット４００の動作指令に応じてＩＰＡ供給部４１３が作動すると、ＩＰＡ液がＩＰＡノズル９８から吐出される。なお、このＩＰＡ供給部４１３が本発明の「有機溶剤供給手段」に相当する。また、ＩＰＡ液としては、１００%ＩＰＡを用いてもよいし、ＩＰＡとＤＩＷを所定の混合比で混合させた混合物を用いてもよい。
【００３５】
また、回転支柱９１の内壁面と純水供給管９６とＩＰＡ供給管の周囲との間に設けられた隙間は、円筒状のガス供給路９７を形成している。このガス供給路９７は開閉バルブ９８を介してガス供給部４１４と接続されており、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間に窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、ガス供給部４１４から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出するように構成してもよい。
【００３６】
なお、図１への図示を省略しているが、回転支柱１１は中空形状を有しており、その中空部は回転支柱９１と同一構造を有しており、リンス液と窒素ガスを基板裏面に向けて吐出可能となっている。
【００３７】
上記のように構成された基板処理装置では、基板Ｗは次のようにして洗浄処理される。すなわち、薬液ノズル３から薬液が基板表面Ｗｆに供給され、基板Ｗに対して薬液処理が実行される。続いて、遮断板９が離間位置から対向位置に位置決めされ、基板Ｗの回転とともに遮断板９が回転される。そして、ガス供給路９７から窒素ガスを供給することで、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に挟まれた空間が窒素ガス雰囲気とされる。また、ノズル９５からリンス液（ＤＩＷ）を吐出させて基板Ｗに対してリンス処理を施す（リンス工程）。リンス処理後、ノズル９５からＩＰＡ液を吐出させて基板表面Ｗｆに残留付着するリンス液をＩＰＡ液により置換する（置換処理）。その後で、制御ユニット４００はチャック回転機構１３および遮断板回転駆動機構４０４のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断板９を高速回転させる。これにより、基板表面ＷｆからＩＰＡ液が振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（乾燥工程）。この乾燥処理においては、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に挟まれた空間が窒素ガス雰囲気とされることにより、基板Ｗの乾燥が促進され、乾燥時間を短縮することができる。
【００３８】
また、この実施形態では、ＩＰＡ液を基板Ｗに供給した際に処理空間にＩＰＡ雰囲気（可燃性雰囲気）が形成される。そこで、基板ＷへのＩＰＡ液の供給タイミングに対応してＸ線照射ユニット５０を作動させて基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６などを除電している。この点について、図３を参照しつつ詳述する。
【００３９】
図３は図１に示す基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、本発明の「表面処理」に相当する置換処理、および置換処理に対応して実行される除電処理を中心に説明する。この実施形態では、置換処理の前処理となるリンス処理の後半のあるタイミングＴ0でＸ線発生部５１が制御ユニット４００から動作指令に応じて作動し、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６への軟Ｘ線照射を開始する。つまり、図３に示すように、ＩＰＡ液の吐出タイミングＴ1よりも時間ＴＡだけ早いタイミングＴ0で軟Ｘ線照射が照射される。この軟Ｘ線照射により基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６の近傍に存在している気体分子がイオン化され、基板Ｗなどを除電する。この軟Ｘ線照射はＩＰＡ液の吐出中（つまり置換処理の間）も継続されて除電処理が連続的に実行され、さらにＩＰＡ液の吐出終了（置換処理の完了）タイミングＴ2後も時間ＴＢだけ継続される。そして、タイミングＴ3で制御ユニット４００からの停止指令に応じてＸ線発生部５１が停止して除電処理が終了する。このように、この実施形態では、乾燥処理に移行した後も、しばらくの間（時間ＴＢ）、軟Ｘ線照射が継続されて除電処理が続けられている。
【００４０】
以上のように、この実施形態では、基板処理装置が行う一連の処理のうち可燃性雰囲気が形成される処理はＩＰＡ液を用いた置換処理に限定されることから、Ｘ線照射を用いた除電処理を置換処理に限定して用いている。すなわち、Ｘ線照射の開始および停止をＩＰＡ液（可燃性有機溶剤）の供給タイミングに対応して設定している。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、置換処理の前に行うリンス処理（本発明の「前処理」に相当）は純水やＤＩＷなどのリンス液を基板Ｗに供給する処理であり、可燃性雰囲気は形成されないが、本実施形態ではリンス処理中にＸ線発生部５１の作動を開始している。これは置換処理を開始した時点でスプラッシュガード６、スピンベース１５、基板Ｗなどを除電するためであり、これによってスプラッシュガード６等にイオンが付着して表面処理中、特に処理開始段階の除電を確実に行うことができる。このことを実験結果に基づいて説明する。
【００４２】
図４はＸ線照射による除電効果を検討するための実験内容を示す模式図である。ここでは、基板Ｗを保持しない状態でスピンベース１５およびスプラッシュガード６をベンコットンで擦って強制的に帯電させている。そして、図１のＸ線照射ユニット５０を作動させた後、作動直後、１０秒経過、２０秒経過および３０秒経過後におけるスピンベース１５およびスプラッシュガード６の各部での帯電量をＩｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ製のＳＦＭ７７５により計測した。なお、計測部位は同図中の符号Ａ〜Ｅで示す通りである。また、Ｘ線照射ユニット５０は中心波長０．２ｎｍで、９．５ｋｅＶの軟Ｘ線をスピンベース１５およびスプラッシュガード６に照射している。
【００４３】
図５は図４に示す実験で計測された帯電量を示しており、それらの計測データをまとめたものが図６のグラフである。これらの実験結果からわかるように、Ｘ線照射を開始しても直ちに除電効果が発現するのではなく、所定時間、例えば１０〜１５秒程度の時間経過を経てＸ線照射による除電が開始される。つまり、除電に寄与するイオンはＸ線照射からわずかながらも遅れて生成されると推測される。したがって、上記実施形態で行ったように、ＩＰＡ液による置換処理の開始よりも時間ＴＡだけ先立ってＸ線照射を開始することでＩＰＡ液の吐出によりＩＰＡ雰囲気が形成された時点では既に除電に寄与するイオンが形成されており、基板Ｗ、スピンベース１５およびスプラッシュガード６が確実に除電される。
【００４４】
また、上記実施形態では、除電開始タイミングのみならず、除電停止タイミングについても特段の配慮を払っている。すなわち、ＩＰＡ液による置換処理を乾燥処理に切り替えた後、時間ＴＢが経過することを条件に、Ｘ線発生部５１の作動が停止されて除電処理が終了している。これは以下の理由からである。ＩＰＡ液の供給を停止したとしても、処理空間内に形成されるＩＰＡ雰囲気中のＩＰＡ濃度が瞬間的に低下することはなく、ＩＰＡ雰囲気が処理空間に残っている。また処理空間を排気部４２１による排気を行っているものの、処理空間内を非可燃性雰囲気に置換するためにはある程度の時間が必要である。そこで、上記実施形態では、このような事情から置換処理から乾燥処理に移行した後も、所定時間ＴＢだけＸ線発生部５１の作動を継続させて処理空間をＩＰＡ雰囲気から非可燃性雰囲気に完全に置換されるのを待てＸ線発生部５１の作動を停止させている。また、乾燥処理を行っている間、Ｘ線発生部５１の作動を継続させてもよい。
【００４５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ＩＰＡ液を用いて置換処理を行う基板処理装置に本発明を適用しているが、ＩＰＡ液以外の可燃性有機溶剤を用いて置換処理を行う基板処理装置や本発明の「表面処理」として置換処理以外の処理を行う基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。これらの基板処理装置において使用する可燃性有機溶剤としては、ＩＰＡ以外に、エタノール（Ethanol）、メタノール（methanol）などのアルコール系有機溶剤などが含まれる。
【００４６】
また、本発明の「表面処理」に相当する処理の種類や当該処理で使用する可燃性有機溶剤の種類や量などによって時間ＴＡ、ＴＢを適正に設定する必要がある。例えば、処理内容、使用する可燃性有機溶剤の種類や量などのプロセス条件をプロセスレシピとして制御ユニット４００のメモリ（図示省略）に予め記憶させておくことができる。そして、オペレータが基板Ｗのプロセスレシピを選択すると、その選択値に対応する時間ＴＡ、ＴＢを含めたプロセス条件をメモリから読み出し、自動設定するように構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、処理チャンバー２０の外部からＸ線照射を行って基板Ｗ、スピンベース１５およびスプラッシュガード６の近傍に存在する気体分子をイオン化して除電効果を発揮させているが、Ｘ線照射ユニット５０の構成はこれに限定されるものではない。例えばＸ線発生部５１を筐体内に内蔵し、同筐体内の気体分子をイオン化して得られるイオン分子を筐体から基板Ｗ、スピンベース１５等に照射するＸ線照射ユニットを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ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などを含む基板全般の表面に対して可燃性有機溶剤を供給して表面処理を施す基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】Ｘ線照射による除電効果を検討するための実験内容を示す模式図である。
【図５】図４に示す実験で計測された帯電量を示す図である。
【図６】図４に示す実験で計測された帯電量と軟Ｘ線照射量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
６…スプラッシュガード（空間規定部）
１５…スピンベース（基板保持手段）
１７…チャックピン（基板保持手段）
５０…Ｘ線照射ユニット（除電手段）
５１…Ｘ線発生部
６１，６２，６３…ガード（空間規定部）
４００…制御ユニット（制御手段）
４１３…ＩＰＡ供給部（有機溶剤供給手段）
４２１…排気部（排気手段）
Ｗ…基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可燃性有機溶剤を基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関するものである。なお、表面処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）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等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶ディスプレイ等の製造工程では、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理等の各種処理が行われる。これらの処理の過程において基板が静電気により帯電すると、放電現象により基板表面の回路パターンが損傷を受けたり、また、塵埃等のパーティクルが基板に付着しやすくなったりする。そのため、基板の静電気を除去する除電装置を基板処理装置に装備することが提案されている。ただし、一連の処理中にＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropyl alcohol）、エタノール（Ethanol）、メタノール（methanol）などの可燃性有機溶剤を、基板保持手段に保持された基板に供給して所定の表面処理を行う場合には、基板や基板保持手段の周囲に可燃性雰囲気が形成されるため、発火などを考慮する必要がある。そこで、例えば特許文献１の記載の発明では、軟Ｘ線を用いた除電装置が基板処理装置に装備されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７２５５９号公報（段落００８２、図２、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載の発明では、基板が基板処理装置に搬送されてくると、当該基板に対して洗浄処理、リンス処理および乾燥処理がこの順序で実行される。つまり、洗浄処理ではエッチング液などの薬液や純水が処理液として基板に供給されてアッシング処理後の残渣除去が行われている。この洗浄処理後にＩＰＡ等の可燃性有機溶剤が基板に供給されて基板に対してリンス処理が実行され、さらにスピン乾燥により基板が乾燥される。そして、ＩＰＡを用いてリンス処理を行っているため、基板搬送直後から除電装置（特許文献１中のイオナイザ５）を作動させて基板の帯電を防止している。
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の発明で使用するＸ線のエネルギー強度は３〜９．５ｅＶ程度と微弱であるものの、Ｘ線の人体に及ぼす影響の危険性を考慮すると、Ｘ線の照射時間を極力短縮するのが望ましい。また、このことはランニングコスト面でも同じである。つまり、除電装置内ではＸ線を発生させるためにＸ線発生部を装備しているが、Ｘ線発生部の交換頻度が増大すると、高ランニングコストの主要因のひとつとなってしまう。そのため、Ｘ線発生部の作動時間を必要最小限に抑制するのが望ましい。
【０００６】
しかしながら、従来技術では、上記したように基板が装置内に搬送されてくると同時にＸ線照射を開始しており、可燃性雰囲気が形成されない期間、例えば基板が基板保持手段に保持されてから洗浄処理が行われるまでの待機期間や洗浄処理が行われている洗浄処理期間などにおいても、Ｘ線を一律に照射している。そのため、従来技術はＸ線照射を用いた除電が必ずしも効率的に行われているとは言えなかった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、可燃性有機溶剤を基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置および方法において、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する有機溶剤供給手段と、Ｘ線発生部を有し、Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する除電手段と、可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応してＸ線発生部の作動および停止を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる基板処理方法は、基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する基板処理方法であって、上記目的を達成するため、Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する除電処理を備え、Ｘ線発生部の作動および停止が可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（基板処理装置および方法）では、基板保持手段に保持された基板に対して可燃性有機溶剤が供給されて所定の表面処理が実行される。このとき、可燃性有機溶剤の供給により基板および該基板を保持している基板保持手段の周囲に可燃性雰囲気が形成される。そこで、Ｘ線照射により発生させたイオンを用いて基板保持手段および基板を除電する、除電処理を実行しており、可燃性雰囲気中において基板を確実に除電している。また、本発明では、特にＸ線発生部からのＸ線照射の開始および停止が可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されており、Ｘ線照射を用いた除電処理が表面処理を行う際に専用的に実行される。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められる。
【００１１】
ところで、基板処理装置では、表面処理を行う前に非可燃性雰囲気で基板保持手段に保持された基板に対して表面処理と異なる前処理を行う場合があるが、この場合、前処理の途中でＸ線発生部の作動を開始して基板保持手段および基板を除電するとともに、前処理に続く表面処理中においてもＸ線発生部の作動を継続させるのが望ましい。このように可燃性有機溶剤の供給開始タイミング（表面処理の開始タイミング）に対応して前処理の途中から除電処理を開始することにより、表面処理を開始した時点で基板および基板保持手段にイオンが付着して表面処理中の除電を確実に行うことができる。
【００１２】
また、Ｘ線発生部の停止については、可燃性有機溶剤の供給停止タイミング（表面処理の終了タイミング）に対応して設定する。より具体的には可燃性雰囲気が非可燃性雰囲気に置換された後にＸ線発生部の作動を停止するのが望ましい。例えば基板保持手段を取り囲むように空間規定部が設けられた基板処理装置では、空間規定部により表面処理を行う処理空間が規定されるとともに、排気手段により排気されている。このような装置では、排気手段により処理空間内が非可燃性雰囲気に置換されるが、その置換完了前においては可燃性雰囲気が処理空間に残っているため、その間はＸ線発生部の作動を継続させるのが望ましい。一方、可燃性雰囲気から非可燃性雰囲気に完全に置換されるのを待って直ちにＸ線発生部の作動を停止させるのが望ましい。
【００１３】
さらに、可燃性有機溶剤で濡れた基板を乾燥させるための乾燥処理を実行する場合には、排気手段を作動させた状態で乾燥処理は実行されるが、乾燥処理中においては可燃性雰囲気が残っている可能性がある。したがって、乾燥処理が完了して可燃性雰囲気がなくなった後でＸ線発生部を停止させるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応してＸ線照射の開始および停止を制御しているので、Ｘ線発生部からのＸ線照射時間を必要最小限にすることができ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着した汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、ｐｏｌｙ−Ｓｉの微細パターンが表面Ｗｆに形成された基板Ｗの表面Ｗｆに対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷなどのリンス液によるリンス処理を施した後、リンス液で濡れた基板Ｗに対してＩＰＡを用いた置換処理を施してから基板Ｗに対して乾燥処理を行う装置である。
【００１６】
この基板処理装置は、図１に示すように、処理チャンバー２０に囲まれた構造を有する。この処理チャンバー２０の搬送領域側（同図の右側）の側面には基板搬入出口７０が設けられている。また基板搬入出口７０には、シャッタＳＨがシャッタ駆動機構４０１により開閉自在に設けられており、装置全体を制御する制御ユニット４００からの動作指令によりシャッタ駆動機構４０１がシャッタＳＨを開成駆動させることで、基板搬送ロボット（図示省略）により基板Ｗが基板搬入出口７０から搬送される。
【００１７】
また、処理チャンバー２０の基板搬入出口７０と反対側の側面には透過窓６０が設けられている。そして、透過窓６０側の外部にＸ線照射ユニット５０が本発明の「除電手段」として設けられている。このＸ線照射ユニット５０はＸ線発生部５１を有しており、このＸ線発生部５１から除電作用のある電磁波である軟Ｘ線が射出される。なお、Ｘ線発生部５１からの軟Ｘ線の射出タイミングについては後で詳述する。また、この明細書中の「Ｘ線」とは０．００１ｎｍ〜１ｎｍ程度の波長を有する電磁波であり、そのＸ線の中で波長が比較的長い（０．１ｎｍ〜１ｎｍ）電磁波を「軟Ｘ線」と称している。
【００１８】
また、透過窓６０は、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂等からなる。ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂はＸ線を通しやすい性質を有する。それにより、Ｘ線照射ユニット５０から発生する軟Ｘ線は透過窓６０を透過する。なお、透過窓６０の材料として、Ｘ線を通しやすい他の種々の樹脂を用いても良い。
【００１９】
この処理チャンバー２０の内部には、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック１と、薬液供給部４１１から圧送されてくる薬液をスピンチャック１に保持された基板Ｗに供給する薬液ノズル３が設けられている。
【００２０】
スピンチャック１は、回転支柱１１がモータを含むチャック回転駆動機構４０２の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構４０２の駆動により鉛直軸回りに回転可能となっている。これら回転支柱１１およびチャック回転駆動機構４０２は、円筒状のケーシング２内に収容されている。また、回転支柱１１の上端部には、円盤状のスピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４００からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構４０２を駆動させることによりスピンベース１５が鉛直軸回りに回転する。
【００２１】
スピンベース１５の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１７が立設されている。チャックピン１７は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、この実施形態では後の図４に示すように６個のチャックピン１７がスピンベース１５の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１７のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン１７は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２２】
スピンベース１５に対して基板Ｗが基板搬送ロボットとの間で受渡しされる際（図１（ａ））には、複数個のチャックピン１７を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン１７を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１７は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１５から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。このように、この実施形態では、スピンベース１５とチャックピン１７が本発明の「基板保持手段」として機能する。
【００２３】
さらに、ケーシング２の周囲には、受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃが立設されている。ケーシング２の外壁と仕切り部材２３ａの内壁との間の空間が第１排液槽２５ａを形成し、仕切り部材２３ａの外壁と仕切り部材２３ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２５ｂを形成し、仕切り部材２３ｂの外壁と仕切り部材２３ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２５ｃを形成している。
【００２４】
第１排液槽２５ａ、第２排液槽２５ｂおよび第３排液槽２５ｃの底部にはそれぞれ、排出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されており、各排出口は相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液槽２５ａは使用済みの薬液を回収するための槽であり、薬液を回収して再利用するための回収ドレインに連通されている。また、第２排液槽２５ｂは使用済みのリンス液を排液するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通されている。さらに、第３排液槽２５ｃはＩＰＡを排液するとともに、ＩＰＡ雰囲気を排気するための槽であり、分離回収ボックス（図示省略）に連通されている。この分離回収ボックスには、図２の排気部４２１が接続されており、分離回収ボックスを介して第３排液槽２５ｃに負圧が与えられており、次の説明するスプラッシュガードにより囲まれる処理空間内からＩＰＡ雰囲気を確実に取り除いて処理空間を非可燃性雰囲気に置換可能となっている。
【００２５】
各排液槽２５ａ〜２５ｃの上方にはスプラッシュガード６が設けられている。このスプラッシュガード６は本発明の「空間規定部」に相当しており、スピンチャック１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１の回転軸（鉛直軸）に対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード６はスピンチャック１の回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された３つのガード６１，６２，６３を備えている。３つのガード６１，６２，６３は、最外部のガード６３から最内部のガード６１に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード６１，６２，６３の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。
【００２６】
スプラッシュガード６は、ガード昇降駆動機構４０３と接続され、制御ユニット４００からの動作指令に応じてガード昇降駆動機構４０３の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、スプラッシュガード６をスピンチャック１に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降駆動機構４０３の駆動によりスプラッシュガード６を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する処理液を第１〜第３排液槽２５ａ〜２５ｃに分別して排液させることが可能となっている。
【００２７】
ガード６１の上部には、断面「く」の字形で内方に開いた溝状の第１案内部が形成されている。そして、薬液処理時にスプラッシュガード６を最も高い位置（以下「第１高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液が第１案内部で受け止められ、第１排液槽２５ａに案内される。具体的には、第１高さ位置として、第１案内部がスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液がガード６１を介して第１排液槽２５ａに案内される。
【００２８】
また、ガード６２の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部６２ａが形成されている。そして、リンス処理時にスプラッシュガード６を第１高さ位置よりも低い位置（以下「第２高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液が傾斜部で受け止められ、第２排液槽２５ｂに案内される。具体的には、第２高さ位置として、傾斜部６２ａがスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するリンス液がガード６１の上端部とガード６２の上端部との間を通り抜けて第２排液槽２５ｂに案内される。
【００２９】
同様にして、ガード６３の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部が形成されている。そして、置換処理時にスプラッシュガード６を第２高さ位置よりも低い位置（以下「第３高さ位置」という）に位置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液が傾斜部で受け止められ、第２排液槽２５ｃに案内される。具体的には、第３高さ位置として、傾斜部がスピンチャック１に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード６を配置させることで、回転する基板Ｗから飛散するＩＰＡ液がガード６２の上端部とガード６３の上端部との間を通り抜けて第３排液槽２５ｃに案内される。
【００３０】
さらに、図１（ａ）に示すように、第３高さ位置よりも低い位置（以下「退避位置」という）に位置させて、スピンチャック１をスプラッシュガード６の上端部から突出させることで、基板搬送手段（図示せず）が未処理の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、処理済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取ることが可能となっている。
【００３１】
スピンチャック１の上方位置には、遮断板９が設けられている。この遮断板９は中心部に開口部を有する円盤状の部材であって、スピンチャック１の上方位置に配置されている。この遮断板９は、その下面（底面）が基板表面Ｗｆと略平行に対向する対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断板９は略円筒形状を有する回転支柱９１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支柱９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転可能に保持されている。アーム９２には、遮断板回転駆動機構４０４と遮断板昇降駆動機構４０５が接続されている。
【００３２】
遮断板回転駆動機構４０４は、制御ユニット４００からの動作指令に応じて回転支柱９１を基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転させる。また、遮断板回転駆動機構４０４は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断板９を回転させるように構成されている。
【００３３】
また、遮断板昇降駆動機構４０５は、制御ユニット４００からの動作指令に応じて、遮断板９をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４００は遮断板昇降駆動機構４０５を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック１の上方の離間位置に遮断板９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された所定の対向位置（図１（ｂ）に示す位置）まで遮断板９を下降させる。この実施形態では、基板Ｗに対してリンス処理が開始されてから乾燥処理が終了するまで、遮断板９を対向位置に位置させる。
【００３４】
また、遮断板９の中央部には純水ノズル９５とＩＰＡノズル９８が設けられている。回転支柱９１は中空に仕上げられ、内部に純水供給管９６およびＩＰＡ供給管９９が挿通されている。そして、純水供給管９６の下端に純水ノズル９５が結合され、ＩＰＡ供給管９９の下端にＩＰＡノズル９８が結合されている。純水供給管９６は純水供給部４１２に接続されており、ＩＰＡ供給管９９はＩＰＡ供給部４１３に接続されている。制御ユニット４００の動作指令に応じて純水供給部４１２が作動すると、ＤＩＷ（deionized water：脱イオン水）などのリンス液が純水ノズル９５から吐出される。また、制御ユニット４００の動作指令に応じてＩＰＡ供給部４１３が作動すると、ＩＰＡ液がＩＰＡノズル９８から吐出される。なお、このＩＰＡ供給部４１３が本発明の「有機溶剤供給手段」に相当する。また、ＩＰＡ液としては、１００%ＩＰＡを用いてもよいし、ＩＰＡとＤＩＷを所定の混合比で混合させた混合物を用いてもよい。
【００３５】
また、回転支柱９１の内壁面と純水供給管９６とＩＰＡ供給管の周囲との間に設けられた隙間は、円筒状のガス供給路９７を形成している。このガス供給路９７は開閉バルブ９８を介してガス供給部４１４と接続されており、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間に窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、ガス供給部４１４から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出するように構成してもよい。
【００３６】
なお、図１への図示を省略しているが、回転支柱１１は中空形状を有しており、その中空部は回転支柱９１と同一構造を有しており、リンス液と窒素ガスを基板裏面に向けて吐出可能となっている。
【００３７】
上記のように構成された基板処理装置では、基板Ｗは次のようにして洗浄処理される。すなわち、薬液ノズル３から薬液が基板表面Ｗｆに供給され、基板Ｗに対して薬液処理が実行される。続いて、遮断板９が離間位置から対向位置に位置決めされ、基板Ｗの回転とともに遮断板９が回転される。そして、ガス供給路９７から窒素ガスを供給することで、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に挟まれた空間が窒素ガス雰囲気とされる。また、ノズル９５からリンス液（ＤＩＷ）を吐出させて基板Ｗに対してリンス処理を施す（リンス工程）。リンス処理後、ノズル９５からＩＰＡ液を吐出させて基板表面Ｗｆに残留付着するリンス液をＩＰＡ液により置換する（置換処理）。その後で、制御ユニット４００はチャック回転機構１３および遮断板回転駆動機構４０４のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断板９を高速回転させる。これにより、基板表面ＷｆからＩＰＡ液が振り切られ、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（乾燥工程）。この乾燥処理においては、遮断板９と基板表面Ｗｆとの間に挟まれた空間が窒素ガス雰囲気とされることにより、基板Ｗの乾燥が促進され、乾燥時間を短縮することができる。
【００３８】
また、この実施形態では、ＩＰＡ液を基板Ｗに供給した際に処理空間にＩＰＡ雰囲気（可燃性雰囲気）が形成される。そこで、基板ＷへのＩＰＡ液の供給タイミングに対応してＸ線照射ユニット５０を作動させて基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６などを除電している。この点について、図３を参照しつつ詳述する。
【００３９】
図３は図１に示す基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、本発明の「表面処理」に相当する置換処理、および置換処理に対応して実行される除電処理を中心に説明する。この実施形態では、置換処理の前処理となるリンス処理の後半のあるタイミングＴ0でＸ線発生部５１が制御ユニット４００から動作指令に応じて作動し、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６への軟Ｘ線照射を開始する。つまり、図３に示すように、ＩＰＡ液の吐出タイミングＴ1よりも時間ＴＡだけ早いタイミングＴ0で軟Ｘ線照射が照射される。この軟Ｘ線照射により基板Ｗ、スピンベース１５、スプラッシュガード６の近傍に存在している気体分子がイオン化され、基板Ｗなどを除電する。この軟Ｘ線照射はＩＰＡ液の吐出中（つまり置換処理の間）も継続されて除電処理が連続的に実行され、さらにＩＰＡ液の吐出終了（置換処理の完了）タイミングＴ2後も時間ＴＢだけ継続される。そして、タイミングＴ3で制御ユニット４００からの停止指令に応じてＸ線発生部５１が停止して除電処理が終了する。このように、この実施形態では、乾燥処理に移行した後も、しばらくの間（時間ＴＢ）、軟Ｘ線照射が継続されて除電処理が続けられている。
【００４０】
以上のように、この実施形態では、基板処理装置が行う一連の処理のうち可燃性雰囲気が形成される処理はＩＰＡ液を用いた置換処理に限定されることから、Ｘ線照射を用いた除電処理を置換処理に限定して用いている。すなわち、Ｘ線照射の開始および停止をＩＰＡ液（可燃性有機溶剤）の供給タイミングに対応して設定している。したがって、Ｘ線照射が必要最小限に止められ、Ｘ線照射を用いた除電を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、置換処理の前に行うリンス処理（本発明の「前処理」に相当）は純水やＤＩＷなどのリンス液を基板Ｗに供給する処理であり、可燃性雰囲気は形成されないが、本実施形態ではリンス処理中にＸ線発生部５１の作動を開始している。これは置換処理を開始した時点でスプラッシュガード６、スピンベース１５、基板Ｗなどを除電するためであり、これによってスプラッシュガード６等にイオンが付着して表面処理中、特に処理開始段階の除電を確実に行うことができる。このことを実験結果に基づいて説明する。
【００４２】
図４はＸ線照射による除電効果を検討するための実験内容を示す模式図である。ここでは、基板Ｗを保持しない状態でスピンベース１５およびスプラッシュガード６をベンコットンで擦って強制的に帯電させている。そして、図１のＸ線照射ユニット５０を作動させた後、作動直後、１０秒経過、２０秒経過および３０秒経過後におけるスピンベース１５およびスプラッシュガード６の各部での帯電量をＩｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ製のＳＦＭ７７５により計測した。なお、計測部位は同図中の符号Ａ〜Ｅで示す通りである。また、Ｘ線照射ユニット５０は中心波長０．２ｎｍで、９．５ｋｅＶの軟Ｘ線をスピンベース１５およびスプラッシュガード６に照射している。
【００４３】
図５は図４に示す実験で計測された帯電量を示しており、それらの計測データをまとめたものが図６のグラフである。これらの実験結果からわかるように、Ｘ線照射を開始しても直ちに除電効果が発現するのではなく、所定時間、例えば１０〜１５秒程度の時間経過を経てＸ線照射による除電が開始される。つまり、除電に寄与するイオンはＸ線照射からわずかながらも遅れて生成されると推測される。したがって、上記実施形態で行ったように、ＩＰＡ液による置換処理の開始よりも時間ＴＡだけ先立ってＸ線照射を開始することでＩＰＡ液の吐出によりＩＰＡ雰囲気が形成された時点では既に除電に寄与するイオンが形成されており、基板Ｗ、スピンベース１５およびスプラッシュガード６が確実に除電される。
【００４４】
また、上記実施形態では、除電開始タイミングのみならず、除電停止タイミングについても特段の配慮を払っている。すなわち、ＩＰＡ液による置換処理を乾燥処理に切り替えた後、時間ＴＢが経過することを条件に、Ｘ線発生部５１の作動が停止されて除電処理が終了している。これは以下の理由からである。ＩＰＡ液の供給を停止したとしても、処理空間内に形成されるＩＰＡ雰囲気中のＩＰＡ濃度が瞬間的に低下することはなく、ＩＰＡ雰囲気が処理空間に残っている。また処理空間を排気部４２１による排気を行っているものの、処理空間内を非可燃性雰囲気に置換するためにはある程度の時間が必要である。そこで、上記実施形態では、このような事情から置換処理から乾燥処理に移行した後も、所定時間ＴＢだけＸ線発生部５１の作動を継続させて処理空間をＩＰＡ雰囲気から非可燃性雰囲気に完全に置換されるのを待てＸ線発生部５１の作動を停止させている。また、乾燥処理を行っている間、Ｘ線発生部５１の作動を継続させてもよい。
【００４５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ＩＰＡ液を用いて置換処理を行う基板処理装置に本発明を適用しているが、ＩＰＡ液以外の可燃性有機溶剤を用いて置換処理を行う基板処理装置や本発明の「表面処理」として置換処理以外の処理を行う基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。これらの基板処理装置において使用する可燃性有機溶剤としては、ＩＰＡ以外に、エタノール（Ethanol）、メタノール（methanol）などのアルコール系有機溶剤などが含まれる。
【００４６】
また、本発明の「表面処理」に相当する処理の種類や当該処理で使用する可燃性有機溶剤の種類や量などによって時間ＴＡ、ＴＢを適正に設定する必要がある。例えば、処理内容、使用する可燃性有機溶剤の種類や量などのプロセス条件をプロセスレシピとして制御ユニット４００のメモリ（図示省略）に予め記憶させておくことができる。そして、オペレータが基板Ｗのプロセスレシピを選択すると、その選択値に対応する時間ＴＡ、ＴＢを含めたプロセス条件をメモリから読み出し、自動設定するように構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、処理チャンバー２０の外部からＸ線照射を行って基板Ｗ、スピンベース１５およびスプラッシュガード６の近傍に存在する気体分子をイオン化して除電効果を発揮させているが、Ｘ線照射ユニット５０の構成はこれに限定されるものではない。例えばＸ線発生部５１を筐体内に内蔵し、同筐体内の気体分子をイオン化して得られるイオン分子を筐体から基板Ｗ、スピンベース１５等に照射するＸ線照射ユニットを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ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などを含む基板全般の表面に対して可燃性有機溶剤を供給して表面処理を施す基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す基板処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】Ｘ線照射による除電効果を検討するための実験内容を示す模式図である。
【図５】図４に示す実験で計測された帯電量を示す図である。
【図６】図４に示す実験で計測された帯電量と軟Ｘ線照射量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
６…スプラッシュガード（空間規定部）
１５…スピンベース（基板保持手段）
１７…チャックピン（基板保持手段）
５０…Ｘ線照射ユニット（除電手段）
５１…Ｘ線発生部
６１，６２，６３…ガード（空間規定部）
４００…制御ユニット（制御手段）
４１３…ＩＰＡ供給部（有機溶剤供給手段）
４２１…排気部（排気手段）
Ｗ…基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する有機溶剤供給手段と、
Ｘ線発生部を有し、前記Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて前記基板保持手段および前記基板を除電する除電手段と、
前記可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して前記Ｘ線発生部の作動および停止を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記表面処理を行う前に非可燃性雰囲気で前記基板保持手段に保持された前記基板に対して前記表面処理と異なる前処理を行う請求項１記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は前記前処理の途中で前記Ｘ線発生部の作動を開始して前記基板保持手段および前記基板を除電するとともに、前記前処理に続く前記表面処理中においても前記Ｘ線発生部の作動を継続させる基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の基板処理装置であって、
前記基板保持手段を取り囲むように設けられて前記表面処理を行う処理空間を規定する空間規定部と、
前記処理空間を排気する排気手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表面処理が完了し、かつ前記排気手段を作動させて前記処理空間内に形成される前記可燃性雰囲気を非可燃性雰囲気に置換した後に、前記Ｘ線発生部を停止させる基板処理装置。
【請求項４】
前記表面処理の後に、前記可燃性有機溶剤で濡れた基板を乾燥させるための乾燥処理を実行する請求項３記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は、前記排気手段を作動させた状態で前記乾燥処理を実行した後に、前記Ｘ線発生部を停止させる基板処理装置。
【請求項５】
基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する基板処理方法において、
Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて前記基板保持手段および前記基板を除電する除電処理を備え、
前記Ｘ線発生部の作動および停止が前記可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されていることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する有機溶剤供給手段と、
Ｘ線発生部を有し、前記Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて前記基板保持手段および前記基板を除電する除電手段と、
前記可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して前記Ｘ線発生部の作動および停止を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記表面処理を行う前に非可燃性雰囲気で前記基板保持手段に保持された前記基板に対して前記表面処理と異なる前処理を行う請求項１記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は前記前処理の途中で前記Ｘ線発生部の作動を開始して前記基板保持手段および前記基板を除電するとともに、前記前処理に続く前記表面処理中においても前記Ｘ線発生部の作動を継続させる基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の基板処理装置であって、
前記基板保持手段を取り囲むように設けられて前記表面処理を行う処理空間を規定する空間規定部と、
前記処理空間を排気する排気手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記表面処理が完了し、かつ前記排気手段を作動させて前記処理空間内に形成される前記可燃性雰囲気を非可燃性雰囲気に置換した後に、前記Ｘ線発生部を停止させる基板処理装置。
【請求項４】
前記表面処理の後に、前記可燃性有機溶剤で濡れた基板を乾燥させるための乾燥処理を実行する請求項３記載の基板処理装置であって、
前記制御手段は、前記排気手段を作動させた状態で前記乾燥処理を実行した後に、前記Ｘ線発生部を停止させる基板処理装置。
【請求項５】
基板保持手段に保持された基板に可燃性有機溶剤を供給して可燃性雰囲気で所定の表面処理を実行する基板処理方法において、
Ｘ線発生部からのＸ線照射により発生させたイオンを用いて前記基板保持手段および前記基板を除電する除電処理を備え、
前記Ｘ線発生部の作動および停止が前記可燃性有機溶剤の供給タイミングに対応して設定されていることを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１１７５９７（Ｐ２００９−１１７５９７Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８６１５（Ｐ２００７−２８８６１５）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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