JP2008016660A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比抵抗低減気体中の不純物による基板汚染や基板上の金属膜腐食の問題を抑制しつつ、基板の帯電を抑制または防止できる基板処理方法および基板処理装置を提供する。
【解決手段】薬液ノズル５から基板上に薬液を液盛りして薬液工程が行われる。基板の回転によって薬液を排液した後、純水ノズル６から基板上に純水を液盛りして１回目のリンス工程が行われる。純水を排液した後、純水ノズル６から基板上に純水を液盛りして２回目のリンス工程が行われる。基板上に純水が液盛りされた状態で、ガスノズル７から炭酸ガスが供給され、基板の上面付近の雰囲気が炭酸ガス雰囲気とされる。これにより、炭酸ガスが純水中に溶け込む。その後、基板の回転によって、炭酸ガスが溶解した純水が基板外に排液される。
【選択図】図２

Description

この発明は、基板に純水を供給する工程を含む基板処理方法およびこのような基板処理方法の実施に適した基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶パネル用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(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、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶パネルの製造工程では、半導体基板やガラス基板を処理液（薬液またはリンス液）によって処理する基板処理装置が用いられる。たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、基板を保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックによって保持された基板に対して薬液を供給する薬液ノズルと、スピンチャックに保持された基板に対して純水を供給する純水ノズルとを備えている。スピンチャックによって基板を回転させている状態で、基板の表面に薬液ノズルから薬液を供給する薬液工程が行われると、その後に、純水ノズルから基板上に純水を供給し、基板上の薬液を純水に置換するリンス工程が行われる。さらに、その後に、基板上の純水を遠心力によって振り切るためにスピンチャックを高速回転させる乾燥工程が行われる。薬液工程およびリンス工程における基板の回転速度は、一般に数１０〜数１００回転／分であり、薬液および純水の供給流量は、たとえば数リットル／分である。

基板表面に絶縁膜が形成されていたり、基板自体がガラス基板のような絶縁物であったりするような場合には、基板表面は絶縁物表面となっている。したがって、リンス工程では、絶縁物表面上を純水が高速に移動する。これにより、摩擦帯電および剥離帯電によって静電気が発生し、基板が帯電状態となる。帯電状態の基板に蓄えられた静電気が放電を起こすと、基板表面の絶縁層が破壊されたり、パターン欠陥を引き起こしたりして、基板に作り込まれたデバイスが破壊される。このように、基板に蓄えられた静電気は、基板の品質に重大な影響を及ぼす。

そこで、下記特許文献１，２に開示されているように、純水中に炭酸ガスを溶解させて得られる炭酸ガス溶解水を用いてリンス工程を行うことが提案されている。炭酸ガス溶解水は、純水に比較して比抵抗が小さく、そのため、摩擦帯電や剥離帯電により生じた静電気を、基板からスピンチャックなどへと逃がすことができる。これにより、基板にほとんど帯電のない状態で基板処理を終えることができる。
特開２００３−６８６９２号公報 特開２００５−１８３７９１号公報

炭酸ガス溶解水は、たとえば、上記特許文献２に記載されているように、配管の途中で中空子分離膜等のガス溶解膜を通して高圧の炭酸ガスを純水中に溶解させたり、純水中で炭酸ガスをバブリングさせたりすることによって調製される。しかし、炭酸ガス中には金属その他の汚染物質が不純物として入り込んでおり、炭酸ガスを純水中に溶解させる際に、これらの不純物も同時に純水中に入り込んでしまう。したがって、炭酸ガス溶解水を基板表面に供給すると、同時に不純物も基板上へと供給されることになり、純水でリンス処理を行う場合に比較して、基板の清浄度が悪くなるという問題がある。

また、基板表面に銅膜等の金属膜が露出している場合には、その金属膜が炭酸ガス溶解水による腐食を受けるという問題もある。
そこで、この発明の目的は、比抵抗低減気体中の不純物による基板汚染や基板上の金属膜腐食の問題を抑制しつつ、基板の帯電を抑制または防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板の表面に純水を供給する純水供給工程と、前記基板の表面に接している純水が接する雰囲気を、純水の比抵抗を低減可能な比抵抗低減気体の雰囲気とするために比抵抗低減気体を供給する比抵抗低減気体供給工程と、この比抵抗低減気体供給工程の後に、前記基板の表面の純水を排除する純水排除工程とを含む、基板処理方法である。

この発明によれば、基板の表面に接している純水が接する雰囲気を比抵抗低減気体雰囲気とすることにより、純水中に比抵抗低減気体が溶け込んでいき、この純水の比抵抗が低くなる。これにより、基板の表面に純水が供給されることに起因して摩擦帯電および／または剥離帯電によって基板が帯電したとしても、基板に蓄積された静電気は、比抵抗が低減した純水（比抵抗低減気体が溶け込んだ純水）を介して除電される。これにより、基板表面の純水を排除した後には、基板に静電気がほとんど蓄積されていない状態とすることができる。

一方、純水中に炭酸ガスを配管途中で溶解させて調製した炭酸ガス溶解水を基板上に供給する前述の従来技術では、炭酸ガス中の不純物が全て基板上に供給されることになる。これに対して、この発明では、基板の表面に接している純水が接する雰囲気を比抵抗低減気体雰囲気とするので、たとえ比抵抗低減気体中に不純物が含まれていたとしても、その不純物が純水中へと溶け込む確率が低くなる。すなわち、比抵抗低減気体中のすべての不純物が基板上の純水へと溶け込むことはない。これにより、基板表面が比抵抗低減気体中の不純物によって汚染されることを抑制できる。

また、炭酸ガス溶解水を用いてリンス工程を行う従来技術では、基板に炭酸ガス溶解水が接している時間が長いので、前述のとおり銅膜その他の金属膜の腐食が問題となる。これに対して、この発明では、雰囲気中の比抵抗低減気体を純水中に溶け込ませて、基板の表面に接している純水の比抵抗を低減させるようにしているので、比抵抗低減気体が溶解した純水が基板と接している時間を短くすることができる。したがって、比抵抗低減気体が溶存した純水が基板上の金属膜に対する腐食性を有している場合であっても、その金属膜に対する腐食を最小限に抑制することができる。

処理対象の基板は、たとえば少なくとも表面に絶縁物を有する基板であってもよい。このような基板は、たとえば、半導体基板の表面に酸化膜等の絶縁物膜が形成されたものであってもよいし、ガラス基板のように基板材料自体が絶縁物からなるものであってもよい。このような基板の処理に対してこの発明を適用することによって、基板表面の汚染を抑制し、かつ、金属膜の腐食等を抑制しながら、基板を良好に除電した状態で処理を終えることができる。

純水の比抵抗を低減可能な気体としては、炭酸ガスの他、キセノン（Ｘｅ），クリプトン（Ｋｒ），アルゴン（Ａｒ）等の希ガス類や、メタンガスを挙げることができる。これらはいずれも純水に接する雰囲気中に供給することにより、純水中に溶け込み、純水の比抵抗を低減させることができる。
請求項２記載の発明は、前記純水供給工程、比抵抗低減気体供給工程および純水排除工程は、処理室内（一つの処理室内）で行われ、前記比抵抗低減気体供給工程は、前記処理室内に比抵抗低減気体を供給する工程を含む、請求項１記載の基板処理方法である。

この発明によれば、純水供給工程の後に、または純水供給工程と並行して、処理室内に純水の比抵抗を低減可能な気体を供給することによって、基板の表面に接している純水に当該気体を溶け込ませることができる。したがって、配管途中で純水中に炭酸ガス等を溶解させるような複雑な構成を要することなく、比抵抗低減気体が溶解した純水を介して、基板の除電を行うことができる。

請求項３記載の発明は、前記比抵抗低減気体供給工程は、前記基板の表面に向けて比抵抗低減気体を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法である。
この発明では、基板の表面に向けて比抵抗低減気体を供給することができるので、比抵抗低減気体の消費量を少なくすることができる。それとともに、基板の表面に接している純水に対して、確実に比抵抗低減気体を供給することができる。また、比抵抗低減気体の使用量を少なくできることにより、比抵抗低減気体中の不純物による基板の汚染がさらに抑制される。

請求項４記載の発明は、前記比抵抗低減気体供給工程および純水排除工程は、並行して行われる、請求項３記載の基板処理方法である。
この発明によれば、比抵抗低減気体を基板の表面に供給する（たとえば吹き付ける）ことにより、基板上の純水に対して比抵抗低減気体を溶け込ませながら、同時に純水を基板上から排除することができる。これにより、比抵抗低減気体が溶存している純水が基板と接触している時間をより一層短くすることができる。さらに、比抵抗低減気体供給工程および純水排除工程を同時に行うことができるので、全体の基板処理時間を短縮することができる。

請求項５記載の発明は、前記純水供給工程は、基板保持機構によってほぼ水平に保持された基板の表面に純水を液盛りする純水液盛り工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明では、基板保持機構によって水平に保持された基板の表面に純水が液盛りされ、この液盛りされた純水に接する雰囲気が比抵抗低減気体雰囲気とされる。基板の表面には僅かな量の純水（たとえば、直径３００mmの円形基板の場合、約１００ミリリットルの純水）が接しているに過ぎないので、基板表面近傍の雰囲気に僅かな量の比抵抗低減気体を供給すれば、基板上に液盛りされた純水の比抵抗を十分に（基板の除電ができる程度に）低減することができる。これにより、比抵抗低減気体の使用量が少なくなる。それに応じて、比抵抗低減気体中に含まれる不純物が純水中に混入することをより一層抑制できるから、基板の汚染をより一層効果的に抑制または防止することができる。

請求項６記載の発明は、前記純水排除工程は、基板を水平姿勢から傾斜させることにより、基板上の純水を流下させる基板傾斜工程を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法では、基板を水平面に対して傾斜させることによって基板上の純水を流下させ、基板外に排除することができる。したがって、基板を高速回転させて振り切る基板回転工程によって純水の排除を行う場合に比較して、周囲への純水の飛び散りを低減することができる。

なお、純水排除工程において排除される基板上の純水には比抵抗低減気体が溶け込んでいるので、基板を回転させて遠心力によって基板上の純水を排除する基板回転工程によって純水排除工程を行っても、その基板回転工程に起因して基板に不所望な帯電を生じることがない。したがって、周囲への純水の飛び散りを問題としなければ、基板回転工程を純水排除工程に適用しても差し支えない。

請求項７記載の発明は、前記基板上の純水を導電性部材を介して接地する接地工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、基板上の純水が導電性部材を介して接地されることにより、基板に蓄積された静電気を確実に排除することができる。
請求項８記載の発明は、処理室（１，３０）と、この処理室内で基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（２，３１，７１）と、この基板保持機構に保持された基板に純水を供給する純水供給手段（６，３４Ａ，７３）と、前記処理室内に気体吐出口（７ａ，３６ａ，７６ａ）を有し、前記基板保持機構に保持されている基板の表面の雰囲気を、純水の比抵抗を低減可能な比抵抗低減気体の雰囲気とするために、前記気体吐出口から比抵抗低減気体を吐出させる比抵抗低減気体供給手段（７，３６，７５）と、前記基板保持機構に保持されている基板の表面から純水を排除する純水排除手段（３，３２，７５）とを含む、基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

この構成によれば、処理室内において、基板保持機構に保持された基板に供給された純水中に比抵抗低減気体供給手段からの比抵抗低減気体を溶け込ませることができる。これにより、基板が静電気を帯びた状態となっていても、比抵抗低減気体が溶け込んだ純水を介して、その静電気を基板外に逃がすことができる。
この発明の構成では、配管内で炭酸ガスを溶解させたり、純水中で炭酸ガスをバブリングさせたりする従来技術とは異なり、基板に純水が接している状態で、処理室内の比較的広い空間内において、当該純水に対して比抵抗低減気体が供給される。そのため、比抵抗低減気体中の不純物が基板表面に付着する確率を少なくすることができる。また、比抵抗低減気体が溶け込んだ純水が基板に接している時間を短くすることができるから、基板表面に金属膜が形成されている場合であっても、その腐食を最小限に抑制することができる。

前記比抵抗低減気体供給手段は、前記処理室内を比抵抗低減気体の雰囲気とするものであってもよい。また、前記比抵抗低減気体供給手段は、基板表面の近傍の空間に、少量の比抵抗低減気体を供給するものであってもよい。
また、前記比抵抗低減気体供給手段は、基板表面に向けて比抵抗低減気体を吹き付けることにより、基板上の比抵抗低減気体を基板外へと排除する気体ノズル手段（７５）であってもよく、この場合には、比抵抗低減気体供給手段は、前記純水排除手段を兼ねることができる。前記気体ノズル手段は、たとえば、基板表面の線状領域（直線状、曲線状、折れ線状など）に気体を吹き出しつつ基板表面を走査するガスナイフ機構（７５）であってもよい。

また、前記純水排除手段は、基板を傾斜させて基板表面から純水を流下させる基板傾斜機構（３２）を含むものであってもよいし、基板を高速回転させて遠心力により基板上の純水を振り切る基板回転機構（３）を含むものであってもよい。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置は、クリーンルーム内に設置されて用いられるものであり、処理室１内に基板Ｗを１枚ずつ搬入して処理を行う枚葉型の装置である。基板Ｗは、たとえばほぼ円形の基板である。このような円形基板の例は、半導体ウエハ（たとえば表面に酸化膜、窒化膜等の絶縁膜が形成されたもの）である。また、液晶プロジェクタ用液晶パネルを作製するためのガラス基板も円形基板の一例である。

処理室１内には、基板保持機構としてのスピンチャック２が配置されている。このスピンチャック２は、基板Ｗをほぼ水平に保持して鉛直軸線周りに回転させることができるものであり、基板Ｗの外周端面を挟持する複数の保持ピン２ａと、これらの保持ピン２ａが上面周縁部に立設された円盤状のスピンベース２ｂとを備えている。スピンベース２ｂには、処理室１外に配置された回転駆動機構３から、回転軸４を介して回転力が与えられるようになっている。これにより、スピンチャック２は、基板Ｗを保持した状態で鉛直軸線周りに回転することができる。

保持ピン２ａは、導電性材料（たとえば、導電性ＰＥＥＫ（ポリエーテル−エーテルケトン樹脂））からなっている。この保持ピン２ａは、スピンベース２ｂ内に形成された除電経路２１を介して回転軸４に電気的に接続されている。この回転軸４は、金属製であり、処理室１外において接地されている。
処理室１内には、さらに、スピンチャック２に保持された基板Ｗに対して薬液および純水（脱イオン水）をそれぞれ供給するための薬液ノズル５および純水ノズル６が設けられている。さらに、処理室１内には、ガスノズル７を介して、比抵抗低減気体としての炭酸ガスを供給することができるようになっている。

ガスノズル７は、処理室１内に吐出口７ａを有しており、この吐出口７ａは、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面へと向けられている。これにより、基板Ｗの上面付近に効率的に炭酸ガスを供給することができ、少量の炭酸ガスの供給によって、基板Ｗの上面付近の雰囲気を炭酸ガス濃度の高い炭酸ガス雰囲気とすることができる。
薬液ノズル５には、薬液供給源８からの薬液が薬液供給管１０を介して供給されるようになっている。この薬液供給管１０には、薬液バルブ９が介装されている。一方、純水ノズル６には、純水供給源１１からの純水が純水供給管１３を介して供給されるようになっている。この純水供給管１３には、純水バルブ１２が介装されている。そして、ガスノズル７には、炭酸ガス供給源１４からの炭酸ガスが炭酸ガス供給管１６から供給されるようになっている。炭酸ガス供給管１６には、炭酸ガスバルブ１５が介装されている。

処理室１の上方部には、クリーンルーム内の清浄空気をさらに清浄化して基板Ｗの周囲に取り込むためのフィルタユニット１７が配置されている。一方、処理室１の下方部には、排気口１８が形成されている。この排気口１８は、排気管１９を介して、当該基板処理装置が設置される工場の排気ユーティリティーに接続されるようになっている。これにより、処理室１内には、下方へと向かうダウンフローが形成されるようになっている。

回転駆動機構３の動作、ならびに薬液バルブ９、純水バルブ１２および炭酸ガスバルブ１５の開閉は、マイクロコンピュータ等を含む制御装置２０によって制御されるようになっている。
上記のような構成によって、スピンチャック２に保持された基板Ｗに対し、薬液ノズル５から薬液を供給することができ、純水ノズル６から純水を供給することができる。さらに、ガスノズル７から炭酸ガスを処理室１内に供給することにより、基板Ｗの周囲の雰囲気を炭酸ガス雰囲気とすることができる。

図２は、基板Ｗの処理フローの一例を工程順に示す図解図であり、図３は当該処理フローに対応した基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
未処理の基板Ｗは、図示しない基板搬送ロボットによって処理室１に搬入され、スピンチャック２に受け渡される（ステップＳ１）。これにより、基板Ｗは、水平姿勢でスピンチャック２に保持される。

この状態から、制御装置２０は、薬液バルブ９を開く。これにより、薬液供給源８からの薬液が、薬液供給管１０を介して薬液ノズル５へと送液され、この薬液ノズル５から基板Ｗの上面に向けて吐出される。このとき、制御装置２０は、回転駆動機構３を停止状態に保持し、したがってスピンチャック２は回転停止状態となり、基板Ｗは静止状態に保持される。こうして、静止状態の基板Ｗ上に薬液が吐出されることにより、基板Ｗ上に薬液が液盛り（パドル）されて、当該薬液の液膜が基板Ｗの上面に形成される（ステップＳ２）。薬液ノズル５からの薬液の吐出は、基板Ｗの上面の全域を薬液の液膜で覆うことができる時間にわたって行われればよく、このような時間の経過後に、制御装置２０は薬液バルブ９を閉じて薬液の供給を停止させる。ただし、基板Ｗの上面の全域を薬液で覆った状態を確実に保持するために、薬液ノズル５から薬液供給（好ましくは液膜形成のための最初の供給量流よりも少流量での供給）を継続するようにしてもよい。このようにして、基板Ｗの上面に薬液の液膜が形成された状態が所定時間にわたって保持される。この間に、当該液膜を構成する薬液の作用により、基板Ｗの上面に対する処理が進行する。こうして、薬液の液盛り処理による薬液工程が行われる。

薬液の液盛り処理が所定時間にわたって行われた後、制御装置２０は、薬液バルブ９を閉状態として薬液ノズル５からの薬液の吐出を停止している状態で、回転駆動機構３を制御することによりスピンチャック２を回転させる。これにより、基板Ｗが回転し、基板Ｗ上の薬液は、遠心力を受けて外方へと排除される（ステップＳ３）。制御装置２０は、所定時間にわたってスピンチャック２を回転させた後、回転駆動機構３を制御してスピンチャック２の回転を停止させる。

次に、制御装置２０は、純水バルブ１２を開き、静止状態の基板Ｗの上面に、純水ノズル６から純水を供給させる。これにより、基板Ｗの上面に純水が液盛り（パドル）され、純水の液膜が形成される（ステップＳ４）。この純水によって、基板Ｗ上の残留薬液が置換されることになる。制御装置２０は、純水が基板Ｗの上面の全域に行き渡るのに必要な所定時間の経過後には、純水バルブ１２を閉じる。ただし、基板Ｗの上面の全域が純水の液膜によって覆われた状態を確実に保持するために、純水ノズル６からの純水の供給（好ましくは液膜形成のための最初の供給量流よりも少流量での供給）を継続するようにしてもよい。

制御装置２０は、基板Ｗの上面に純水が液盛りされた状態を一定時間にわたって保持して一回目のリンス工程を行った後に、純水バルブ１２を閉状態として純水ノズル６からの純水の吐出を停止している状態で、回転駆動機構３を制御することによりスピンチャック２を回転させ、基板Ｗの上面の純水（純水中に溶け込んだ薬液を含むもの）を遠心力によって排液する（ステップＳ５）。制御装置２０は、所定時間にわたってスピンチャック２を回転させた後に、回転駆動機構３を制御して、スピンチャック２の回転を停止させる。

制御装置２０は、次いで、純水バルブ１２を開き、純水ノズル６から静止状態の基板Ｗに向けて純水を供給させる。これによって、基板Ｗの上面に純水が液盛りされ、純水の液膜が形成される（ステップＳ６。２回目のリンス工程）。こうして、薬液処理後の基板Ｗの表面は、２回にわたって、純水によるリンス処理を受けることになる。
制御装置２０は、基板Ｗの上面の全域を覆うのに必要な純水が供給される時間だけ待機した後に、純水バルブ１２を閉じる。ただし、基板Ｗの上面の全域が純水の液膜によって覆われた状態を確実に保持するために、純水ノズル６からの純水の供給（好ましくは液膜形成のための最初の供給量流よりも少流量での供給）を継続するようにしてもよい。

その後、制御装置２０は、純水バルブ１２を閉状態としておいて、炭酸ガスバルブ１５を所定時間にわたって開くことにより、処理室１内の雰囲気、特に基板Ｗの上面付近の雰囲気を炭酸ガス雰囲気とする（ステップＳ７）。これにより、基板Ｗの上面に液盛りされている純水は、炭酸ガスを取り込んで薄い炭酸ガス溶解水となり、その比抵抗は速やかに（たとえば２〜３秒で）１０メグオームのオーダーまで下がる。その結果、薄い炭酸ガス溶解水となった液膜から保持ピン２ａに接続される除電経路が形成されることになる。保持ピン２ａは、前述のとおり、導電部材からなり、除電経路２１を介して回転軸４に電気的に接続されている。したがって、基板Ｗにおいて生じた静電気は、薄い炭酸ガス溶解水となって導電性を得た液膜から、保持ピン２ａ、スピンベース２ｂ内の除電経路２１および回転軸４を通って接地に至る接地経路を介して除電される。

制御装置２０は、炭酸ガスの供給から所定時間（たとえば２〜３秒間）の経過を待機した後に、回転駆動機構３を制御して、スピンチャック２を回転させる（ステップＳ８）。これにより、スピンチャック２とともに回転される基板Ｗの表面の液成分は、遠心力によって振り切られて排液される。その後、制御装置２０は、スピンチャック２の回転速度を所定の乾燥回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）まで加速し、基板を乾燥させる（ステップＳ９）。所定時間にわたってスピンチャック２を乾燥回転速度で回転させた後、制御装置２０は、回転駆動機構３を制御してスピンチャック２の回転を停止する。

その後は、基板搬送ロボットによって処理済の基板Ｗが処理室１外へと搬出される（ステップＳ１０）。
こうして、１枚の基板Ｗに対する処理が終了する。さらに処理すべき基板Ｗがある場合には、同様の処理が繰り返される。
以上のように、この実施形態によれば、純水ノズル６から基板Ｗに純水が供給されるときや、この供給された純水を基板Ｗの回転によって排液するときに生じる摩擦帯電および剥離帯電に起因する静電気は、基板Ｗの上面に液盛りされた純水に対して事後的に炭酸ガスを供給することによって排除される。すなわち、基板Ｗに純水が液盛りされた状態で、ガスノズル７から基板Ｗの上面付近に向けて少量の炭酸ガスが供給されることにより、この炭酸ガスが基板Ｗ上の純水の液膜に取り込まれる。こうして、炭酸ガスの溶解によって低抵抗化した純水の液膜は、導電部材からなる保持ピン２ａへの除電経路を形成する。したがって、それ以前の処理によって基板Ｗに蓄積された静電気は、炭酸ガスが溶解された純水の液膜および保持ピン２ａを介して、除電経路２１へと散逸させることができる。これにより、基板Ｗから静電気を排除した状態で当該基板Ｗに対する処理を終えることができる。

しかも、配管中で純水に炭酸ガスを溶解させたり、純水中で炭酸ガスをバブリングしたりして調製された炭酸ガス溶解水を基板に供給する従来技術と比較すると、炭酸ガス中の不純物が基板Ｗに付着しにくいという効果がある。すなわち、ガスノズル７から供給される炭酸ガス中に不純物が含まれていても、そのすべてが基板Ｗに付着するわけではなく、また、配管内での混合等によって炭酸ガス溶解水を調製する場合に比較して、炭酸ガスの使用量も少ない。その結果、炭酸ガス中の不純物による基板Ｗの汚染を低減することができる。

さらにまた、炭酸ガス溶解水をノズルから吐出させて基板のリンス工程を行う従来技術では、炭酸ガス溶解水を長時間にわたって基板に接触させることになる。その結果、基板の表面に形成された銅膜その他の金属膜に対する腐食の問題がある。これに対し、前述の実施形態では、基板Ｗ上に液盛りされた純水の液膜に対して炭酸ガスを溶解させる構成であるので、基板Ｗの上面に対する炭酸ガス溶解水の接触時間が短くなる。これにより、基板Ｗの表面に形成された金属膜に対する腐食を最小限に抑制することができる。

前述のとおり、基板Ｗは、液晶パネルの製造のためのガラス基板であってもよいし、半導体装置の製造のための半導体ウエハであってもよい。ガラス基板のような絶縁物で基板が構成される場合に限らず、表面に酸化膜や窒化膜等の絶縁膜が形成される半導体基板の場合にも基板Ｗの帯電が問題となるが、この実施形態によれば、基板Ｗから静電気を排除した状態で処理を終えることができるので、基板Ｗ上のパターンの欠損や、デバイスの破壊を効果的に抑制することができる。

図４は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な断面図であり、図５は、その図解的な平面図である。この基板処理装置は、たとえば半導体ウエハや液晶プロジェクタ用の液晶パネルを作製するためのガラス基板などのような基板Ｗに対して、薬液および純水によって処理を施すための装置である。
この基板処理装置は、処理室３０内で、基板Ｗを１枚ずつ処理するための枚葉型の装置である。処理室３０内には、基板保持機構３１と、基板姿勢変更機構としてのシリンダ３２と、薬液ノズル３３と、第１および第２純水ノズル３４Ａ，３４Ｂと、基板乾燥ユニット３５と、炭酸ガスノズル３６と、除電機構２５とが備えられている。

基板保持機構３１は、１枚の基板Ｗを保持するためのものであり、そのデバイス形成面を上面として非回転状態で保持するようになっている。この基板保持機構３１は、ベース４０と、このベース４０の上面から突出した３本の支持ピン４１，４２，４３とを備えている。支持ピン４１，４２，４３は、基板Ｗの中心を重心とする正三角形の頂点に対応する位置にそれぞれ配置されている（ただし、図４では、便宜上、支持ピン４１，４２，４３を実際の配置と異ならせて図示してある）。これらの支持ピン４１，４２，４３は、鉛直方向に沿って配置されており、そのうちの１本の支持ピン４１は、ベース４０に対して昇降可能に取り付けられている。支持ピン４１，４２，４３は、それらの頭部が基板Ｗの下面に当接することにより、基板Ｗを支持するようになっている。

シリンダ３２は、基板保持機構３１に保持された基板Ｗの姿勢を水平姿勢と傾斜姿勢とに変更するためのものである。シリンダ３２の駆動軸３２ａは、支持ピン４１に結合されている。したがって、シリンダ３２を駆動し、支持ピン４１の基板支持高さを変更することによって、基板Ｗの姿勢を水平姿勢と傾斜姿勢との間で変更することができる。より具体的には、シリンダ３２を駆動して、支持ピン４１の基板支持高さを、他の２本の支持ピン４２，４３の基板支持高さよりも高くすると、基板Ｗの姿勢は、支持ピン４１から基板Ｗの中心へと向かう方向に下降する傾斜姿勢（たとえば、水平面に対して３度の角度をなす姿勢）となる。

薬液ノズル３３は、この実施形態では、基板Ｗのほぼ中心に向けて薬液を吐出するストレートノズルである。この薬液ノズル３３には、薬液供給源４５からの薬液が薬液供給管４６を介して供給されるようになっている。薬液供給管４６には、薬液バルブ４７が介装されており、この薬液バルブ４７を開閉することにより、薬液ノズル３３からの薬液の吐出／停止を切り換えることができるようになっている。

第１および第２純水ノズル３４Ａ，３４Ｂに対しては、純水供給源５０から純水供給管５１を通り、さらに第１分岐管５２Ａおよび第２分岐管５２Ｂに分岐して流れる純水がそれぞれ供給されるようになっている。第１分岐管５２Ａおよび第２分岐管５２Ｂには、それぞれ、第１純水バルブ５３Ａおよび第２純水バルブ５３Ｂが介装されている。したがって、第１純水バルブ５３Ａおよび第２純水バルブ５３Ｂをそれぞれ開閉することにより、第１純水ノズル３４Ａおよび第２純水ノズル３４Ｂからの純水の吐出／停止を切り換えることができる。

第１純水ノズル３４Ａは、この実施形態では、基板Ｗのほぼ中心に向けて純水を供給するストレートノズルの形態を有している。これに対して、第２純水ノズル３４Ｂは、この実施形態では、基板保持機構３１に保持された基板Ｗの上面に対して、側方から純水を供給する複数のサイドノズル群で構成されている。この複数のサイドノズル群は、基板Ｗの外周に沿って円弧状に配列された吐出口を有し、基板Ｗの上面に対してほぼ平行な方向に純水を吐出する。これにより、第２純水ノズル３４Ｂは、基板Ｗの上面に、純水の流れを形成する流水形成手段として機能するようになっている。

炭酸ガスノズル３６は、吐出口３６ａを処理室３０内に有しており、炭酸ガス供給源４８から炭酸ガス供給管５４を介して供給される比抵抗低減ガスとしての炭酸ガスを、吐出口３６ａから基板Ｗの上面に向けて供給するものである。炭酸ガス供給管５４には、炭酸ガスバルブ４９が介装されており、この炭酸ガスバルブ４９を開閉することによって、炭酸ガスノズル３６からの炭酸ガスの吐出／停止を切り換えることができる。

除電機構２５は、電気的に接地された導電部材２６と、この導電部材２６を基板Ｗに対して接離させるための導電部材移動機構２７とを備えている。導電部材移動機構２７は、基板保持機構３１に保持された基板Ｗ上の液膜に基板Ｗの周端面付近において接触する除電位置（実線で示す位置）と、基板保持機構３１から退避した退避位置（二点鎖線で示す位置）との間で、導電部材２６を移動させる。したがって、基板Ｗ上に比抵抗の低い液膜（具体的には炭酸ガスが溶存した純水）が液盛りされている状態で、導電部材２６を除電位置に導き、この導電部材２６を当該液膜に接液させることにより、基板Ｗに蓄積された静電気を除去することができる。

導電部材２６は、ＰＥＥＫその他の導電性材料で構成された導電性部材である。導電部材２６の除電位置は、基板Ｗの中心を挟んで支持ピン４１に対向する基板端面に接近した位置である。これにより、支持ピン４１を上昇させて基板Ｗを傾斜姿勢としたときに、除電位置にある導電部材２６は、基板Ｗの最低部において、基板Ｗ上の液膜に接液する。つまり、導電部材２６の除電位置は、たとえ水平姿勢の基板Ｗの上面の液膜に導電部材２６が接触できない場合でも、基板Ｗが傾斜姿勢となったときには確実に当該液膜に導電部材２６が接触するように定められている。

基板乾燥ユニット３５は、基板保持機構３１の上方に配置されている。この基板乾燥ユニット３５は、基板Ｗとほぼ同じ径を有する円板状の板状ヒータ（たとえばセラミックス製品ヒータ）５５を備えている。この板状ヒータ５５は、昇降機構５６によって昇降される支持筒５７によってほぼ水平姿勢で支持されている。さらに、板状ヒータ５５の下方には、この板状ヒータ５５とほぼ同じ径の薄い円板状のフィルタ板５８がほぼ水平に（すなわち、板状ヒータ５５とほぼ平行に）設けられている。フィルタ板５８は、石英ガラス製のものであり、円板状ヒータ５５は、石英ガラスからなるフィルタ板５８を介して基板Ｗの上面に赤外線を照射することができる。

支持筒５７の内部には、基板Ｗの上面の中央部分に向けて冷却ガスとしてのほぼ室温程度（約２１〜２３℃）に温度調整された窒素ガスを供給するための第１窒素ガス供給通路５９が形成されている。この第１窒素ガス供給通路５９から供給された窒素ガスは、基板Ｗの上面とフィルタ板５８の下面（基板対向面）との間の空間に供給される。第１窒素ガス供給通路５９には、窒素ガスバルブ６０を介して窒素ガスが供給されるようになっている。

また、第１窒素ガス供給通路５９の周囲には、フィルタ板５８の上面と板状ヒータ５５の下面との間の空間内に、冷却ガスとしてのほぼ室温程度（約２１〜２３℃）に温度調整された窒素ガスを供給するための第２窒素ガス供給通路６１が形成されている。この第２窒素ガス供給通路６１から供給された窒素ガスは、フィルタ板５８の上面と板状ヒータ５５の下面との間の空間に供給される。第２窒素ガス供給通路６１には、窒素ガスバルブ６２を介して窒素ガスが供給されるようになっている。

基板保持機構３１上の基板Ｗを乾燥させるときには、板状ヒータ５５に通電し、窒素ガスバルブ６０，６２を開くとともに、フィルタ板５８の基板対向面（下面）を基板Ｗの表面に接近させる（たとえば、距離１mm程度まで接近）。これにより、フィルタ板５８を通過した赤外線によって基板Ｗ表面の水分が蒸発させられることになる。
石英ガラスからなるフィルタ板５８は、赤外線のうち、一部の波長領域の赤外線を吸収する。すなわち、板状ヒータ５５から照射される赤外線の中で、石英ガラスが吸収する波長の赤外線はフィルタ板５８によって遮断され、基板Ｗにはほとんど照射されない。そして、フィルタ板５８、つまり石英ガラスを透過する波長領域の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることとなる。具体的には、赤外線セラミック製ヒータからなる板状ヒータ５５は、約３〜２０μｍの波長領域の赤外線を照射する。また、例えば５ｍｍの厚さの石英ガラスは４μｍ以上の波長の赤外線を吸収する。したがって、これらの赤外線セラミック製ヒータと石英ガラスを用いた場合、約３μｍから４μｍ未満の波長の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることとなる。

一方、水は、波長３μｍおよび６μｍの赤外線を特に吸収する性質を持っている。水に吸収された赤外線のエネルギーは、水分子を振動させ、振動させられた水分子間で摩擦熱が発生する。つまり、水が特に吸収する波長の赤外線を水に照射することによって、効率的に水を加熱し、乾燥させることができる。したがって、基板Ｗ上に約３μｍの波長の赤外線が照射されると、基板Ｗ上に付着している純水の微小液滴は、赤外線を吸収し、加熱乾燥される。

また、基板Ｗ自体は、シリコン基板の場合、７μｍよりも長い波長の赤外線を吸収し７μｍよりも短い波長の赤外線を透過させる性質を持っているので、３μｍの波長の赤外線を照射しても、ほとんど加熱されない。つまり、赤外線セラミック製ヒータから照射される赤外線のうち、水に効率的に吸収され、基板Ｗ自体を透過する波長領域の赤外線が選択的に基板Ｗに照射されることによって、基板Ｗ自体をほとんど加熱することなく、基板Ｗに付着している微小液滴を効率的に加熱乾燥させることができる。フィルタ板５８としては、水に効率的に吸収される波長の赤外線を透過させ、かつ、基板Ｗ自体が吸収する波長の赤外線を吸収するような材質のものが用いられればよい。

板状ヒータ（セラミック製ヒータ）５５を通電させると、この板状ヒータ５５から基板Ｗへの対流熱の伝熱が考えられるが、この伝熱はフィルタ板５８によって遮断される。しかし、板状ヒータ５５の下面とフィルタ板５８の上面との間の空間は対流熱により温度が上昇するので、これによりフィルタ板５８が次第に加熱され、このフィルタ板５８からの対流熱が基板Ｗに伝熱し、基板Ｗが加熱されるおそれがある。そこで、板状ヒータ５５の下面とフィルタ板５８の上面との間の空間に冷却ガスとして窒素ガスを供給することで、その空間の昇温を抑制する。また、フィルタ板５８は板状ヒータ５５からの赤外線を吸収するが、板状ヒータ５５とフィルタ板５８の間への窒素ガスの供給によって、フィルタ板５８の昇温も抑制でき、フィルタ板５８からの対流熱による基板Ｗの加熱も防止できる。

処理室３０の上方部には、当該基板処理装置が設置されるクリーンルーム内の清浄空気をさらに濾過して処理室３０内に取り込むためのフィルタユニット３７が設けられている。また、処理室３０の下方部には、排気口３８が形成されており、この排気口３８は排気管３９を介して工場の排気ユーティリティーに接続されている。
図６に示すように、前述のシリンダ３２、薬液バルブ４７、第１および第２純水バルブ５３Ａ，５３Ｂ、炭酸ガスバルブ４９、導電部材移動機構２７、ヒータ５５、昇降機構５６、ならびに窒素ガスバルブ６０，６２の動作は、マイクロコンピュータ等を含む制御装置６４によって制御されるようになっている。

図７は、基板Ｗの処理フローの一例を工程順に示す図解図であり、図８は当該処理フローに対応した基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
未処理の基板Ｗは、図示しない基板搬送ロボットによって当該基板処理装置に搬入され、基板保持機構３１の支持ピン４１，４２，４３に受け渡される（ステップＳ２１）。このとき、シリンダ３２は、その駆動軸３２ａを収縮させていて、支持ピン４１は下降位置にあり、支持ピン４１，４２，４３の基板支持高さは等しくされている。したがって、基板Ｗは水平姿勢で支持されることになる。また、制御装置６４は、導電部材移動機構２７を制御して、導電部材２６を退避位置に退避させている。

この状態から、制御装置６４は、薬液バルブ４７を開き、薬液ノズル３３から基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出させる。これにより、基板Ｗの上面に薬液が液盛り（パドル）される（ステップＳ２２。薬液工程）。基板Ｗの上面の全域に薬液が行き渡ると、制御装置６４は、薬液バルブ４７を閉じて、薬液の供給を停止させる。ただし、基板Ｗの上面の全域を薬液で覆った状態を確実に保持するために、薬液ノズル３３から薬液供給（好ましくは液膜形成のための最初の供給量流よりも少流量での供給）を継続するようにしてもよい。

薬液の液盛り状態を一定時間だけ保持した後、制御装置６４は、薬液バルブ４７を閉状態としておいて、シリンダ３２を駆動し、支持ピン４１の基板支持高さを上昇させる。これにより、基板Ｗは、支持ピン４１から支持ピン４２，４３側に向かって傾斜した傾斜姿勢となる。これに伴い、基板Ｗ上面の薬液は、基板Ｗの上面から流下して排液される（ステップＳ２３）。

次に、制御装置６４は、シリンダ３２を駆動して、支持ピン４１の基板支持高さを元の高さに戻す。これにより、基板Ｗは、再び水平姿勢となる（ステップＳ２４）。
この状態で、制御装置６４は、一定時間だけ第１純水バルブ５３Ａを開く。これにより、ストレートノズルの形態を有する第１純水ノズル３４Ａから、基板Ｗの上面に向けて純水が吐出される。所定時間にわたって純水を吐出させることにより、基板Ｗの上面に、純水が液盛り（パドル）される（ステップＳ２５。液盛りリンス工程）。ただし、基板Ｗの上面の全域が純水の液膜によって覆われた状態を確実に保持するために、第１純水ノズル３４Ａからの純水の供給（好ましくは液膜形成のための最初の供給量流よりも少流量での供給）を継続するようにしてもよい。

次いで、制御装置６４は、第１純水バルブ５３Ａを閉状態しておいて、シリンダ３２を駆動し、支持ピン４１を上昇させて、基板Ｗを傾斜姿勢とする（ステップＳ２６）。これにより、基板Ｗ上の純水（薬液処理工程後に基板Ｗ上に残る若干の薬液を希釈状態で含むもの）を、基板Ｗの上面から流下させて排除することができる。
次に、制御装置６４は、基板Ｗを傾斜姿勢に保持したままで、第２純水バルブ５３Ｂを開き、第２純水ノズル３４Ｂから、基板Ｗの上面に向けて側方から純水を供給させる。これにより、基板Ｗ上には、第２純水ノズル３４Ｂから支持ピン４２，４３側に向かう流水が形成される（ステップＳ２７。流水リンス工程）。そして、基板Ｗからは、純水が流下していき、これによって、基板Ｗ上の残留薬液その他の汚染物が、流水によって洗い流される。

こうして一定時間だけ基板Ｗの上面に流水を形成して流水洗浄を行った後、制御装置６４は、第２純水バルブ５３Ｂを閉じて、純水の吐出を停止させる。その後、制御装置６４は、シリンダ３２を駆動し、支持ピン４１の基板支持高さを元の高さに戻す。これにより、基板Ｗは水平姿勢となる（ステップＳ２８）。
次いで、制御装置６４は、第１純水バルブ５３Ａを開き、第１純水ノズル３４Ａから基板Ｗの上面に向けて純水を吐出させる。これにより、基板Ｗの上面に純水が液盛りされる（ステップＳ２９。２回目の液盛りリンス工程）。基板Ｗの上面の全域に純水が行き渡り、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成されると、制御装置６４は、第１純水バルブ５３Ａを閉じ、第１純水ノズル３４Ａからの純水の吐出を停止させる。

基板Ｗ上への純水の液盛りと並行して、または純水の液盛りの後に、制御装置６４は、導電部材移動機構２７を制御して、導電部材２６を除電位置へと導く（ステップＳ３０）。これにより、導電部材２６は、基板Ｗ上の純水液膜に接触する。
一方、制御装置６４は、基板Ｗ上に純水の液盛りが形成された後に、炭酸ガスバルブ４９を開く（ステップＳ３１）。これにより、炭酸ガス供給源４８からの炭酸ガスが、炭酸ガス供給管５４を介して、炭酸ガスノズル３６へと供給され、この炭酸ガスノズル３６の吐出口３６ａから基板Ｗの上面へ向けて炭酸ガスが吐出される。これにより、基板Ｗの上面を覆う純水の液膜に接する雰囲気が炭酸ガス雰囲気となる。基板Ｗ上の上面の純水の液膜は、雰囲気中の炭酸ガスを速やかに取り込み、この炭酸ガスを溶解させた炭酸ガス溶解水となる。その結果、基板Ｗ上の炭酸ガス溶解水の液膜は、純水に比較して比抵抗の低い液膜となる。したがって、純水の液盛り時や流水形成時に基板Ｗに蓄積された静電気は、当該液膜を介して導電部材２６へと至る接地経路へと逃がされることになる。

制御装置６４は、基板Ｗの上面付近に炭酸ガスが供給された後、一定時間の経過を待って、シリンダ３２を作動させる。すなわち、シリンダ３２は、その駆動軸３２ａを伸張させる。これにより、支持ピン４１が上昇して、基板Ｗは傾斜姿勢となる。こうして、基板Ｗ上面の純水液膜（微量の炭酸ガスが溶解したもの）は、基板Ｗの上面から流下して排液される（ステップＳ３２）。

制御装置６４は、基板Ｗの上面の液膜が排除されると、シリンダ３２を制御し、支持ピン４１を下降させる。これにより、基板Ｗが水平姿勢に戻される（ステップＳ３３）。
さらに、制御装置６４は、導電部材移動機構２７を制御して、導電部材２６を退避位置に導く（ステップＳ３４）。導電部材２６は、基板Ｗの傾斜によって純水が排除されるときにも除電位置にあるので、基板Ｗが水平姿勢のときに液膜に接触することができない場合であっても、基板Ｗが傾斜されたときには、排液途中の純水液膜に確実に接触する。これにより、基板Ｗを確実に除電できる。

次いで、制御装置６４は、昇降機構５６によって、フィルタ板５８の基板対向面（下面）が基板Ｗの上面に所定距離（たとえば１mm）まで接近した状態となる所定の処理位置まで、板状ヒータ５５を下降させる。むろん、これに先だって、薬液ノズル３３および純水ノズル３４Ａ，３４Ｂは基板Ｗの外方へと退避させられる。この状態で、制御装置６４は、板状ヒータ５５に通電する。これにより、フィルタ板５８を通過して基板Ｗ表面に至る赤外線によって、傾斜排液後の基板Ｗ上に残る水滴が蒸発させられる。また、制御装置６４は、窒素ガスバルブ６０，６２を開いて、第１および第２窒素ガス供給通路５９，６１へと窒素ガスを供給する。これにより、基板Ｗとフィルタ板５８との間の空間、およびフィルタ板５８と板状ヒータ５５との間の空間に、室温に温度調整された窒素ガス（冷却ガス）が供給される。これにより、板状ヒータ５５およびフィルタ板５８から基板Ｗへの伝熱を抑制しつつ、基板Ｗ上面を窒素ガス雰囲気に保持し、赤外線を基板Ｗ上面に残る水滴に吸収させて、基板乾燥処理を行うことができる（ステップＳ３５）。

この乾燥処理の後、処理済みの基板Ｗは、基板搬送ロボットによって装置外に搬出される（ステップＳ３６）。
こうして、１枚の基板Ｗに対する処理が終了する。さらに処理すべき未処理基板がある場合には、同様の処理が繰り返される。
このように、この実施形態によっても、基板Ｗの上面に純水を液盛りした後、この基板Ｗの上面の雰囲気を炭酸ガス雰囲気とすることにより、基板Ｗ上の純水液膜を低抵抗化し、これによって、基板Ｗに蓄積された静電気を排除するようにしている。したがって、基板Ｗにほとんど帯電のない状態で当該基板Ｗに対する処理を終えることができる。しかも、この実施形態では、基板Ｗの上面からの薬液および純水の排除は、基板Ｗを傾斜させることによって行っているので、処理室３０内での薬液や純水の飛び散り量が少なく、処理室３０内の空間を清浄な状態に保持することができる。

なお、前述の説明では、導電部材２６を基板Ｗ上の純水（炭酸ガスが溶解した純水）に接触させて除電経路を形成するようにしているが、たとえば、支持ピン４１〜４３のうちの少なくともいずれか一つを導電性部材で構成して接地電位に接続するとともに（図４参照）、少なくとも基板Ｗを傾斜させる際に基板Ｗ上の液膜に当該支持ピンが接触するようにしてもよい。このような構成とすれば、導電部材２６および導電部材移動機構２７を設ける必要がなくなる。

図９は、この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する基板保持機構７１と、この基板保持機構７１に保持された基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する薬液ノズル７２と、基板保持機構７１に保持された基板Ｗの上面に向けて純水を吐出する純水ノズル７３と、基板保持機構７１に保持された基板Ｗの上方で水平方向に移動することができるガスナイフ機構７５とを処理室（図示せず）内に備えている。

基板保持機構７１は、基板Ｗを保持する複数の保持ピン７１ａと、この保持ピン７１ａが上面に立設されているベース部７１ｂとを備えている。保持ピン７１ａは、導電性ＰＥＥＫその他の導電性材料からなる導電性部材である。この保持ピン７１ａは、ベース部７１ｂ内に設けられた除電経路７４に電気的に接続されている。この除電経路７４は、接地電位に接続されている。

薬液ノズル７２には、薬液供給源８１からの薬液が、薬液供給管８２を介して供給されるようになっていて、薬液供給管８２には薬液バルブ８３が介装されている。また、純水ノズル７３には、純水供給源８５からの純水が純水供給管８６を介して供給されるようになっている。そして、純水供給管８６には、純水バルブ８７が介装されている。
ガスナイフ機構７５は、図９の紙面に垂直な方向に延びる直線スロット状のガス吐出口７６ａを有するガスノズル７６と、このガスノズル７６に比抵抗低減気体としての炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給管７７と、この炭酸ガス供給管７７に介装された炭酸ガスバルブ７８と、ガスノズル７６に不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給管９１と、この窒素ガス供給管９１に介装された窒素ガスバルブ９２と、ガスノズル７６を基板保持機構１の上方で水平方向に移動させるガスノズル移動機構７９とを備えている。ガスノズル７６は、ガス吐出口７６ａから吐出される炭酸ガスまたは窒素ガスによってガスナイフ８０を形成する。このガスナイフ８０は、基板Ｗの表面に、直線状のガス吹き付け領域を形成する。このガス吹き付け領域は、基板Ｗの直径よりも長い範囲にわたっている。

炭酸ガスバルブ７８、窒素ガスバルブ９２、ガスノズル移動機構７９、薬液バルブ８３および純水バルブ８７の動作は、制御装置７０によって制御されるようになっている。
制御装置７０は、未処理の基板Ｗが基板保持機構７１に水平に保持されている状態で、薬液バルブ８３を一定時間にわたって開くことにより、基板Ｗの上面に、この基板Ｗ上面の全域を覆う薬液の液膜を形成させる。こうして、基板Ｗ上に薬液を液盛りして、当該薬液による基板処理を行うことができる。このような薬液液盛り処理を所定時間にわたって行った後、制御装置７０は、基板Ｗ上の薬液を排除するために、ガスナイフ機構７５を作動させる。具体的には、制御装置７０は、窒素ガスバルブ９２を開き、ガスノズル７６に窒素ガスを供給させるとともに、ガスノズル移動機構７９を作動させる。これにより、ガスノズル７６のガス吹き付け領域は、基板Ｗの上面を、一周端部からこれに対向する他の周端部に至るまで一方向にスキャンする。その結果、ガスノズル７６から吐出される窒素ガスによって形成されるガスナイフ８０により、薬液が基板Ｗ上から掃き落とされて排除される。

この後、制御装置７０は、窒素ガスバルブ９２を閉じ、ガスノズル７６を初期位置まで移動させた後に、純水バルブ８７を一定時間にわたって開く。その結果、基板Ｗ上には、この基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜を形成するように、純水が液盛りされる。こうして、基板Ｗ上に残留する薬液成分が純水の液膜中に希釈されていく。
次に、制御装置７０は、ガスナイフ機構７５を作動させて、基板Ｗ上の純水を排除するための処理を行う。具体的には、制御装置７０は、窒素ガスバルブ９２を開き、さらにガスノズル移動機構７９を作動させることによって、ガスナイフ８０を基板Ｗの一周端部からこれに対向する他の周端部までスキャンさせる。これにより、基板Ｗ上の純水が基板Ｗの上面から掃き落とされて排除される。

次に、制御装置７０は、純水バルブ８７を一定時間に渡って開き、純水ノズル７３から基板Ｗの上面に向けて純水を吐出させる。これにより、基板Ｗの上面には、その全域を覆う純水の液膜が再び形成される。
次いで、制御装置７０は、ガスナイフ機構７５によって、基板Ｗ上の純水を排除するための処理を行う。ただし、このとき、ガスノズル７６からは炭酸ガスを吐出させる。すなわち、制御装置７０は、炭酸ガスバルブ７８を開き、それとともにガスノズル移動機構７９によってガスノズル７６を移動させる。これにより、ガスノズル７６から吐出される炭酸ガスによってガスナイフ８０が形成され、このガスナイフ８０が基板Ｗの上面を、その一周端部からこれに対向する他の周端部に至るまで一方向にスキャンする。この結果、基板Ｗ上の純水が、基板Ｗ上から掃き落とされて排除される。

ガスノズル７６から吐出される炭酸ガスは、基板Ｗ上の純水へと速やかに取り込まれる。その結果、基板Ｗ上から排除される過程で、純水は、その比抵抗が速やかに低くなっていき、低濃度の炭酸ガス溶解水となって、基板Ｗから流下していくことになる。このとき、低濃度の炭酸ガス溶解水となった純水は、基板保持機構７１の保持ピン７１ａに対して電気的に接続された状態となる。したがって、基板Ｗに静電気が蓄積されている場合には、この静電気は、低濃度の炭酸ガス溶解水となった純水の液膜を介し、保持ピン７１ａへと接続される。保持ピン７１ａは、基板保持機構７１のベース部７１ｂに設けられた除電経路７４を介して接地されており、したがって、基板Ｗに蓄積された静電気は、基板Ｗ上の純水の液膜が排除される過程で除電されることになる。こうして、基板Ｗ上の純水を排除する工程と、当該純水を低抵抗化する工程とが並行して行われる。

以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の第１および第２の実施形態においては、処理室１，３０内に炭酸ガスを導入するために、ガスノズル７，３６を設けているが、たとえば、フィルタユニット１７，３７を介して処理室１，３０内に導入される清浄空気に対して炭酸ガスを混入させたり、フィルタユニット１７，３７から導入される清浄空気を炭酸ガスに切り換えて処理室１，３０内を炭酸ガス雰囲気としたりするようにしてもよい。

また、前述の第１および第２の実施形態において、純水の液盛り処理後に基板Ｗの周辺を炭酸ガス雰囲気とするようにしているが、処理室１，３０内の雰囲気を、常時、炭酸ガス雰囲気に保持するようにしてもよい。
また、前述の第１の実施形態では、１回目の純水リンス処理を、基板Ｗ上に純水を液盛りして行うパドル処理によって行っているが、１回目の純水リンス処理については、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させつつ純水ノズル６から基板Ｗの上面の回転中心に向けて連続的に純水を供給する連続注水処理によって行ってもよい。

さらに前述の第１の実施形態において、液盛り処理のときに基板Ｗの回転を停止するようにしているが、液盛り処理の際、基板Ｗ上に液膜を保持できる程度に基板Ｗを低速回転するようにしてもよい。
また、前述の第３の実施形態においては、１回目の純水液盛り処理の後に純水排液を行うときにはガスノズル７６から窒素ガスを吐出させ、２回目の純水液盛り処理後の純水排液に際しては炭酸ガスをガスノズル７６から吐出させているが、１回目に液盛りされた純水を基板Ｗ上から排液するときも、ガスノズル７６から炭酸ガスを吐出させることとしてもよい。また、薬液の液盛り処理後にガスノズル７６から吐出される気体についても、炭酸ガスを用いても差し支えない。

また、前述の実施形態では、基板Ｗ上の純水の比抵抗を低減させるための気体として炭酸ガスを用いているが、その他にも、キセノン、クリプトンおよびアルゴン等の希ガス類や、メタンガスなどのように、純水に溶解してその比抵抗を低減させることができるガスであれば、同様の目的のために用いることができる。
炭酸ガス供給源としては、高純度の炭酸ガスを収容した炭酸ガスボンベを用いることができるほか、ドライアイスを炭酸ガス発生源として用いても差し支えない。

また、基板Ｗの上面近傍において、炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定装置を設け、その測定結果に応じて、炭酸ガスの供給を制御することとしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。 前記第１の実施形態による基板処理フローの一例を工程順に示す図解図である。 図２の処理フローに対応した基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な断面図である。 図４の装置の図解的な平面図である。 図４の装置の制御に関連する構成を示すブロック図である。 前記第２の実施形態による基板処理フローの一例を工程順に示す図解図である。 図７の処理フローに対応した基板処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。

符号の説明

１ 処理室
２ スピンチャック
２ａ 保持ピン
２ｂ スピンベース
３ 回転駆動機構
４ 回転軸
５ 薬液ノズル
６ 純水ノズル
７ ガスノズル
７ａ 吐出口
８ 薬液供給源
９ 薬液バルブ
１０ 薬液供給管
１１ 純水供給源
１２ 純水バルブ
１３ 純水供給管
１４ 炭酸ガス供給源
１５ 炭酸ガスバルブ
１６ 炭酸ガス供給管
１７ フィルタユニット
１８ 排気口
１９ 排気管
２０ 制御装置
２１ 除電経路
２５ 除電機構
２６ 導電部材
２７ 導電部材移動機構
３０ 処理室
３１ 基板保持機構
３２ シリンダ
３２ａ 駆動軸
３３ 薬液ノズル
３４Ａ 第１純水ノズル
３４Ｂ 第２純水ノズル
３５ 基板乾燥ユニット
３６ 炭酸ガスノズル
３６ａ 吐出口
３７ フィルタユニット
３８ 排気口
３９ 排気管
４０ ベース
４１〜４３ 支持ピン
４５ 薬液供給源
４６ 薬液供給管
４７ 薬液バルブ
４８ 炭酸ガス供給源
４９ 炭酸ガスバルブ
５０ 純水供給源
５１ 純水供給管
５２Ａ 第１分岐管
５２Ｂ 第２分岐管
５３Ａ 第１純水バルブ
５３Ｂ 第２純水バルブ
５４ 炭酸ガス供給管
５５ 板状ヒータ
５６ 昇降機構
５７ 支持筒
５８ フィルタ板
５９ 第１窒素ガス供給通路
６０ 窒素ガスバルブ
６１ 第２窒素ガス供給通路
６２ 窒素ガスバルブ
６４ 制御装置
７０ 制御装置
７１ 基板保持機構
７１ａ 保持ピン
７１ｂ ベース部
７２ 薬液ノズル
７３ 純水ノズル
７４ 除電経路
７５ ガスナイフ機構
７６ ガスノズル
７６ａ ガス吐出口
７７ 炭酸ガス供給管
７８ 炭酸ガスバルブ
７９ ガスノズル移動機構
８０ ガスナイフ
８１ 薬液供給源
８２ 薬液供給管
８３ 薬液バルブ
８５ 純水供給源
８６ 純水供給管
８７ 純水バルブ
９１ 窒素ガス供給管
９２ 窒素ガスバルブ
Ｗ 基板

Claims (8)

1. 基板の表面に純水を供給する純水供給工程と、
   前記基板の表面に接している純水が接する雰囲気を、純水の比抵抗を低減可能な比抵抗低減気体の雰囲気とするために比抵抗低減気体を供給する比抵抗低減気体供給工程と、
   この比抵抗低減気体供給工程の後に、前記基板の表面の純水を排除する純水排除工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記純水供給工程、比抵抗低減気体供給工程および純水排除工程は、処理室内で行われ、
   前記比抵抗低減気体供給工程は、前記処理室内に比抵抗低減気体を供給する工程を含む、請求項１記載の基板処理方法。
3. 前記比抵抗低減気体供給工程は、前記基板の表面に向けて比抵抗低減気体を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法。
4. 前記比抵抗低減気体供給工程および純水排除工程は、並行して行われる、請求項３記載の基板処理方法。
5. 前記純水供給工程は、基板保持機構によってほぼ水平に保持された基板の表面に純水を液盛りする純水液盛り工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 前記純水排除工程は、基板を水平姿勢から傾斜させることにより、基板上の純水を流下させる基板傾斜工程を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 前記基板上の純水を導電性部材を介して接地する接地工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
8. 処理室と、
   この処理室内で基板を保持する基板保持機構と、
   この基板保持機構に保持された基板に純水を供給する純水供給手段と、
   前記処理室内に気体吐出口を有し、前記基板保持機構に保持されている基板の表面の雰囲気を、純水の比抵抗を低減可能な比抵抗低減気体の雰囲気とするために、前記気体吐出口から比抵抗低減気体を吐出させる比抵抗低減気体供給手段と、
   前記基板保持機構に保持されている基板の表面から純水を排除する純水排除手段とを含む、基板処理装置。