(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電装置において、
液体と接液可能な導電性の接液部を有し、前記接液部を介して吐出口に向けて導かれる前記液体の液滴を前記被除電対象物に向けて吐出する吐出手段と、
前記接液部と電気的に絶縁されながら前記吐出口近傍または前記吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と、
前記接液部を電気的に接地する導電線と、
接地電位と前記誘導電極との間に電位差を付与し、前記接液部に接液する液体に前記被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷を誘導する電位差付与手段と、
前記導電線に介装されて前記導電線に流れる電流を測定する電流計と
を備え、
前記電流計で前記導電線に流れる電流を測定することにより前記液滴への電荷の誘導を検知する
ことを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記電位差付与手段は、前記電流計で測定された電流値が所定の上限値を超えたとき前記電位差の付与を停止する請求項１記載の除電装置。
【請求項３】
前記電位差付与手段は、前記電位差の付与停止後、前記電流計により前記導電線に流れる電流を測定しながら前記電位差の付与を再開する請求項２に記載の除電装置。
【請求項４】
前記誘導電極は前記吐出口の中心を通り前記液滴の吐出方向に延びる軸を囲む円環状に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の除電装置。
【請求項５】
前記誘導電極は前記吐出手段と一体的に設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の除電装置。
【請求項６】
前記電位差付与手段が前記接液部と前記誘導電極との間に付与される電位差を変更可能に構成された請求項１ないし５のいずれかに記載の除電装置であって、
前記被除電対象物の帯電量に応じて前記電位差付与手段を制御して前記接液部と前記誘導電極との間に付与される電位差を設定変更し、前記吐出手段から吐出される液滴の帯電量を調整する電位差変更手段をさらに備える除電装置。
【請求項７】
前記電位差付与手段が前記接液部と前記誘導電極との間に付与される電位差の極性を切り替え可能に構成された請求項１ないし６のいずれかに記載の除電装置であって、
前記被除電対象物の帯電極性に応じて前記電位差付与手段を制御して前記接液部と前記誘導電極との間に付与される電位差の極性を選択的に切り替える極性切替え手段をさらに備える除電装置。
【請求項８】
前記極性切替え手段は、前記吐出手段から正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と前記吐出手段から負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを前記被除電対象物の帯電状態に応じて調整する請求項７記載の除電装置。
【請求項９】
前記吐出手段は、液体と気体とを混合して前記液体の液滴を生成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の除電装置。
【請求項１０】
被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電方法において、
吐出手段に設けられた導電性の接液部に接液させながら前記吐出手段の吐出口に向けて流通させた液体の液滴を前記被除電対象物に向けて吐出させる液滴吐出工程と、
前記液滴吐出工程の間、前記接液部を電気的に接地するとともに、前記接液部と電気的に絶縁されながら前記吐出口近傍または前記吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と接地電位との間に電位差を付与し、前記接液部に接液する液体に前記被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷を誘導する電位差付与工程と、
前記接液部を電気的に接地する導電線に流れる電流を測定することにより前記液滴への電荷の誘導を検知する工程と
を備えたことを特徴とする除電方法。
【請求項１１】
前記電位差付与工程では、前記被除電対象物の帯電極性に応じて前記接液部と前記誘導電極との間に付与される電位差の極性が選択的に切り替えられる請求項１０記載の除電方法。
【請求項１２】
基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、
基板に前記処理を施す処理ユニットと、
前記処理が施される処理空間に設けられ、請求項１ないし９のいずれかに記載の除電装置と同一構成を有する除電ユニットと
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電装置、除電方法および該除電装置を備えた基板処理装置に関する。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、光ディスク用基板等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において静電気が発生する場合があり、この静電気による影響が製品の不良率の増加、製品の品質の低下を招いている。そこで、静電気を除電するために、帯電した物体（被除電対象物）にイオン化したガスを供給して被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電装置が利用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載された除電装置では、基板を搬送するフォークと、基板を収容するカセットとを有するアンローダ装置において静電気を除電するために、コロナ放電により窒素イオンを発生させている。そして、イオン化された窒素ガスを被除電対象物である基板表面およびカセットに吹き付けることにより、基板上の素子の絶縁破壊や素子特性の劣化を防止している。
【０００４】
また、特許文献２に記載された除電装置では、基板表面に軟Ｘ線を照射して軟Ｘ線が有する電離作用により基板周囲の気体（原子／分子）を電離させている。このため、基板の近傍に生成されたイオンが基板に帯電している電荷と結合して基板が除電される。
【０００５】
また、純水がシリコンウエハに高速で衝突したときに発生する帯電霧の発生機構に関する研究がなされている。ここでは、ノズルの先の誘導電極に高電圧を印加することにより、ノズルから高速で噴出するジェット状の純水の帯電を制御している（非特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３０８５９号公報（図１）
【特許文献２】特開２０００−２１７２６号公報（図５）
【非特許文献１】浅野一明、下川博文，「水噴流とシリコンウエハの衝突による帯電霧」， 静電気学会講演論文集，２０００年３月，静電気学会，ｐ．２５―ｐ．２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載された除電装置のように、イオン化したガスを用いる場合には、被除電対象物に対してイオン化したガスを継続して効率良く供給することが難しく、被除電対象物の帯電量によっては、除電が不十分となったり、除電の実行に比較的長時間を要する結果となっていた。また、コロナ放電時にオゾンが発生したり、発塵した放電かす（パーティクル）が被除電対象物に付着するなど、除電に伴う新たな問題が生じていた。
【０００８】
また、特許文献２に記載された除電装置では、放射線を使用しているため、人体への影響を考慮して装置を構成する必要があるほか、装置の取り扱いに注意を要して被除電対象物に対する除電の実行に際して簡便性を欠くという問題がある。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く、しかも簡便に除電することができる除電装置、除電方法および該除電装置を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電装置であって、上記目的を達成するため、液体と接液可能な導電性の接液部を有し、接液部を介して吐出口に向けて導かれる液体の液滴を被除電対象物に向けて吐出する吐出手段と、接液部と電気的に絶縁されながら吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と、接液部を電気的に接地する導電線と、接地電位と誘導電極との間に電位差を付与し、接液部に接液する液体に被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷を誘導する電位差付与手段と、導電線に介装されて導電線に流れる電流を測定する電流計とを備え、電流計で導電線に流れる電流を測定することにより液滴への電荷の誘導を検知することを特徴としている。
【００１１】
また、この発明は、被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電方法であって、上記目的を達成するため、吐出手段に設けられた導電性の接液部に接液させながら吐出手段の吐出口に向けて流通させた液体の液滴を被除電対象物に向けて吐出させる液滴吐出工程と、液滴吐出工程の間、前記接液部を電気的に接地するとともに、接液部と電気的に絶縁されながら吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置された誘導電極と接地電位との間に電位差を付与し、接液部に接液する液体に被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷を誘導する電位差付与工程と、接液部を電気的に接地する導電線に流れる電流を測定することにより液滴への電荷の誘導を検知する工程とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
このように構成された発明（除電装置および方法）では、吐出手段は液体と接液可能な導電性の接液部を有し、誘導電極が該接液部と電気的に絶縁されながら吐出手段の吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置されている。そして、吐出手段から液体の液滴が被除電対象物に向けて吐出される。また、接液部と誘導電極との間に電位差を付与し、接液部に接液する液体に被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷（以下、単に「逆極性の電荷」という）を誘導している。これにより、液滴とともに逆極性の電荷が被除電対象物に供給される。このように液滴とともに逆極性の電荷を被除電対象物に供給しているので、イオン化したガスに比べて被除電対象物に電荷を比較的容易に供給することができ、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。また、このような被除電対象物に対する除電の実行は、吐出手段の吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置した誘導電極と吐出手段の接液部との間に電位差を付与することで達成されるので、装置の構成を簡素化しつつ被除電対象物に対する除電を簡便に実行することができる。しかも、接液部と誘導電極との間に電位差を付与して帯電させた液滴を用いて被除電対象物に対する除電を行っているので、コロナ放電のようにオゾンを発生させたり、パーティクルを発塵させることがない。また、接液部を接地する導電線に流れる電流の大きさから、液滴に誘導される電荷量、つまり液滴の帯電量を検知することができる。
【００１３】
ここで、電位差付与手段は、電流計で測定された電流値が所定の上限値を超えたとき電位差の付与を停止するようにしてもよい。こうすることで、液滴への誘導電極と液滴との接触した場合の過大電流を防止することができる。さらに、電位差の付与停止後、電流計により導電線に流れる電流を測定しながら電位差の付与を再開するようにしてもよく、こうすることで、除電の実行を中断することなく、連続して除電を行うことができる。
【００１４】
また、誘導電極を吐出口の中心を通り液滴の吐出方向に延びる軸を囲む円環状に形成すると、吐出口からの液滴の吐出を妨げることなく、接液部に接液する液体に均等に電荷を誘導することができる。その結果、吐出手段から吐出される多数の液滴（液滴群）に対して均等に電荷を誘導することができ、被除電対象物に帯電した電荷を均一にして除電することができる。
【００１５】
また、誘導電極を吐出手段と一体的に設けると、吐出手段と誘導電極とを個別に配置する場合に比べて装置構成を簡素化できるほか、吐出手段の接液部と誘導電極との距離を一定にすることができ、接液部に接液する液体に電荷を安定して誘導することができる。
【００１６】
さらに、接液部と誘導電極との間に付与される電位差を変更可能に電位差付与手段を構成して、電位差付与手段を制御して接液部と誘導電極との間に付与される電位差を設定変更し、吐出手段から吐出される液滴の帯電量を調整するようにしてもよい。この構成によれば、接液部と誘導電極との間の電位差に応じて液滴に誘導される電荷量が変化する。したがって、被除電対象物の帯電量に応じて接液部と誘導電極との間に付与される電位差を設定変更することで被除電対象物に供給される液滴の帯電量を調整することができる。このため、被除電対象物の帯電量の多少にも柔軟に対応することができる。
【００１７】
また、接液部と誘導電極との間に付与される電位差の極性を変更可能に電位差付与手段を構成して、被除電対象物の帯電極性に応じて電位差付与手段を制御して接液部と誘導電極との間に付与される電位差の極性を選択的に切り替えるようにしてもよい。この構成によれば、被除電対象物の帯電極性に応じて正電荷が誘導された液滴あるいは負電荷が誘導された液滴を選択的に吐出手段から被除電対象物に供給することができ、被除電対象物の帯電極性が正負いずれの場合にも柔軟に対応することができる。
【００１８】
さらに、吐出手段から正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と吐出手段から負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを被除電対象物の帯電状態に応じて調整するようにしてもよい。この構成によれば、被除電対象物に対して正電荷および負電荷のいずれかの電荷を所望量だけ供給することができ、被除電対象物の帯電状態（帯電極性および帯電量）にあわせて効率良く除電を行うことができる。また、一方の極性の電荷のみを過剰に被除電対象物に供給することによって被除電対象物が逆極性に帯電するのを防止することができる。例えば、被除電対象物が負に帯電している場合には、正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間を長くすることで、被除電対象物が逆極性（正極性）に帯電するのを防止しながら、被除電対象物に帯電した負電荷を効率良く除電することができる。また、誘導電極に与える負の電位を正の電位に対して大きくなるように誘導電極と接液部との間に付与される電位差を設定変更することで、液滴に誘導する正の電荷量を増加させるようにしてもよい。
【００１９】
また、吐出手段と別個に設けられた他の装置にて生成された液滴を吐出手段から吐出させるように構成してもよいし、吐出手段において、液体と気体とを混合して液体の液滴を生成するとともに該液滴を吐出させるように構成してもよい。
【００３１】
また、基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、上記した除電装置を基板処理装置に組み込んで使用するようにしてもよい。この場合には、基板に処理を施す処理ユニットと、処理が施される処理空間に設けられ、上記した除電装置と同一構成を有する除電ユニットとを備えるようにすればよい。このような基板処理装置によれば、コロナ放電のよるオゾンの発生やパーティクルの発塵のように基板に悪影響を与えることなく、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。しかも、装置構成を簡素化しつつ被除電対象物に対する除電を簡便に実行することができる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明によれば、被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷が液滴とともに吐出手段から吐出され被除電対象物に供給されるので、イオン化したガスに比べて被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。また、このような被除電対象物に対する除電の実行は、吐出手段の吐出口近傍または吐出口と同一の高さ位置に配置した誘導電極と吐出手段の接液部との間に電位差を付与することで達成されるので、装置の構成を簡素化しつつ被除電対象物に対する除電を簡便に実行することができる。また、接液部を接地する導電線に流れる電流の大きさから、液滴に誘導される電荷量、つまり液滴の帯電量を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置の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の表面に付着したパーティクルや各種金属不純物などの異物を除去する処理を行うための装置である。具体的には、基板Ｗの表面に洗浄用の薬液やリンス液などの処理液を供給して基板Ｗの表面全体を洗浄処理する枚葉式の洗浄装置である。
【００３６】
この基板処理装置は、内部に基板Ｗに対して処理を施す処理空間１１を有する処理チャンバー１と、処理チャンバー１内に基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に向けて処理液（薬液やリンス液）を供給する処理ノズル５と、スピンチャック２の周囲にスピンチャック２を取り囲むように配置された飛散防止カップ７とを備えている。また、基板処理装置は、本発明の除電装置に相当する除電ユニット３を備えており、該除電ユニット３が処理チャンバー１の天井部に取り付けられている。
【００３７】
スピンチャック２は、鉛直方向に延びた回転支柱２１と、回転支柱２１の上端に一体的に取り付けられたスピンベース２３と、スピンベース２３の周縁部に立設された複数個のチャックピン２５を有しており、複数個のチャックピン２５で基板Ｗの端面を挟持して、基板Ｗを水平姿勢で保持可能となっている。チャックピン２５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、スピンベース２３の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。また、回転支柱２１はモータを含む回転駆動機構２７の回転軸に連結されており、回転駆動機構２７の駆動により鉛直方向に延びる回転軸回りに回転可能となっている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット１０からの動作指令に応じて回転駆動機構２７を駆動させることにより、チャックピン２５で基板Ｗを水平に保持した状態で、基板Ｗを水平面内で鉛直軸回りに回転させることができる。
【００３８】
処理ノズル５は、基板Ｗの表面に処理液を供給して該基板表面に対して洗浄作用を与えるものであり、スピンチャック２の上方の水平面内で揺動可能なアーム５１の先端に取り付けられている。アーム５１の基端部はノズル移動機構５３が連結されており、制御ユニット１０からの制御指令に応じてノズル移動機構５３が作動することで処理ノズル５が所定の回転軸心回りに揺動駆動する。また、処理ノズル５は、処理液供給管５５を介して処理液供給源と接続されており、処理液供給源から処理液の供給を受けている。処理液供給管５５には、バルブ５６が介装されており、制御ユニット１０からの開閉指令に応じて処理ノズル５からの処理液の吐出を制御する。このように、この実施形態では、処理ノズル５が本発明の「処理ユニット」として機能している。
【００３９】
このような処理ノズル５は、基板表面に対して化学的な洗浄作用を与える処理液を柱状に吐出させるものであってもよいし、処理液と気体とを混合して生成した液滴を基板表面に衝突させたり、あるいは超音波振動を付与した処理液を基板表面に供給して基板表面に対して物理的な洗浄作用を与えるものであってもよい。
【００４０】
飛散防止カップ７は、基板Ｗに供給され該基板から除去された処理液が飛散するのを防止するために設けられており、スピンチャック２及び該スピンチャック２に保持された基板Ｗを側方位置から取り囲み、基板Ｗに供給され飛散する処理液を捕集可能となっている。  また、処理チャンバー１の底部には処理空間１１の雰囲気を排気するための排気口１３が設けられている。
【００４１】
除電ユニット３は、処理チャンバー１内の雰囲気に液滴（ミスト状の液体）を供給すべく、吐出部３１と、吐出部３１の先端部に開口された吐出口３１１近傍に配置された誘導電極６を備えている。吐出部３１はスピンチャック２の上方位置からスピンチャック２およびスピンチャック２の周囲に配置された飛散防止カップ７全体にミスト状の液体が供給されるような配置姿勢で処理チャンバー１の天井部に取り付けられている。
【００４２】
吐出部３１は液導入管３５を介してＤＩＷ（=deionized water）供給源と接続されており、ＤＩＷ供給源から本発明の「液体」としてＤＩＷの供給を受けている。この液導入管３５には、開度調整が可能なバルブ３６が介装されており、制御ユニット１０からの指令に応じて、吐出部３１に供給されるＤＩＷの流路の開閉、およびＤＩＷの流量・流速の調節を行うことができるようになっている。また、吐出部３１は、ガス導入管３７を介してガス供給源から本発明の「気体」として高圧の窒素ガスの供給を受けている。このガス導入管３７には開度調整が可能なバルブ３８が介装されており、制御ユニット１０からの指令に応じて、吐出部３１に供給される窒素ガスの流路の開閉、および窒素ガスの流量・流速の調節を行うことができるようになっている。このように、制御ユニット１０がバルブ３６、３８を制御することで吐出部３１に供給されるＤＩＷおよび窒素ガスの流量・流速を調整可能となっている。そして、吐出部３１は流量調整されたＤＩＷおよび窒素ガスの供給を受けてＤＩＷの微小な液滴（ミスト状のＤＩＷ）を生成し、該液滴を処理チャンバー１内に吐出可能となっている。なお、この実施形態では、ガス供給源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供給するように構成してもよい。
【００４３】
図３は、図１に示す基板処理装置に装備された除電ユニットの構成を示す図である。除電ユニット３に設けられた吐出部３１は、いわゆる内部混合型のノズルであり、その先端部に吐出口３１１を有するノズル本体３４を備え、そのノズル本体３４の内部でＤＩＷと窒素ガスとを混合させてＤＩＷの液滴を生成するとともに吐出口３１１から吐出する。吐出部３１は、該吐出部３１の中心軸３０（吐出口３１１の中心を通り液滴の吐出方向に延びる軸）を中心とする円筒状の液吐出管３２を内部に備える。液吐出管３２は吐出部３１の上部において液導入管３５に接続されており、液吐出管３２の内部の空間は、液導入管３５から供給されたＤＩＷが流れる液体流路３２１となる。ノズル本体３４の内壁面と液吐出管３２との間の空間は、ガス導入管３７から供給された窒素ガスが流れるガス流路３３となっており、ガス流路３３は液体流路３２１の周囲を囲む。
【００４４】
吐出部３１では、液吐出管３２の先端が吐出口３１１よりも内側（すなわち、図３中の上側）に位置しており、ＤＩＷが液吐出管３２により吐出口３１１に向けて流れる。そして、ＤＩＷが液吐出管３２から噴出され、ＤＩＷがノズル本体３４の内部においてキャリアガス（窒素ガス）と混合される。これにより、ＤＩＷの微小な液滴（ミスト状のＤＩＷ）が生成されてキャリアガスと共に吐出口３１１から処理チャンバー１内に噴出される。吐出口３１１の内径は約２〜３ｍｍである。このように、この実施形態では、吐出部３１および液導入管３５が、本発明の「吐出手段」として機能する。
【００４５】
吐出部３１の液吐出管３２（すなわち、吐出部３１内の液体流路３２１を形成する部位）、および液吐出管３２に接続される液導入管３５は、共に導電性カーボン（好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシーカーボン等のガラス状カーボン）または導電性樹脂（例えば、導電性ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）や導電性ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））により形成される。この実施形態では、液吐出管３２および液導入管３５は、ガラス状の導電性カーボンにより形成される。ガラス状カーボンは、均質かつ緻密な構造を有する硬質な炭素材料であり、導電性や耐薬品性、耐熱性等に優れる。このように、この実施形態では、液吐出管３２と液導入管３５とが、液体と接液可能な導電性の接液部となっている。
【００４６】
図３に示すように、誘導電極６は、吐出口３１１の中心軸３０を囲む円環状に形成され、その外径は約１５ｍｍ、内径は約８ｍｍとされる。誘導電極６は、吐出口３１１の高さ位置よりも下方位置、つまり吐出口３１１に対して基板Ｗが保持されるスピンチャック２に近い位置に配置される。中心軸３０方向に関する誘導電極６と吐出口３１１との間の距離は約３〜４ｍｍとされ、誘導電極６と吐出部３１とは電気的に絶縁されている。誘導電極６の材料はステンレス鋼製等の金属材料であってもよいが、液滴中への金属粉の混入や金属成分の溶出による液滴の汚染を防止する観点から、導電性カーボン（好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシーカーボン等のガラス状カーボン）または導電性樹脂（例えば、導電性ＰＥＥＫや導電性ＰＴＦＥ）により形成するのが好ましい。
【００４７】
誘導電極６は、吐出部３１のノズル本体３４と支持部材３９を介して支持されており、誘導電極６と吐出部３１とは一体的に構成されている。このため、吐出部３１の配置姿勢の変更にあわせて誘導電極６が吐出部３１と一体となって姿勢制御される。支持部材３９は絶縁性の樹脂等より形成される。
【００４８】
また、誘導電極６は極性可変電源８１に電気的に接続されている。具体的には、誘導電極６が導電性の配線８１１を介して処理チャンバー１外に配設された極性可変電源８１の出力に接続されている。このような配線８１１は支持部材３９を経由して極性可変電源８１に接続される。その一方で、液導入管３５に導電線８２が電気的に接続されており、図３に示すように、導電線８２を介して液導入管３５および液吐出管３２が接地されている。このような構成により、極性可変電源８１がＯＮ（電圧印加）されると、導電性の接液部である液導入管３５および液吐出管３２と、誘導電極６との間に電位差が付与される。
【００４９】
極性可変電源８１は、誘導電極６に対して正と負の電位を選択的に与えることが可能となっており、制御ユニット１０からの指令に応じて極性が切り替えられる。これにより、例えば極性可変電源８１から誘導電極６に負の電位が与えられると、液吐出管３２の先端部分においてＤＩＷに正電荷が誘導され、正電荷を有するＤＩＷの液滴が吐出部３１から吐出される。その一方で、極性可変電源８１から誘導電極６に正の電位が与えられると、液吐出管３２の先端部分においてＤＩＷに負電荷が誘導され、負電荷を有するＤＩＷの液滴が吐出部３１から吐出される。このように、この実施形態では、極性可変電源８１が、本発明の「電位差付与手段」として機能する。
【００５０】
また、極性可変電源８１は出力電圧値、すなわち接液部（液導入管３５および液吐出管３２）と誘導電極６との間に付与される電位差を変更可能に構成されている。制御ユニット１０は、電圧コントローラ１０ｃ（図２）を備え、電圧コントローラ１０ｃから極性可変電源８１への動作指令に応じて、接液部（液導入管３５および液吐出管３２）と誘導電極６との間に付与される電位差がコントロールされる。その結果、接液部と誘導電極６との間に付与される電位差の変化に対応して液滴に誘導される電荷量が変化する。したがって、制御ユニット１０からの動作指令に応じて吐出部３１から吐出される液滴の帯電量を調整することができる。このように、この実施形態では、制御ユニット１０が、本発明の「電位差変更手段」および「極性切替え手段」として機能する。
【００５１】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図４を参照しつつ詳述する。図４は、図１に示す基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。この基板処理装置では、図示を省略する搬送手段によりスピンチャック２上に未処理の基板Ｗが処理チャンバー１内に搬送されてスピンチャック２に保持されると、搬送手段が基板処理装置から退避した後、制御ユニット１０が装置各部を制御して洗浄処理を実行する。すなわち、基板Ｗが回転されるとともに、処理ノズル５から基板Ｗに向けて処理液が吐出される。また、適宜、処理ノズル５が揺動駆動され、基板Ｗの表面に付着しているパーティクル等の異物が除去される。
【００５２】
そして、このように洗浄処理が実行される間、吐出部３１から電荷が誘導されたＤＩＷの液滴（ミスト状のＤＩＷ）が処理チャンバー１内の処理空間１１に向けて吐出される。具体的には、バルブ３６、３８を開いて吐出部３１にＤＩＷおよび窒素ガスを所定流量で供給する。これによって、吐出部３１でＤＩＷの液滴が生成されるとともに、該液滴が処理空間１１に向けて吐出される（液滴吐出工程）。また、誘導電極６に対して所定の電位が与えられ、接液部、つまり液吐出管３２および液導入管３５と誘導電極６との間に電位差が付与される。これにより、接液部に接液するＤＩＷに電荷が誘導される（電位差付与工程）。なお、電荷が誘導された液滴の吐出は、基板Ｗが処理チャンバー１内に搬送される前から実行するようにしてもよい。
【００５３】
ここで、接液部と誘導電極６と付与される電位差の極性は、被除電対象物の帯電極性に応じて設定される。例えば被除電対象物が負に帯電している場合には、誘導電極６に対して負の電位を与えて接液部に接液するＤＩＷに正電荷を誘導する。その一方で、被除電対象物が正に帯電している場合には、誘導電極６に対して正の電位を与えて接液部に接液するＤＩＷに負電荷を誘導する。なお、被除電対象物としては、処理チャンバー１内に配置された絶縁性部材、例えばスピンチャック２および飛散防止カップ７などの装置構成部材が挙げられる。これらは耐薬性を考慮してＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の絶縁性樹脂で形成されている。なお、被除電対象物には洗浄処理中に帯電する基板Ｗも含まれる。
【００５４】
この実施形態では、制御ユニット１０は、液滴吐出が継続して行われている間、接液部と誘導電極６との間に付与される電位差の極性を所定時間ごと（例えば数秒ごと）に交互に選択的に切り替えている。すなわち、図４に示すように、誘導電極６に対して負の電位Ｖ（−）（およそ−１０００Ｖ）を与え、吐出口３１１近傍（すなわち、液吐出管３２の先端部）に接液するＤＩＷに正電荷を誘導する。その後、誘導電極６に対して正の電位Ｖ（＋）（およそ＋１０００Ｖ）を与え、吐出口３１１近傍に接液するＤＩＷに負電荷を誘導する。そして、再び誘導電極６に対して負の電位Ｖ（−）を与え、吐出口３１１近傍に接液するＤＩＷに正電荷を誘導する。
【００５５】
こうして、液滴吐出が継続して行われている間、誘導電極６と接液部との間に付与される電位差の極性が交互に選択的に切り替えられることで、処理空間１１に正電荷が誘導された液滴と負電荷が誘導された液滴とが交互に吐出される。その結果、処理チャンバー１内の雰囲気が噴霧されたミスト状のＤＩＷによって常に帯電した状態となる。これにより、処理チャンバー１内の被除電対象物に正あるいは負に帯電した液滴が供給され、これら被除電対象物に帯電した電荷が除電される。具体的には、正電荷が誘導された液滴が負に帯電した被除電対象物に供給されることで、被除電対象物に帯電した負電荷が除電される一方、負電荷が誘導された液滴が正に帯電した被除電対象物に供給されることで、被除電対象物に帯電した正電荷が除電される。しかも、被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷のみならず、同極性の電荷を被除電対象物に供給しているので、一方の極性のみを過剰に供給することによって被除電対象物が逆極性に帯電するのが防止される。なお、処理空間１１に吐出された液滴の多くは排気口１３を介して処理チャンバー１外に排気される。
【００５６】
ここで、被除電対象物に供給すべき電荷の極性が明らかな場合、例えば被除電対象物の帯電極性が正負のどちらか一方である場合、あるいは互いに帯電極性が異なる複数の被除電対象物であっても全体的な帯電極性に偏りがある場合には、制御ユニット１０は、被除電対象物の帯電極性に応じて正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを異ならせるようにしてもよい。例えば被除電対象物の帯電極性が負である場合には、正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間を負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間よりも長くすることで、被除電対象物に帯電した負電荷を効率良く除電することができる。
【００５７】
また、制御ユニット１０は、正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを同じにして、誘導電極６に与える負の電位Ｖ（−）を正の電位Ｖ（＋）に対して大きくなるように誘導電極６と接液部との間に付与される電位差を設定変更することで、液滴に誘導する正の電荷量を増加させるようにしてもよい。さらに、制御ユニット１０は、正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを互いに異ならせるとともに、液滴に誘導する正の電荷量と液滴に誘導する負の電荷量を互いに異なるように誘導電極６と接液部との間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物の帯電状態に応じて柔軟に対応して被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００５８】
以上のように、この実施形態によれば、液体（ＤＩＷ）に接液可能な導電性の接液部である液導入管３５および液吐出管３２を介して供給されたＤＩＷと、ガス導入管３７から供給された窒素ガスとを吐出部３１の内部において混合して吐出口３１１からＤＩＷの液滴を被除電対象物に向けて吐出している。また、吐出部３１の近傍に誘導電極６を配置するとともに、接液部と誘導電極６との間に電位差を付与して、接液部に接液するＤＩＷに電荷（被除電対象物の帯電極性と逆極性の電荷）を誘導している。これにより、液滴とともに電荷が被除電対象物に供給され、イオン化したガスに比べて被除電対象物に電荷を比較的容易に供給することができる。したがって、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００５９】
また、このような被除電対象物に対する除電の実行は、吐出部３１の吐出口３１１近傍に配置した誘導電極６と接液部との間に電位差を付与することで達成されるので、除電ユニット３の構成を簡素化しつつ被除電対象物に対する除電を簡便に実行することができる。さらに、接液部と誘導電極６との間に電位差を付与して帯電させた液滴を用いて被除電対象物に対する除電を行っているので、コロナ放電のようにオゾンを発生させたり、パーティクルを発塵させることがない。しかも、このような除電ユニット３を基板処理装置に組み込んで用いることで、基板Ｗに対してコロナ放電のよるオゾンの発生やパーティクルの発塵のような悪影響を与えることなく、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００６０】
また、この実施形態によれば、接液部と誘導電極６との間に付与される電位差を変更可能に構成して、吐出部３１から吐出される液滴の帯電量を調整している。つまり、液滴の帯電状態を自在に変化させることが可能となっている。したがって、被除電対象物の帯電量に応じて接液部と誘導電極６との間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物に供給される液滴の帯電量を調整することができる。このため、被除電対象物の帯電量の多少にも柔軟に対応することができる。
【００６１】
また、この実施形態によれば、接液部と誘導電極６との間に付与される電位差の極性を変更可能に構成して、接液部と誘導電極６との間に付与される電位差の極性を選択的に切り替えている。このため、被除電対象物の帯電極性に応じて吐出部３１から正電荷が誘導された液滴あるいは負電荷が誘導された液滴を選択的に被除電対象物に供給することができ、被除電対象物の帯電極性が正負いずれの場合にも柔軟に対応することができる。
【００６２】
また、この実施形態によれば、吐出部３１から正電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間と吐出部３１から負電荷が誘導された液滴を吐出させる吐出時間とを被除電対象物の帯電状態に応じて調整している。このため、被除電対象物に対して正電荷および負電荷のいずれかの電荷を所望量だけ供給することができ、被除電対象物の帯電状態（帯電極性および帯電量）にあわせて効率良く除電を行うことができる。また、一方の極性の電荷のみを過剰に被除電対象物に供給することによって被除電対象物が逆極性に帯電するのを防止することができる。
【００６３】
また、この実施形態によれば、液導入管３５を電気的に接地した状態で誘導電極６に対して所定の電位を与えて接液部（液吐出管３２および液導入管３５）と誘導電極６との間に電位差を付与しているので、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電しながらも、装置構成をさらに簡素化することができる。
【００６４】
また、この実施形態によれば、誘導電極６が吐出口３１１の中心軸３０を囲む円環状に形成されることにより、吐出口３１１からの液滴の吐出を妨げることなく、吐出口３１１近傍（液吐出管３２の先端部分）に均等に電荷を誘導することができる。その結果、吐出部３１において生成される多数の液滴（液滴群）に対して均等に電荷を誘導することができ、被除電対象物に帯電した電荷を均一にして除電することができる。
【００６５】
また、この実施形態によれば、吐出部３１の外部の液導入管３５に導電線８２を接続して接地している。このため、吐出部３１の内部に導電線８２を接続する場合に比べて、吐出部３１の構造を簡素化することができる。また、導電性の液吐出管３２と誘導電極６とが近接して配置されることにより、液滴への電荷の誘導を効率良く行うことができる。
【００６６】
また、この実施形態によれば、誘導電極６を吐出部３１とを支持部材３９を介して一体的に構成しているので、吐出部３１と誘導電極６とを個別に配置する場合に比べて装置の構成を簡素化できるほか、吐出部３１の接液部（液吐出管３２および液導入管３５）と誘導電極６との距離を一定にすることができ、接液部に接液するＤＩＷに電荷を安定して誘導することができる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
図５は、この発明の第２実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す図である。また、図６は、図５に示す基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この第２実施形態にかかる基板処理装置が第１実施形態と大きく相違する点は、互いに異なる極性に帯電した液滴を被除電対象物に向けて吐出可能な２種類の除電ユニットを有しており、これらの除電ユニットにより構成される除電機構が本発明の「除電装置」の一態様となっている点である。また、この除電機構は、これら２つの除電ユニットの間で液滴吐出を選択的に切り替えて被除電対象物に対する除電を実行する。なお、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００６８】
この第２実施形態では、２種類の除電ユニット３Ａ、３Ｂが処理チャンバー１の天井部に水平方向に所定の間隔を隔てて取り付けられている。これら除電ユニット３Ａ、３Ｂの構成は、電源８１を除き、基本的には第１実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニット３と同様である。すなわち、除電ユニット３Ａは、吐出部３１Ａと、吐出部３１Ａの吐出口（第１吐出口）近傍に誘導電極６Ａ（第１誘導電極）を備えている。また、吐出部３１Ａは、バルブ３６Ａを介装した液導入管３５Ａを介してＤＩＷ供給源に接続される一方で、バルブ３８Ａを介装したガス導入管３７Ａを介してガス供給源に接続されている。ここでは、吐出部３１Ａの液吐出管および液導入管３５Ａが導電性の第１接液部となっており、吐出部３１Ａと液導入管３５Ａとが、本発明の「第１吐出手段」として機能する。
【００６９】
同様にして、除電ユニット３Ｂは、吐出部３１Ｂと、吐出部３１Ｂの吐出口（第２吐出口）近傍に誘導電極６Ｂ（第２誘導電極）を備えている。また、吐出部３１Ｂは、バルブ３６Ｂを介装した液導入管３５Ｂを介してＤＩＷ供給源に接続される一方で、バルブ３８Ｂを介装したガス導入管３７Ｂを介してガス供給源に接続されている。ここでは、吐出部３１Ｂの液吐出管および液導入管３５Ｂが導電性の第２接液部となっており、吐出部３１Ｂと液導入管３５Ｂとが、本発明の「第２吐出手段」として機能する。
【００７０】
２種類の除電ユニット３Ａ、３Ｂのうち、除電ユニット３Ａは被除電対象物に帯電した負電荷を除電するための負電荷除電ユニットであり、除電ユニット３Ｂは被除電対象物に帯電した正電荷を除電するための正電荷除電ユニットとなっている。つまり、除電ユニット３Ａの誘導電極６Ａには、本発明の「第１電位差付与手段」に相当する負電荷除電用電源８１Ａが接続される一方、除電ユニット３Ｂの誘導電極６Ｂには、本発明の「第２電位差付与手段」に相当する正電荷除電用電源８１Ｂが接続されている。
【００７１】
このような構成によれば、負電荷除電用電源８１Ａからの電圧印加によって吐出部３１Ａから吐出される液滴に正電荷が誘導され、正に帯電した液滴が被除電対象物に供給される（第１除電モード）。その一方で、正電荷除電用電源８１Ｂからの電圧印加によって吐出部３１Ｂから吐出される液滴に負電荷が誘導され、負に帯電した液滴が被除電対象物に供給される（第２除電モード）。したがって、制御ユニット１０は、被除電対象物の帯電状態に応じてこれら２つの除電モードの間で除電モードを選択的に切り替えることによって被除電対象物の帯電状態にかかわらず、被除電対象物に適切な電荷を供給して被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００７２】
また、負電荷除電用電源８１Ａからの出力電圧値、すなわち接液部（液導入管３５Ａおよび吐出部３１Ａの液吐出管）と誘導電極６Ａとの間に付与される電位差を変更可能に構成して、吐出部３１Ａから吐出される液滴の帯電量（正電荷）を調整してもよい。制御ユニット１０が被除電対象物の帯電量に応じて接液部と誘導電極６Ａとの間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物に供給される液滴の帯電量を調整することができる。同様にして、正電荷除電用電源８１Ｂからの出力電圧値を変更可能に構成して、吐出部３１Ｂから吐出される液滴の帯電量（負電荷）を調整してもよい。制御ユニット１０が被除電対象物の帯電量に応じて接液部（液導入管３５Ｂおよび吐出部３１Ｂの液吐出管）と誘導電極６Ｂとの間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物に供給される液滴の帯電量を調整することができる。これにより、被除電対象物の帯電量の多少にも柔軟に対応することができる。
【００７３】
さらに、図７に示すように、２つの除電モードの間で除電モードを所定時間ごとに交互に切り替えるようにしてもよい。図７は、図５に示す基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。制御ユニット１０は、除電ユニット３Ａ（負電荷除電ユニット）からの正に帯電された液滴の吐出と除電ユニット３Ｂ（正電荷除電ユニット）からの負に帯電された液滴の吐出を交互に切り替えている。
【００７４】
この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に被除電対象物に供給すべき電荷の極性が明らかな場合には、制御ユニット１０は、被除電対象物の帯電極性に応じて第１除電モードを実行する実行時間と第２除電モードを実行する実行時間とを異ならせるようにしてもよい。例えば被除電対象物の帯電極性が負である場合には、第１除電モードを実行する実行時間を第２除電モードを実行する実行時間よりも長くすることで、被除電対象物に帯電した負電荷を効率良く除電することができる。また、制御ユニット１０は、第１除電モードを実行する実行時間と第２除電モードを実行する実行時間とを同じにして、誘導電極６Ａに与える負の電位Ｖ（−）を誘導電極６Ｂに与える正の電位Ｖ（＋）に対して大きくなるように除電ユニット３Ａ、３Ｂにおける誘導電極と接液部との間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物に供給される正の電荷量を増加させるようにしてもよい。さらに、制御ユニット１０は、第１除電モードを実行する実行時間と第２除電モードを実行する実行時間とを互いに異ならせるとともに、液滴に誘導する正の電荷量と液滴に誘導する負の電荷量を互いに異なるように除電ユニット３Ａ、３Ｂにおける誘導電極と接液部との間に付与される電位差を設定変更することで、被除電対象物の帯電状態に応じて柔軟に対応して被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００７５】
＜第３実施形態＞
図８は、この発明の第３実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。この第３実施形態にかかる基板処理装置の動作が第２実施形態と大きく相違する点は、２種類の除電ユニット３Ａ、３Ｂから互いに異なる極性に帯電した液滴を被除電対象物に向けて同時に吐出している点である。なお、基板処理装置の構成は基本的に第２実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００７６】
この実施形態では、図８に示すように、２種類の除電ユニット３Ａ、３Ｂ、すなわち負電荷除電ユニットと正電荷除電ユニットとから互いに異なる極性に帯電された液滴を被除電対象物に向けて同時に供給している。つまり、制御ユニット１０は、吐出部３１Ａから正電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電する第１除電モードと、吐出部３１Ｂから負電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電する第２除電モードとを同時に実行している。したがって、被除電対象物の帯電極性にかかわらず、被除電対象物に帯電した電荷を除電することができる。しかも、正負の両方の電荷が同時に被除電対象物に供給されることから極性のバランスをとりながら被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００７７】
また、制御ユニット１０は、被除電対象物の帯電状態（帯電極性および帯電量）に応じて、負電荷除電用電源８１Ａからの出力電圧値、すなわち接液部（液導入管３５Ａおよび吐出部３１Ａの液吐出管）と誘導電極６Ａとの間に付与される電位差を設定変更するか、あるいは正電荷除電用電源８１Ｂからの出力電圧値を設定変更してもよい。さらに、負電荷除電用電源８１Ａからの出力電圧値および正電荷除電用電源８１Ｂからの出力電圧値の両方を設定変更してもよい。これにより、被除電対象物が逆極性に帯電するのを防止しながら、被除電対象物の帯電状態に応じて被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【００７８】
＜第４実施形態＞
図９は、この発明の第４実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニットの構成を示す図である。この第４実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニットが第１実施形態と大きく相違する点は、除電ユニット３Ｃが、液滴への電荷の誘導を検知可能に構成している点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００７９】
除電ユニット３Ｃでは、導電線８２に電流計８５が介装されており、導電線８２を流れる電流を測定可能となっている。液導入管３５および液吐出管３２と、誘導電極６との間に電位差を付与した状態で吐出部３１から液滴が吐出されると、導電線８２に上記電位差に応じた電流が流れる。この現象は、次のように説明することができる。すなわち、液導入管３５および液吐出管３２に接液するＤＩＷに電荷が誘導されると、液導入管３５に電気的に接続された導電線８２に電子の流れが生じる。例えば液導入管３５および液吐出管３２に接液するＤＩＷに正電荷が誘導されると、液導入管３５に電気的に接続された導電線８２に電子が放出される。そして、このように帯電した液滴が吐出部３１から吐出されることで、液吐出管３２の先端部分において電子の受渡しが継続的に行われ、液滴の帯電量に応じた電流が導電線８２に流れる。したがって、導電線８２を流れる電流を測定することにより、液滴への電荷の誘導を検知することが可能となっている。なお、電流計８５は、吐出部側（紙面の右手側から左手側）および接地側（紙面の左手側から右手側）の両方向に流れる電流を測定可能となっている。
【００８０】
電流計８５は制御ユニット１０に接続されており、制御ユニット１０は電流計８５にて測定された電流値をモニタリングすることが可能となっている。具体的には、電流計８５にて測定された測定信号（電流値）が制御ユニット１０に送出されることにより、制御ユニット１０が液滴への電荷の誘導が行われているか否かを監視することが可能となっている。また、導電線を流れる電流と液滴に誘導される電荷量は相関関係を有することから、制御ユニット１０は、電流値の大きさから液滴に誘導される電荷量、つまり液滴の帯電量を検知することが可能となっている。
【００８１】
制御ユニット１０は、コンピュータによって構成されており、その本体部であって演算処理を行うＣＰＵ１０ａと、制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく記憶部１０ｂとを備えている。記憶部１０ｂには、導電線８２を流れる電流から基板処理装置の状態を検知するための判断基準となるデータが格納されている。このようなデータは、基板処理装置の操作パネル（図示せず）からオペレータによって設定入力されることで記憶部１０ｂに格納されてもよいし、基板処理装置外のホストコンピュータから通信部（図示せず）を介して記憶部１０ｂに格納されてもよい。
【００８２】
導電線８２を流れる電流に関するデータとしては、電流値の上限値と下限値とを規定した基準電流値がある。例えば誘導電極６と液滴が接触した場合には、帯電した液滴を介して液吐出管３２と誘導電極６とが短絡して誘導電極６に接続された電源８１に過大な電流が流れ込んでしまう。このとき、帯電した液滴を介して液吐出管３２と誘導電極６とが閉回路を構成して、導電線８２にも過大な電流が流れる。したがって、電流値の上限値を規定するとともに規定した上限値と測定した電流値とを比較判断することにより、装置の異常を検知することができる。また、下限値は零であってもよいが、所定（零より大きい）の電流値を規定しておくことにより、液滴への電荷の誘導以外に起因して流れる電流（微小な漏洩電流など）の影響を排除して液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。
【００８３】
次に、上記のように構成された除電ユニットの動作について図１０を参照しつつ詳述する。図１０は、図９の除電ユニットの動作を示すフローチャートである。先ず、液吐出管３２の内部空間、つまり液体流路３２１にＤＩＷが充填された状態で極性可変電源８１がＯＮ（電圧印加）にされる（ステップＳ１０１；電位差付与工程）。例えば、誘導電極６に対して負の電位（およそ−１０００Ｖ）が与えられ、誘導電極６と接液部、つまり吐出部３１の液吐出管３２および液導入管３５との間に電位差が付与される。その結果、吐出口３１１近傍（すなわち、液吐出管３２の先端部）に接液するＤＩＷに正電荷が誘導される。
【００８４】
そして、この状態で吐出部３１にＤＩＷおよび窒素ガスが圧送され、正電荷が誘導されたＤＩＷの微小な液滴が生成されるとともに吐出口３１１から被除電対象物に向けて吐出される（ステップＳ１０３；液滴吐出工程）。吐出部３１から吐出された液滴は、円環状に形成された誘導電極６の中央領域（内部空間領域）を通り抜けて被除電対象物に到達する。
【００８５】
また、このように電荷が誘導された液滴が吐出部３１から吐出されることに起因して導電線８２に電流が流れる。導電線８２を流れる電流は電流計８５によって測定され、制御ユニット１０が測定された電流値をモニタリングしている。これにより、制御ユニット１０は、液滴への電荷の誘導を検知する。また、制御ユニット１０は、測定された電流値が所定の上限値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、測定された電流値が所定の上限値より小さい場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、第１実施形態と同様にして所定時間ごとに誘導電極６と接液部との間に付与される電位差の極性が選択的に切り替えられながら（ステップＳ１０７）、被除電対象物への電荷が誘導された液滴の供給が被除電対象物に対する除電が完了するまで継続して行われる。
【００８６】
その一方で、測定された電流値が所定の上限値以上である場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、電源８１がＯＦＦ（電圧印加停止）される（ステップＳ１２１）。このように電流値が上限値以上となる場合としては、吐出部３１から吐出された液滴が誘導電極６と帯電した液滴が接触することが考えられる。そして、このとき電源８１に過大な電流が流れ込む結果、電源８１が故障する要因となる。したがって、電流値が上限値以上となった場合に、制御ユニット１０が電源８１をＯＦＦすることで電源８１に過電流が流れるのを防止して電源８１を保護することができる。続いて、制御ユニット１０は、このように電流値が上限値以上となる事象が連続して発生したか否かにより、次のように処理する。
【００８７】
図１１および図１２は、除電実行時に導電線に流れる電流を概念的に示したタイムチャートである。具体的には、図１１は、電流値が上限値以上となる事象が単発的に発生した状態（通常状態）を示す。また、図１２は、電流値が上限値以上となる事象が連続的に発生した状態（エラー状態）を示している。
【００８８】
図１１に示すように、電流値が上限値以上となる事象が単発的に発生した場合、つまり連続的な発生でない場合（ステップＳ１２３でＮＯ）には、電源８１をＯＦＦしてから電源８１をＯＮとする（ステップＳ１２５）。制御ユニット１０は、電源８１のＯＦＦ動作（停止動作）とＯＮ動作（再投入動作）とを連続的に実行する。これにより、液滴への電荷の誘導が即座に再開される。すなわち、誘導電極６と液滴が接触しても、通常、このような接触は極めて短時間（１秒以下）であることから、電源８１をすぐにＯＮ状態に復帰させることにより、被除電対象物に対する除電が実行される。なお、制御ユニット１０は電源８１をＯＦＦした後も継続して導電線８２に流れる電流をモニタリングしている。
【００８９】
その一方で、図１２に示すように、電流値が上限値以上となる事象が連続的に発生した場合（ステップＳ１２３でＹＥＳ）には、エラー処理に移行して除電の実行を中断する（ステップＳ１２７）。具体的には、電源８１をＯＮとしてもすぐに電流値が上限値以上となることが、短時間（例えば数秒）のうちにＮ回連続して発生する場合には、誘導電極６と液滴との接触が一時的なものではないと判断されるため、エラーとして区別する。この実施形態では、電流値が上限値以上となることが５回連続して発生した場合にエラー処理に移行している。
【００９０】
こうして、制御ユニット１０は導電線８２に流れる電流をモニタリングしながら、被除電対象物に対する除電を所定時間に達するまで実行する。つまり、所定時間、液滴の吐出を行っていない場合（ステップＳ１０９でＮＯ）には、電流値をモニタリングしながら液滴の吐出が引き続き実行される。その一方で、液滴の吐出が所定時間だけ行われ、除電の実行が完了すると（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、吐出部３１からの液滴の吐出が停止される（ステップＳ１１１）。また、電源８１がＯＦＦされ、液滴への電荷の誘導が停止される（ステップＳ１１３）。
【００９１】
以上のように、この実施形態によれば、電荷が誘導された液滴が吐出部３１から吐出されることに起因して導電線８２に流れる電流を測定しているので、液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。すなわち、誘導電極６に対して与える電位をモニタリングしても、実際に吐出部３１から吐出される液滴に電荷が誘導されているか否かは分からない。例えば、電源８１と誘導電極６とを接続する配線８１１が断線している場合には、電源８１からの出力電圧値（印加電圧値）を確認しても、実際には液滴に電荷が誘導されていない状態となっている。これに対して、この実施形態によれば、電荷が誘導された液滴が吐出部３１から吐出される結果として液滴の帯電量に応じて導電線８２に流れる電流を測定しているので、液滴への電荷の誘導を確実に検知することができる。
【００９２】
また、この実施形態によれば、電流値が所定の上限値を超えたときに電源８１をＯＦＦしているので、誘導電極６と液滴が接触した場合に電源８１に過大な電流が流れ込むのを防止して電源８１を保護することができる。さらに、電源８１をＯＦＦしてからも導電線８２に流れる電流をモニタリングしながら電源８１をＯＮにして液滴への電荷の誘導を再開させているので、液滴に電荷が誘導されない状態で該液滴が被除電対象物に供給されるのを防止することができる。つまり、被除電対象物に対する除電の実行中に液滴への電荷の誘導を停止させることがあっても即座に液滴への電荷の誘導を再開させることで除電の実行を中断することなく、連続して除電を行うことができる。
【００９３】
＜その他＞
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、吐出部の液吐出管と液導入管とを導電性の接液部として、誘導電極６との間に電位差を付与しているが、接液部は当該部位に限定されない。例えば、「吐出手段」として吐出部および液導入管を次のように構成してもよい（第５ないし第７実施形態）。
【００９４】
図１３は、第５実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。この第５実施形態にかかる除電ユニットでは、吐出部３１Ｃの液吐出管３２全体が絶縁体（この実施の形態では、テフロン（登録商標））により形成されている。また、液導入管３５では、円筒状の導電性接液部３５１を除く部位が絶縁体（この実施の形態では、ＰＦＡ（パーフロロアルコキシ））により形成されており、導電性接液部３５１はガラス状カーボンにより形成されて導電線８２を介して接地されている。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００９５】
第５実施形態にかかる除電ユニットでは、誘導電極６が電源８１（図１参照）に電気的に接続されることにより、誘導電極６と液導入管３５の導電性接液部３５１との間に電位差が付与され、第１実施形態と同様に、吐出部３１Ｃの吐出口３１１近傍においてＤＩＷに電荷が誘導される。すなわち、導電性接液部３５１に接液しながら、液吐出管３２の先端部に導かれるＤＩＷに電荷が誘導される。そして、電荷が誘導されたＤＩＷの液滴により、被除電対象物に帯電した電荷が除電される。また、導電線８２を介して接地される導電性接液部３５１が吐出部３１Ｃの外部に設けられるため、吐出部３１Ｃの構造を簡素化することができる。
【００９６】
また、図１４は、第６実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。この除電ユニットでは、液導入管３５全体が絶縁体（この実施の形態では、ＰＦＡ）により形成されており、吐出部３１Ｄの液吐出管３２の先端部３２ａを除く部位が絶縁体（この実施の形態では、テフロン（登録商標））により形成されている。液吐出管３２の先端部３２ａは、ガラス状カーボンにより形成されており、導電性接液部として導電線８２を介して接地されている。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００９７】
この除電ユニットでは、誘導電極６が電源８１（図１参照）に電気的に接続されることにより、誘導電極６と液吐出管３２の先端部３２ａとの間に電位差が付与され、第１実施形態と同様に、吐出部３１Ｃの吐出口３１１近傍においてＤＩＷに電荷が誘導される。そして、電荷が誘導されたＤＩＷの液滴により、被除電対象物に帯電した電荷が除電される。また、導電性の接液部である液吐出管３２の先端部３２ａと誘導電極６とが近接して配置されることにより、ＤＩＷへの電荷の誘導を効率良く行うことができる。
【００９８】
また、図１５は、第７実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。この除電ユニットでは、円環状の誘導電極６が、吐出部３１Ｅの先端部においてノズル本体３４内部に該ノズル本体３４と一体的に設けられ、誘導電極６の内側の穴部が吐出部３１Ｅの吐出口３１１を形成する。換言すれば、誘導電極６は吐出部３１Ｅの吐出口３１１の周囲に取り付けられ、吐出口３１１と同一の高さ位置に設けられる。その他の構成は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００９９】
この除電ユニットでは、第１実施形態と同様に、導電性の接液部である液吐出管３２および液導入管３５と、当該接液部と電気的に絶縁されている誘導電極６との間に電位差が付与されることにより、吐出部３１Ｅの吐出口３１１近傍においてＤＩＷに電荷が誘導され、電荷が誘導されたＤＩＷの液滴により、被除電対象物に帯電した電荷が除電される。この除電ユニットでは、特に、誘導電極６が吐出部３１Ｅと一体的に設けられることにより、除電ユニットの構造を簡素化することができる。また、誘導電極６が絶縁物で覆われることによって帯電した液滴と誘導電極６との接触により電源８１に過大な電流が流れるのを防止することができる。但し、誘導電極６を絶縁物で覆わない方がＤＩＷに効率良く電荷を誘導することが可能であり、被除電対象物に対して除電を効率的に実行する観点からは誘導電極６を絶縁物で覆うことなく第４実施形態で示すような動作フローに沿って除電を実行することが好ましい。
【０１００】
また、第１ないし第６実施形態にかかる基板処理装置では、吐出部全体が導電体により形成されてもよい。また、中心軸３０方向に関する誘導電極６と吐出部の吐出口３１１との間の距離は、現実的な電源を用いて吐出口３１１近傍に電荷誘導が可能な距離であれば、上記実施形態にて示した距離と異なってよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、処理チャンバー１の上方に除電ユニットの吐出部を起立姿勢、すなわち液滴の吐出方向が鉛直方向に略一致するような姿勢で配置しているが、吐出部の配置姿勢はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、液滴の吐出方向が水平方向に略一致するような姿勢で吐出部３１（紙面右側の除電ユニット３）を配置するようにしてもよい。また、除電ユニットの数についても、上記実施形態に限定されず、同一種類の除電ユニットを複数個、配置してもよい。さらに、被除電対象物が特定されている場合には、当該被除電対象物に対してのみ液滴が供給されるように除電ユニットを配置してもよい。例えば飛散防止カップ７に対してのみ除電を実行する場合には、当該飛散防止カップ７に向けて液滴が供給されるように除電ユニットを配置すればよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、接液部を電気的に接地した状態で、誘導電極に対して所定の電位を与えて接液部と誘導電極との間に電位差を付与しているが、これに限定されない。誘導電極と接液部との間への電位差の付与は、例えば誘導電極を接地して接液部を電源に接続することにより行われてもよく、電源の両極をそれぞれ、誘導電極および接液部に接続することにより行われてもよい。ただし、除電ユニットの構造の簡素化の観点からは、上記実施形態のように、接液部を接地して、誘導電極を電源に接続することが好ましい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、吐出部にはノズル内部でＤＩＷとキャリアガスとを混合させてＤＩＷの液滴を生成する内部混合型の二流体ノズルを採用しているが、これに限定されない。例えば、ＤＩＷとキャリアガスとを吐出部の外部に個別に噴出し、吐出口３１１近傍（空中）にて混合することにより液滴を生成する外部混合型の二流体ノズルを吐出部に採用してもよい。また、除電ユニットでは、他の装置にて生成された液滴が吐出部に供給され、当該液滴が吐出部からキャリアガスと共に噴出されてもよく、吐出部にＤＩＷのみが供給されて液滴として噴出されてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、キャリアガスと混合させる液体としてはＤＩＷ以外の液体が利用されてもよく、例えば、フッ素系洗浄液である日本ゼオン株式会社のゼオローラ（登録商標）や、スリーエム社のノベック（登録商標）ＨＦＥが利用されてもよい。さらに、被除電対象物への悪影響を考慮する必要がない場合には、液体として帯電防止効果を有するＣＯ２溶解水を用いてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、基板に対する所定の処理として洗浄処理について説明しているが、ウェットな雰囲気中で基板処理が行われることが許容された、洗浄処理以外の様々な処理に利用されてもよい。例えば、薬液処理された後の基板のリンス処理に利用されてもよい。
【０１０６】
また、上記第２実施形態では、吐出部３１Ａから正電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電する第１除電モードと、吐出部３１Ｂから負電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電する第２除電モードとを選択的に切り替えて実行しているが、さらに、吐出部３１Ａから正電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電するとともに、吐出部３１Ｂから負電荷が誘導された液滴を被除電対象物に供給して除電する第３除電モードをさらに設けて、被除電対象物の帯電状態に応じて除電モードを第１、第２および第３除電モードのいずれかに選択的に切り替えるようにしてもよい。このように、第１ないし第３除電モードから適宜、除電モードを選択することにより、さらに適切な除電モードを提供することが可能となり、被除電対象物に帯電した電荷を効率良く除電することができる。
【０１０７】
また、上記第４実施形態では、極性可変電源８１を装備した除電ユニット３において、導電線８２に電流計８５を介装して導電線８２に流れる電流をモニタリングしているが、同様にして、負電荷除電用電源８１Ａを装備した除電ユニット３Ａおよび正電荷除電用電源８１Ｂを装備した除電ユニット３Ｂ（図５）において、導電線８２に電流計８５を介装して導電線８２に流れる電流をモニタリングするようにしてもよい。このように構成しても、第４実施形態と同様な作用効果が得られる。
【０１０８】
また、上記第４実施形態では、制御ユニット１０が電流計８５にて測定された電流値をモニタリングすることで液滴への電荷の誘導を検知しているが、これに限定されず、電流計８５にて測定された電流値を目視により確認して液滴への電荷の誘導を検知するようにしてもよい。
【０１０９】
また、上記第４実施形態では、導電線８２に流れる電流の値が上限値を超えたときに電源８１自体のパワーをＯＦＦして誘導電極６と接液部との間の電位差の付与を停止させるようにしているが、該電位差付与の停止のさせ方はこれに限定されない。例えば誘導電極６と電源８１とを接続する配線８１１に遮断器等を介装するとともに、導電線８２に流れる電流の値が上限値を超えたときに遮断器を通電状態から遮断状態に切り換えて電位差の付与を停止させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
この発明は、被除電対象物に帯電した電荷を除電する除電装置および除電方法に適用することができる。また、この発明は基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に適用することができ、特に処理により基板に帯電した電荷を除電することができる基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の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に装備された除電ユニットの構成を示す図である。
【図４】図１に示す基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。
【図５】この発明の第２実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示す基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。
【図８】この発明の第３実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニットの動作を示すタイムチャートである。
【図９】この発明の第４実施形態にかかる基板処理装置に装備された除電ユニットの構成を示す図である。
【図１０】図９の除電ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図１１】除電実行時に導電線に流れる電流を概念的に示したタイムチャートである。
【図１２】除電実行時に導電線に流れる電流を概念的に示したタイムチャートである。
【図１３】第５実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。
【図１４】第６実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。
【図１５】第７実施形態にかかる除電ユニットの吐出部近傍を示す断面図である。
【図１６】基板処理装置の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
３，３Ａ〜３Ｃ…除電ユニット
６…誘導電極
６Ａ…第１誘導電極
６Ｂ…第２誘導電極
１０…制御ユニット（電位差変更手段、極性切替え手段、制御手段）
１１…処理空間
３１，３１Ａ〜３１Ｅ…吐出部（吐出手段）
３２…液吐出管（接液部）
３２ａ…先端部（接液部）
３５…液導入管（接液部、吐出手段）
３５Ａ…液導入管（第１接液部、第１吐出手段）
３５Ｂ…液導入管（第２接液部、第２吐出手段）
８１…極性可変電源（電位差付与手段）
８１Ａ…負電荷除電用電源（第１電位差付与手段）
８１Ｂ…正電荷除電用電源（第２電位差付与手段）
３１１…吐出口
３５１…導電性接液部（接液部）
Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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