(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持電極板の保持面にシリコン基板の裏面を接触させて当該シリコン基板を保持する基板保持工程と、
前記保持面に保持された前記シリコン基板の表面に対向するように対向電極板を配置する対向電極配置工程と、
前記保持電極板と前記対向電極板との間に電位差を与え、前記シリコン基板を負に帯電させる帯電工程と、
この帯電工程と並行して、前記シリコン基板の表面に処理液を供給する処理液供給工程とを含み、
前記対向電極配置工程による前記対向電極板の配置位置が、前記帯電工程により前記シリコン基板を帯電でき、かつ前記処理液供給工程において前記シリコン基板の表面に供給される処理液が当該対向電極板に付着しないような位置である、基板処理方法。
【請求項２】
前記基板保持工程が、前記保持電極板の前記保持面を前記シリコン基板の裏面のほぼ全域に接触させる工程を含む、請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記保持面が、前記シリコン基板を保持した状態で、前記シリコン基板の裏面の外周縁よりも内方に後退した外周縁を有している、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記処理液供給工程が、酸化性処理液を供給する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記処理液供給工程が、純水を供給する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記シリコン基板の帯電量を調節する帯電量調節工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記帯電量調節工程は、前記対向電極板と前記シリコン基板との距離を変更する距離変更工程を含む、請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記処理液供給工程の後に、前記シリコン基板を除電する除電工程をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記除電工程は、除電電流を調節する電流調節工程を含む、請求項８記載の基板処理方法。
【請求項１０】
シリコン基板の裏面に接触して当該基板を保持する保持面を有する保持電極板と、
この保持面に保持されるシリコン基板の表面に対向するように配置された対向電極板と、
前記保持電極板と前記対向電極板との間に電位差を与え、前記シリコン基板を負に帯電させる電源と、
前記保持面に保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段とを含み、
前記対向電極板は、前記電源により前記シリコン基板を帯電でき、かつ前記処理液供給手段から前記シリコン基板の表面に供給される処理液が当該対向電極板に付着しないように配置されている、基板処理装置。
【請求項１１】
前記保持面が、前記シリコン基板を保持した状態で、前記シリコン基板の裏面の外周縁よりも内方に後退した外周縁を有している、請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記対向電極板が、ＳｉＣまたはＥＴＦＥを含む材料を用いて形成されている、請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、この発明は、シリコン半導体基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、シリコン半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）に対して処理液（薬液やリンス液）を供給して、そのウエハの表面を処理液で洗浄する処理などが行われる。
たとえば、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、複数本のチャックピンでウエハをほぼ水平に保持しつつ、そのウエハを回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転されるウエハの表面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。処理時には、スピンチャックによってウエハが回転されつつ、その基板の表面にノズルから処理液が供給される。
【０００３】
このような装置では、基板の表面に対する処理液の接触によって、処理後の基板の表面が帯電することが知られている。処理後のシリコン電極の帯電量が多いと、半導体装置の歩留まりが低下したり、半導体装置の品質が低下したりするおそれがある。
そこで、チャックピンを導電性材料（たとえばカーボンを含む樹脂系材料）で形成し、処理中におけるウエハの帯電を抑制しているものがある（たとえば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−７２５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウエハの表面上からレジストを除去するためのレジスト除去処理では、ノズルから薬液として、硫酸と過酸化水素水の混合液である硫酸過酸化水素水（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：ＳＰＭ）がウエハの表面に供給される。
しかしながら、ウエハに対するＳＰＭを用いた処理の後は、ウエハの表面に局所的な酸化（局所酸化）が見られる。具体的には、導電性材料からなるチャックピンの当接部分の周辺で、局所的な酸化が見られる。ウエハの表面に局所酸化があると、ウエハに酸化膜除去処理を施した後に、ウエハの膜厚が面内でばらつくおそれがある。
【０００５】
本願発明者は、ＳＰＭを用いた処理時におけるウエハの局所酸化の改善を検討してきた。
図６は、ＳＰＭを用いた処理時におけるウエハの酸化メカニズムを説明するための図であり、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ａｎｏｄｅ）と、導電性材料の一例として示すカーボン（Ｃａｒｂｏｎ  Ｃａｔｈｏｄｅ）との境界付近にＳＰＭを供給したときの界面状況を示している。
【０００６】
ウエハの表面にＳＰＭが供給されると、ウエハの表面では、以下の式（１）に示すようにシリコンと水（Ｈ２Ｏ）との酸化反応が生じ、ウエハの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）が形成され、ウエハ内の表面近傍に水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とが存在するようになる。
Ｓｉ＋２Ｈ２Ｏ  →  ＳｉＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−                          ・・・（１）
ウエハの表面に供給されたＳＰＭが、ウエハを保持するチャックピンに接触すると、以下のような還元反応が生じる。
２Ｈ＋＋２ｅ−  →  Ｈ２                                              ・・・（２）
このため、シリコンの酸化反応で得られた電子が、チャックピンに奪われ、チャックピンにおける還元反応に用いられる。これにより、チャックピン近傍ではウエハから電子が奪われやすい環境となるから、前記式（１）の反応、すなわち、酸化反応が促進される（ガルバニック効果）。とくに、ウエハに供給されるＳＰＭが高温（たとえば１５０℃以上）であるときには、ウエハの表面でシリコンの酸化がより一層促進される。したがって、ＳＰＭを用いた処理では、ＳＰＭが供給されるウエハを導電性のチャックピンで挟持することは好ましくない。
【０００７】
一方、ウエハＷの表面に付着した薬液（ＳＰＭ）を洗い流すリンス処理の後も、ウエハの表面に局所酸化がみられる。具体的には、リンス液（たとえばＤＩＷ（脱イオン化された水））が着液するウエハの表面の中心部で、局所酸化が見られる。かかる処理では、スピンチャックにより回転されるウエハの中心部に向けてノズルからＤＩＷが供給される。ノズルから吐出されたＤＩＷは、ウエハの表面の中心部に着液した後、ウエハの回転による遠心力を受けて周縁部に向けて流れる。
【０００８】
本願発明者は、かかるＤＩＷ処理時における局所酸化の改善も検討してきた。図７は、ＤＩＷを用いた処理時におけるウエハ酸化の推定メカニズムを説明するための図であり、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ）上にＤＩＷ（Ｈ２Ｏ）を供給したときの界面状況を示している。
ウエハの表面にＤＩＷが供給されると、ウエハの表面では、前記の式（１）に示すようにシリコンと水（Ｈ２Ｏ）との酸化反応が生じ、ウエハの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）が形成される。
【０００９】
一方、ウエハに供給されるＤＩＷ（Ｈ２Ｏ  ｄｉｓｐｅｎｓｅ）は、ノズルからの吐出の際に摩擦帯電している。この帯電したＤＩＷがウエハの表面に供給されることにより、ウエハの表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）に負の電荷が蓄えられる。そのため、そのシリコン酸化膜とウエハ（シリコン）との界面付近では、ウエハ内部電子がさらに内方へと移動する。その結果、ＤＩＷが着液するシリコン基板の中心部では、電子が存在しにくくなるため、前記式（１）の反応、すなわち、酸化反応が促進される。
【００１０】
また、本願発明者は、ウエハが負に帯電していると、このウエハの表面に処理液が接触しても、ウエハがほとんど酸化されないことを実験により見い出した。具体的には、円板状のウエハと、グラッシーカーボン（商標）により形成された電極とを互いに平行に対向させつつ、硫酸と過酸化水素水とを体積比1：０．３の比率で混合して作製したＳＰＭ中に浸漬させた。このような実験装置を２つ用意し、一方の実験装置では、ウエハを直流電源（９Ｖ）の負極に接続するとともに、電極を電源の正極に接続して、ウエハを負に帯電させた。他方の実験装置については、ウエハにも電極にも電荷を付与しなかった。
【００１１】
ウエハを３０分間浸漬させた後、ウエハの水に対する濡れ性を目視観察した。負に帯電させたウエハは、表面全域で濡れ性が悪く（疎水性）、帯電させなかったウエハは、表面全域で濡れ性が良かった（親水性）。ベアシリコンは疎水性であり、酸化シリコンは親水性であることから、負に帯電させた状態で処理したウエハの表面がほとんど酸化されていないことが確かめられた。
【００１２】
つまり、ウエハの酸化は、当該ウエハ中の帯電量の減少に起因すると考えられる。言い換えれば、ウエハの帯電量が多いと、シリコンの酸化反応を抑制することができると考えられる。
むろん、処理液を用いた処理時には、ウエハの局所酸化だけでなく、ウエハの酸化そのものが抑制されることが望ましい。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、シリコン基板の酸化を抑制または防止しつつ、シリコン基板に対し処理液を用いた処理を施す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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、保持電極板（５）の保持面（７）にシリコン基板（Ｗ）の裏面を接触させて当該シリコン基板を保持する基板保持工程と、前記保持面に保持された前記シリコン基板の表面に対向するように対向電極板（１０）を配置する対向電極配置工程（Ｓ２，Ｓ２２）と、前記保持電極板と前記対向電極板との間に電位差を与え、前記シリコン基板を負に帯電させる帯電工程（Ｓ３，Ｓ２３）と、この帯電工程と並行して、前記シリコン基板の表面に処理液を供給する処理液供給工程（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８）とを含み、前記対向電極配置工程による前記対向電極板の配置位置が、前記帯電工程により前記シリコン基板を帯電でき、かつ前記処理液供給工程において前記シリコン基板の表面に供給される処理液が当該対向電極板に付着しないような位置である、基板処理方法。
【００１５】
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。
この方法によれば、シリコン基板と対向電極板との間に電位差が与えられて、シリコン基板が負に帯電される。そして、シリコン基板が負に帯電された状態のまま、当該シリコン基板に対して処理液が供給される。前述のとおり、シリコン基板の酸化は、当該シリコン基板の表面において負の電荷が不足している状況で進行すると考えられる。そこで、この発明では、シリコン基板を負に帯電させ、その状態でシリコン基板の表面に処理液を供給するようにしている。これにより、シリコン基板の酸化を抑制または防止しつつ、シリコン基板に対し処理液を用いた処理を施すことができる。
【００１７】
また、保持電極板によってシリコン基板が接触保持される。そして、対向電極板と保持電極板との間に電位差が与えられると、対向電極板と、対向電極板に対向配置されつつ保持電極板に接触するシリコン基板との間にも、電位差が与えられる。これにより、対向電極板と保持電極板との間にシリコン基板を配置するという比較的簡単な構成で、シリコン基板を負に帯電させることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、前記基板保持工程が、前記保持電極板の前記保持面を前記シリコン基板の裏面のほぼ全域に接触させる工程を含む、請求項１記載の基板処理方法である。
この方法によれば、保持電極板によるシリコン基板の保持状態では、シリコン基板の裏面のほぼ全域が保持面に接触している。これにより、シリコン基板の全域をほぼ均一に負に帯電させることができる。これにより、シリコン基板の全域で酸化を防止または抑制することができる。これにより、処理液を用いた処理後のシリコン基板に局所的な酸化が生じることをより確実に抑制することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、前記保持面が、前記シリコン基板を保持した状態で、前記シリコン基板の裏面の外周縁よりも内方に後退した外周縁（８）を有している、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、シリコン基板に供給された処理液が保持電極板に接触することを抑制または防止できる。そのため、シリコン基板と保持面との境界部に処理液が接触することにより生じるガルバニック効果を回避できるから、シリコン基板の裏面における局所酸化を抑制または防止できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、前記処理液供給工程が、酸化性処理液を供給する工程（Ｓ５，Ｓ２５）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、シリコン基板に対して酸化性処理液が供給される。シリコン基板が負に帯電されているので、当該シリコン基板に酸化性処理液が供給されても、ほとんど酸化されない。これにより、酸化性処理液がシリコン基板に供給される場合であっても、シリコン基板の酸化を抑制または防止することができる。
【００２１】
酸化性処理液の例として、たとえばＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered  HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などが挙げられる。
請求項５記載の発明は、前記処理液供給工程が、純水を供給する工程（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ２６，Ｓ２８）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。
【００２２】
この方法によれば、シリコン基板に対して純水が供給される。純水がシリコンに接触することによりシリコンが酸化されることがあるが、シリコン基板が負に帯電されているので、当該シリコン基板に純水が供給されても、シリコン基板はほとんど酸化されない。したがって、純水がシリコン基板に供給される場合であっても、シリコン基板の酸化を抑制または防止することができる。
【００２３】
また、シリコン基板が帯電していると、シリコン基板と純水との間で電荷のやり取りが行われず、そのため、シリコン基板からの純水中へのシリコンの溶出がほとんどない。これにより、ウォータマークの発生を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、前記シリコン基板の帯電量を調節する帯電量調節工程をさらに含む、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。
【００２４】
この方法によれば、シリコン基板の帯電量が調節されるので、シリコン基板の帯電量を過不足なく保つことができる。シリコン基板の帯電量が過剰になると、シリコン基板に作り込まれたデバイスがダメージを受けるおそれがある。また、帯電量が不足すると、処理液を用いた処理時にシリコン基板の酸化を十分に抑制することができない。したがって、シリコン基板の帯電量を適切に調節することによって、シリコン基板にダメージを付与することなく、シリコン基板の酸化を抑制することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、前記帯電量調節工程は、前記対向電極板と前記シリコン基板との距離を変更する距離変更工程を含む、請求項６記載の基板処理方法である。
この方法によれば、対向電極板とシリコン基板との距離が小さくなるのに従って、シリコン基板の帯電量が増加し、対向電極板とシリコン基板との距離が大きくなるのに従って、シリコン基板の帯電量が減少する。これにより、比較的簡単な構成で、シリコン基板の帯電量を調節することができる。
【００２６】
請求項８記載の発明は、前記処理液供給工程の後に、前記シリコン基板を除電する除電工程（Ｓ１２，Ｓ３３）をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、シリコン基板に対して処理液を用いた処理が施された後は、シリコン基板が除電される。これにより、処理後のシリコン基板に電荷が残存することを防止することができる。
【００２７】
除電工程としては、たとえば、保持電極板をアース接続させた状態で、対向電極板と保持電極板とを離間させることにより実現することができる。このように、比較的簡単な構成で、シリコン基板の除電を実現することができる。
また、請求項９記載に記載の発明のように、前記除電工程は、除電電流を調節する電流調節工程（Ｓ３２）を含んでいてもよい。除電電流が、たとえば予め定める範囲内の大きさになるように調節されていることが好ましい。これにより、シリコン基板の帯電量の急激な減少が防止される。これにより、シリコン基板に作り込まれたデバイスにダメージを与えることなく、シリコン基板を除電することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、シリコン基板（Ｗ）の裏面に接触して当該基板を保持する保持面（７）を有する保持電極板（５）と、この保持面に保持されるシリコン基板の表面に対向するように配置された対向電極板（１０）と、前記保持電極板と前記対向電極板との間に電位差を与え、前記シリコン基板を負に帯電させる電源（２３）と、前記保持面に保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段（１３）とを含み、前記対向電極板は、前記電源により前記シリコン基板を帯電でき、かつ前記処理液供給手段から前記シリコン基板の表面に供給される処理液が当該対向電極板に付着しないように配置されている、基板処理装置（１，４０）である。
【００２９】
この構成によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、前記保持面が、前記シリコン基板を保持した状態で、前記シリコン基板の裏面の外周縁よりも内方に後退した外周縁（８）を有している、請求項１０記載の基板処理装置である。
【００３１】
この構成によれば、請求項３に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、請求項１２に記載のように、前記対向電極板が、ＳｉＣまたはＥＴＦＥを含む材料を用いて形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下では、本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、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を図解的に示す断面図である。
基板処理装置１は、たとえば、シリコン基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面に不純物を注入するイオン注入処理やドライエッチング処理の後に、そのウエハＷの表面から不要になったレジストを剥離するためのレジスト除去処理に用いられる枚葉式の装置である。
【００３３】
この基板処理装置１は、隔壁により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線ＣまわりにウエハＷを回転させるスピンチャック３を備えている。
スピンチャック３は、真空吸着式のチャックである。このスピンチャック３は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸４と、このスピン軸４の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する保持電極板５と、スピン軸４と同軸に結合された回転軸を有するモータ６とを備えている。これにより、ウエハＷの裏面が保持電極板５に吸着保持された状態で、モータ６を回転駆動させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、保持電極板５とともに鉛直軸線（回転軸線Ｃ）まわりに回転させることができる。
【００３４】
保持電極板５は、シリコンよりも酸化還元電位が高いＳｉＣ（炭化ケイ素）によって、ウエハＷよりもやや小さな径を有する円板状に形成されている。保持電極板５の上面には、ウエハＷを保持するための保持面７が形成されている。保持電極板５がウエハＷを保持した状態では、ウエハＷの裏面のほぼ全域が保持面５に接触する。このとき、保持電極板５の外周縁８（保持面７の外周縁）は、ウエハＷ（の裏面）の外周縁よりも内方に後退している。
【００３５】
スピンチャック３の上方には、保持電極板５と同径の円板状の対向電極板１０が設けられている。対向電極板１０は、シリコンよりも酸化還元電位が高いＳｉＣ（炭化ケイ素）で形成されている。対向電極板１０の下面には、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向する基板対向面１１が形成されている。対向電極板１０の上面には、スピンチャック３の回転軸線Ｃと共通の軸線に沿う保持軸１２が固定されている。この保持軸１２は中空に形成されていて、その内部には、ウエハＷの表面にＤＩＷを供給するための処理液ノズル１３が挿通されている。処理液ノズル１３の吐出口は、基板対向面１１よりも下方に突出しつつ、下方に向けて形成されている。保持軸１２は、ほぼ水平に延びて設けられたアーム２０の先端付近に取り付けられている。対向電極板５の中心部には、処理液ノズル１３の先端部を挿通するための挿通孔９が形成されている。対向電極板５の挿通孔９の内壁は、処理液ノズル１３と間隔を隔てて配置されている。このため、処理液ノズル１３は、対向電極板１０と電気的導通がない。
【００３６】
処理液ノズル１３には、図示しないＳＰＭ供給源からＳＰＭが供給されるＳＰＭ供給管１４と、図示しないＳＣ１供給源からＳＣ１が供給されるＳＣ１供給管１５と、図示しないＤＩＷ供給源から常温（たとえば２５℃）のＤＩＷが供給されるＤＩＷ供給管１６とが接続されている。ＳＰＭ供給管１４の途中部には、ＳＰＭ供給管１４を開閉するためのＳＰＭバルブ１７が介装されている。ＳＣ１供給管１５の途中部には、ＳＣ１供給管１５を開閉するためのＳＣ１バルブ１８が介装されている。ＤＩＷ供給管１６の途中部には、ＤＩＷ供給管１６を開閉するためのＤＩＷバルブ１９が介装されている。
【００３７】
ＳＣ１バルブ１８およびＤＩＷバルブ１９が閉じられた状態で、ＳＰＭバルブ１７が開かれると、ＳＰＭ供給管１４からのＳＰＭが処理液ノズル１３に供給されて、処理液ノズル１３から下方に向けてＳＰＭが吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、処理液ノズル１３からＳＰＭを吐出させることにより、ウエハＷの表面（上面）の中心部にＳＰＭを供給することができる。
【００３８】
ＳＰＭバルブ１７およびＤＩＷバルブ１９が閉じられた状態で、ＳＣ１バルブ１８が開かれると、ＳＣ１供給管１５からのＳＣ１が処理液ノズル１３に供給されて、処理液ノズル１３から下方に向けてＳＣ１が吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、処理液ノズル１３からＳＣ１を吐出させることにより、ウエハＷの表面（上面）の中心部にＳＣ１を供給することができる。
【００３９】
ＳＰＭバルブ１７およびＳＣ１バルブ１８が閉じられた状態で、ＤＩＷバルブ１９が開かれると、ＤＩＷ供給管１６からのＤＩＷが処理液ノズル１３に供給されて、処理液ノズル１３から下方に向けて常温のＤＩＷが吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、処理液ノズル１３からＤＩＷを吐出させることにより、ウエハＷの表面（上面）の中心部にＤＩＷを供給することができる。
【００４０】
アーム２０には、対向電極板１０を昇降させるための対向電極板昇降駆動機構２１が結合されている。この対向電極板昇降駆動機構２１により、対向電極板１０を、基板対向面１１がスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と隙間ｄ（たとえば１０ｍｍ程度）を隔てて近接する近接位置（図１に実線で示す位置）と、スピンチャック３の上方に離間する離間位置（図１に二点鎖線で示す位置）との間で昇降させることができるようになっている。対向電極板１０は、ほぼ水平な姿勢を保った状態で昇降されるようになっている。近接位置（図１に実線で示す位置）に配置された対向電極板１０と、保持電極板５とは互いに平行になる。
【００４１】
保持電極板５および対向電極板１０には、直流回路２２が接続されている。直流回路２２の導電線２６には、直流の２４Ｖの電源２３が介装されている。電源２３の正極には対向電極板１０が接続されており、電源２３の負極（接地電位）には保持電極板５が接続されている。直流の電源２３と対向電極板１０との間には、この直流回路２２を開閉するためのスイッチ２４が介装されている。また、直流の電源２３と保持電極板５との間には、アース部２５が分岐接続されている。
【００４２】
スイッチ２４がオンされて直流回路２２が閉じられると、対向電極板１０と保持電極板５との間に電位差が与えられる。このとき電極２３の正極に接続された対向電極板１０に電源２３から正の電荷が誘導されて、対向電極板１０が正に帯電する。また、電極２３の負極に接続された保持電極板５に電源２３から負の電荷が誘導される。ウエハＷの裏面のほぼ全域が保持面７に接触しているので、保持電極板５からウエハＷの全域に負の電荷が与えられ、その結果、ウエハＷ全域が均一に負に帯電する。各電極板１０，５の面積は、対向電極板１０とウエハＷとの間が隙間ｄに保たれた状態で、ウエハＷを所望の帯電量に帯電させることができる大きさに設定されている。
【００４３】
図２は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置３０を備えている。この制御装置３０には、制御対象として、モータ６、対向電極板昇降駆動機構２１、ＳＰＭバルブ１７、ＳＣ１バルブ１８およびＤＩＷバルブ１９などが接続されている。
図３は、基板処理装置１で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。
【００４４】
レジスト除去処理に際しては、図示しない搬送ロボットによって、処理室内にイオン注入処理後のウエハＷが搬入されてくる。このウエハＷは、イオン注入時のマスクとして用いられたレジストに対してアッシング（灰化）処理を施していない状態のものであり、その表面にはレジストが存在している。
ウエハＷは、その表面を上方に向けて、スピンチャック３の保持電極板５に保持される（ステップＳ１）。なお、このウエハＷの搬入時においては、その搬入の妨げにならないように、対向電極板１０が、スピンチャック３の上方に離間した離間位置（図１に二点鎖線で示す位置）に配置されている。
【００４５】
ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御装置３０は、対向電極板昇降駆動機構２１を制御して、対向電極板１０を、離間位置（図１に二点鎖線で示す位置）から近接位置（図１に実線で示す位置）まで下降させる（ステップＳ２）。また、制御装置３０は、スイッチ２４をオンし、直流回路２２を閉鎖して、対向電極板１０と保持電極板５との間に電位差を付与する（ステップＳ３）。これにより、対向電極板１０は正に帯電し、また、ウエハＷが負に帯電する。
【００４６】
さらに、制御装置３０は、モータ６を制御して、スピンチャック３によるウエハＷ（保持電極板５）の回転を開始させて、ウエハＷを所定の液処理速度（たとえば３００ｒｐｍ）で等速回転させる（ステップＳ４）。
ウエハＷの回転速度が液処理速度に達すると、制御装置３０は、ＳＰＭバルブ１７を開いて、処理液ノズル１３の吐出口からウエハＷの表面の中心部に向けてＳＰＭを吐出させる（ステップＳ５）。ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハＷの表面の全域に拡がる。これにより、ウエハＷの表面に対するＳＰＭを用いた処理が達成される。
【００４７】
ウエハＷの表面にＳＰＭが供給されると、ウエハＷの表面で酸化反応が生じ、これにより、ウエハＷの表面からレジストが剥離される。このとき、ウエハＷが負に帯電しているので、ウエハＷ自身の表面部分の酸化はほとんど生じない。そのため、ＳＰＭ処理の終了後に、ウエハＷの表面には、シリコン酸化膜がほとんど形成されていない。
ＳＰＭを用いた処理時には、ウエハＷの表面と対向電極板１０の基板対向面１１との間が所定の隙間ｄ（たとえば１０ｍｍ程度）に設定されている。この隙間ｄは、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭがウエハＷの表面で跳ね返って対向電極板１０に付着しない程度の大きさである。
【００４８】
所定のＳＰＭ処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＳＰＭバルブ１７を閉じて、処理液ノズル１３からのＳＰＭの吐出を停止させる。また、制御装置３０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、処理液ノズル１３の吐出口からウエハＷの表面の中心部に向けてＤＩＷを吐出させる（ステップＳ６）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの表面の全域に拡がる。これにより、ウエハＷの表面に付着したＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。ウエハＷが負に帯電しているので、ウエハＷにＤＩＷを供給しても、ウエハＷの表面で酸化反応が促進しない。
【００４９】
所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じて、処理液ノズル１３からのＤＩＷの吐出を停止させる。また、制御装置３０は、ＳＣ１バルブ１８を開いて、処理液ノズル１３の吐出口からウエハＷの表面の中心部に向けてＳＣ１を吐出させる（ステップＳ７）。ウエハＷの表面に供給されたＳＣ１は、ウエハＷの回転による遠心力により、ウエハＷの表面の全域に拡がる。ＳＣ１は、ウエハＷの表面に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）とウエハＷの表面のパーティクルとを、ウエハＷの表面から除去することができるが、ステップＳ５の終了後に、ウエハＷの表面にシリコン酸化膜がほとんど形成されていないので、このＳＣ１を用いた処理では、主に、ウエハＷの表面のパーティクルが除去される。このため、ＳＣ１による処理後には、ウエハＷの膜減りはほとんどない。イオン注入後のウエハＷが膜減りすると、それに伴って当該ウエハＷのドーズ量も減少する（イオン注入されたシリコンウエハ表層部が失われる）が、ウエハＷの膜減りがほとんどないために、ウエハＷのドーズ量の低減を防止することができる。
【００５０】
所定のＳＣ１処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＳＰＭバルブ１７を閉じて、処理液ノズル１３からのＳＰＭの吐出を停止させる。また、制御装置３０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、処理液ノズル１３の吐出口からウエハＷの表面の中心部に向けてＤＩＷを吐出させる（ステップＳ８）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの表面の全域に拡がる。これにより、ウエハＷの表面に付着したＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。ウエハＷが負に帯電しているので、ウエハＷにＤＩＷを供給しても、ウエハＷの表面での酸化反応がほとんど生じない。
【００５１】
また、ウエハＷが帯電しているために、ウエハＷからＤＩＷ中へのシリコンの溶出がほとんどない。これにより、一連の処理の終了後に、ウエハＷの表面に、ウォータマークが発生しない。
また、制御装置３０は、モータ８を制御して、ウエハＷをスピンドライ回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）まで加速させる（ステップＳ９）。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に付着しているＤＩＷを遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が実施される。
【００５２】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、制御装置３０は、モータ８を制御して、ウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させる（ステップＳ１０）。また、制御装置３０は、スイッチ２４をオフして直流回路２２を開く（ステップＳ１１）。直流回路２２が開かれた状態で、制御装置３０は、対向電極板昇降駆動機構２１を制御して、対向電極板１０を離間位置まで上昇させる（ステップＳ１２）。この対向電極板１０の上昇により、ウエハＷに蓄えられた電荷（電子）が、直流回路２２の導電線２６を通って移動し、導電線２６に除電電流が流れる。これにより、ウエハＷの除電が達成される。対向電極板１０の上昇は、非常にゆっくりとした速度であることが望ましい。この場合、ウエハＷの帯電量が急激に減少することを防止することができる。ウエハＷの除電後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される（ステップＳ１３）。
【００５３】
この実施形態によれば、ウエハＷと対向電極板１０との間に電位差が与えられて、ウエハＷが負に帯電される。そして、ウエハＷが負に帯電された状態のまま、当該ウエハＷに対してＳＰＭが供給される。ウエハＷが負に帯電しているので、ウエハＷの表面で酸化反応がほとんど生じない。これにより、ウエハＷの酸化を抑制または防止しつつ、ウエハＷに対しＳＰＭを用いた処理を施すことができる。
【００５４】
また、保持電極板５によるウエハＷの保持状態で、保持電極板５の外周縁８がウエハＷの外周縁よりも内方に後退しているので、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭが、保持電極板５の保持面７に接触しない。このため、ウエハＷ裏面側でも、シリコンの酸化反応はほとんど生じない。
さらに、保持電極板５によるウエハＷの保持状態では、保持電極板５の保持面７をウエハＷの裏面のほぼ全域に接触させているので、ウエハＷの全域がほぼ均一に負に帯電する。これにより、ウエハＷの全域で酸化を防止または抑制することができる。これにより、ＳＣ１処理後にウエハＷに局所的な酸化が生じることを確実に抑制することができる。
【００５５】
さらにまた、ウエハＷにスピンドライ処理が施された後に、ウエハＷが除電される。これにより、一連の処理後のウエハＷへの電荷の残存を防止することができる。
図４は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置４０の構成を図解的に示す断面図である。
この図４の実施形態において、前述の実施形態（図１〜図３に示す実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図３と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
【００５６】
この図４に示す基板処理装置４０が、前述の実施形態の基板処理装置１と相違するのは、直流回路２２Ａにおいて、電極２３と対向電極板１０との間、より詳しくはアース部２５の分岐位置に対して対向電極板５側の導電線２６に、可変抵抗器３１が介装されている点である。直流回路２２が開かれた状態で対向電極板１０が上昇すると、アース部２５から保持電極板５に向けて除電電流が流れるが、可変抵抗器３１の抵抗が小さく設定されていると、除電電流が大きくなり、また、可変抵抗器３１の抵抗が大きく設定されていると、除電電流が小さくなる。
【００５７】
制御装置３０には、図２に破線で示すように、可変抵抗器３１が制御対象として接続されている。制御装置３０は、可変抵抗器３１の抵抗値を設定する。
図５は、基板処理装置４０で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。
レジスト除去処理に際しては、前述の図３と同様、図示しない搬送ロボットによって、処理室内にイオン注入処理後のウエハＷが搬入されて、ウエハＷは、その表面を上方に向けてスピンチャック３の保持電極板５に保持される（ステップＳ２１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御装置３０は、対向電極板昇降駆動機構２１を制御して、対向電極板１０を、離間位置（図４に二点鎖線で示す位置）から近接位置（図４に実線で示す位置）まで下降させる（ステップＳ２２）。また、制御装置３０は、スイッチ２４をオンし、直流回路２２を閉じて、対向電極板１０と保持電極板５との間に電位差を付与する（ステップＳ２３）。これにより、対向電極板１０は正に帯電し、また、保持電極板５およびウエハＷが負に帯電する。
【００５８】
また、制御装置３０は、モータ６を制御して、スピンチャック３によるウエハＷ（保持電極板５）の回転を開始させる（ステップＳ２４）。ウエハＷの回転速度が液処理速度に達すると、制御装置３０は、ＳＰＭバルブ１７を開いて、ウエハＷの表面にＳＰＭを供給させる（ステップＳ２５）。所定のＳＰＭ処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＳＰＭバルブ１７を閉じるとともに、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ウエハＷの表面にＤＩＷを供給させる（ステップＳ２６）。所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じるとともに、ＳＣ１バルブ１８を開いて、ウエハＷの表面にＳＣ１を供給させる（ステップＳ２７）。所定のＳＣ１処理時間が経過すると、制御装置３０は、ＳＣ１バルブ１８を閉じるとともに、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ウエハＷの表面にＤＩＷを供給させる（ステップＳ２８）。所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置３０は、モータ８を制御して、ウエハＷをスピンドライ回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）まで加速させる（ステップＳ２９）。これらステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９の処理は、それぞれ、図３のステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９と同様の処理である。
【００５９】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、制御装置３０は、モータ８を制御して、ウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させる（ステップＳ３０）。また、制御装置３０は、スイッチ２４をオフして直流回路２２を開くとともに（ステップＳ３１）、可変抵抗器３１の抵抗を、導電線２６を流れる除電電流が予め定める大きさの電流になるような抵抗値に設定する（ステップＳ３２）。
【００６０】
その後、直流回路２２が開かれた状態で、制御装置３０は、対向電極板昇降駆動機構２１を制御して、対向電極板１０を離間位置まで上昇させる（ステップＳ３３）。この対向電極板１０の上昇により、ウエハＷに蓄えられた電荷（電子）は、直流回路２２Ａの導電線２６をアース部２５に向けて移動し、導電線２６に除電電流が流れる。これによりウエハＷの除電が達成される。このときの除電電流は、可変抵抗器３１によって制限されるので、対向電極板１０を速やかに上昇させた場合でも、大電流が流れることはない。したがって、可変抵抗器３１の設定抵抗値に対応する速さでウエハＷを除電できる。ウエハＷの除電後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される（ステップＳ３４）。
【００６１】
この図４および図５に示す実施形態では、可変抵抗器３１の働きにより、除電時におけるウエハＷの帯電量の急激な減少が防止される。これにより、ウエハＷに作り込まれたデバイスにダメージを与えることなく、ウエハＷの除電を行うことができる。
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
【００６２】
前述の２つの実施形態では、対向電極板１０を回転させずに静止させる構成であるとしたが、保持軸１２に回転駆動機構を結合し、この保持軸１２を回転させることで、対向電極板１０を回転可能な構成することもできる。この場合、ステップＳ９，Ｓ２９のスピンドライ時に、対向電極板１０を回転させてもよい。
また、たとえば、ＤＩＷを用いた処理やＳＣ１を用いた処理と、ＳＰＭを用いた処理とで、対向電極板１０とウエハＷの表面との間の隙間ｄを変えることもできる。ＤＩＷを用いた処理やＳＣ１を用いた処理時には、ＳＰＭを用いた処理時よりも、対向電極板１０とウエハＷの表面との間の隙間ｄが大きくすることもできる。この場合、制御装置３０は、ＳＰＭを用いた処理（ステップＳ５，Ｓ２５）の終了後、対向電極板昇降駆動機構２１を制御して、対向電極板１０を上方に移動させる。これにより、ウエハＷの帯電量を調節する（低下させる）ことができる。
【００６３】
また、保持電極板５および対向電極板１０の材料として、導電性材料であるＳｉＣを例に挙げて説明したが、その他ＥＴＦＥなどを保持電極板５および対向電極板１０の材料として例示することができる。
また、ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ２６，Ｓ２８のＤＩＷ処理時に、常温のＤＩＷに代えて、高温（たとえば８０℃）のＤＩＷをウエハＷに供給することもできる。ウエハＷが負に帯電されていると、ＤＩＷがかかる高温であっても、ウエハＷからＤＩＷ中にシリコンがほとんど溶出しない。このため、高温のＤＩＷをウエハＷに供給しても、一連のウエハＷへの処理後に、ウエハＷ上にウォータマークが生じることがない。このため、スピンドライ時間を短縮させることも可能である。
【００６４】
また、前述の２つの実施形態では、基板処理装置１，４０では、ＳＰＭを用いてウエハＷの表面から不要になったレジストを除去するためのレジスト除去処理が実施されるとして説明したが、ウエハＷに対して他の処理液（薬液またはリンス液）による処理が施されていてもよい。この場合、薬液として、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered  HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などを挙げることができる。また、リンス液としては、純水、炭酸水および磁気水などを挙げることもできる。
【００６５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の電気的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で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。
【図５】図４に示す基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＳＰＭを用いた処理時におけるウエハの酸化メカニズムを説明するための図である。
【図７】ＤＩＷを用いた処理時におけるウエハの酸化メカニズムを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，４０  基板処理装置
３  スピンチャック（基板保持手段）
５  保持電極板
７  保持面
８  外周縁
１０  対向電極板
１３  処理液ノズル（処理液供給手段）
２３  電源
Ｗ  ウエハ（シリコン基板）
【図１】
0005215013.tif 000002
【図２】
0005215013.tif 000003
【図３】
0005215013.tif 000004
【図４】
0005215013.tif 000005
【図５】
0005215013.tif 000006
【図６】
0005215013.tif 000007
【図７】
0005215013.tif 000008