JP2004288766A - Equipment and method for substrate processing - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the pressure in a treatment vessel within a specified pressure range by adjusting the pressure easily and surely without depending on temperature control, and to improve the treatment performance. <P>SOLUTION: Treatment vessels 30A, 30B in which treatment of a wafer W is performed, a steam generator 41 for supplying steam to the vessels 30A, 30B, main feed conduits 40 (40A, 40B) which connect the generator 41 with the vessels 30A, 30B, respectively, and supply switching means 60 (60A, 60B) interposed in the main feed conduits 40 (40A, 40B) are installed. Steam discharge conduits 70 (70A, 70B) are connected with a part between the supply switching means 60 (60A, 60B) in the main feed conduits 40 (40A, 40B) and the steam generator 41, or with the generator 41. A motor valve 50 is interposed in the steam discharge conduits 70 (70A, 70B). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板を密封雰囲気の処理容器内に収容して処理ガス例えばオゾンガスと溶媒蒸気例えば水蒸気等の処理流体を供給して処理を施す基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板としての半導体ウエハやＬＣＤ基板等（以下にウエハ等という）にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターンを縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理し、その後、ウエハ等からフォトレジストを除去する一連の処理が施されている。
【０００３】
前記レジスト除去の手段として洗浄装置が用いられている。近年では、環境保全の観点から廃液処理が容易なオゾン（Ｏ３）を用いてレジスト除去を行うことが要望されている。また、処理ガス例えばオゾンガスと溶媒の蒸気｛処理ガスを溶かし込むことが可能な溶媒の蒸気｝例えば水蒸気を用いて、ウエハ等からレジストを水溶化した後、除去する洗浄方法が新規に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０３８３４（特許請求の範囲、段落番号００２３〜００２５，００４３〜００４５、図１）
この洗浄方法によれば、処理容器内に収容されたウエハ等に、処理ガス例えばオゾンガスを供給して、ウエハ等のレジストを除去することができる。
【０００５】
また、この洗浄方法を利用した基板処理システムの洗浄処理工程においては、複数用意した処理容器内にウエハ等を収容した後、処理容器内を昇温、加圧した状態で、処理ガス例えばオゾンガスと溶媒蒸気例えば水蒸気とからなる処理流体を供給することにより、連続してウエハ等のレジストを除去することができる。
【０００６】
ところで、この種の洗浄処理工程においては、処理容器内の圧力や処理流体の供給量が、洗浄処理性能（エッチング性能）に大きく影響する。そのため、各処理容器内の圧力や処理流体の供給量を一定に調整する必要がある。
【０００７】
なお、処理容器へ溶媒蒸気例えば水蒸気を供給する溶媒蒸気供給源の制御方法は、温度制御により開閉弁を開閉することによって行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蒸気供給源に接液・接ガス部の材質をパーティクルの観点から金属に代えて例えばフッ素樹脂を使うことがある。この場合、温度検出手段を設ける際に制約がでてくる上、更に、蒸気供給源における温度検出手段に頼らないで直接的に圧力検出手段を用いて、処理容器内を所定圧力範囲内に保つことがより精密な調整ができるという事情もある。また、複数の処理容器が溶媒蒸気供給源を共通する場合においては、各処理容器内の圧力を一定に保つことが要求されてきている。
【０００９】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、温度制御によらないで、処理容器内の圧力を容易にかつ確実に調整して所定圧力範囲内に維持すると共に、処理性能の向上を図れるようにした基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の基板処理装置は、処理容器内に収容された被処理基板に蒸気を含む処理流体を供給して、処理容器内を加圧した状態で、被処理基板を処理する基板処理装置を前提とし、 内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器と、 前記処理容器に前記蒸気を供給する蒸気供給源と、前記蒸気供給源と前記処理容器を接続する蒸気供給管路と、 前記蒸気供給管路に介設される供給切換手段とを具備し、 前記蒸気供給管路における前記供給切換手段と蒸気供給源との間、又は蒸気供給源に蒸気排出管路を接続し、 前記蒸気排出管路に可変の流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする（請求項１）。この場合、１つの前記蒸気供給源と複数の前記処理容器とを蒸気供給管路を介して接続することも可能である（請求項２）。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の基板処理装置において、 前記蒸気供給源内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された検出信号に基づいて前記流量調整手段を流量制御する制御手段とを更に具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の基板処理装置において、 前記圧力検出手段を、前記蒸気供給源に接続する管路に介設してなる、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１、２又は３記載の基板処理装置において、 前記蒸気排出管路における流量調整手段の排出側に、空気供給口を設けると共に、この空気供給口に空気供給源を接続してなる、ことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の基板処理方法は、処理容器内に収容された被処理基板に蒸気を含む処理流体を供給して、処理容器内を加圧した状態で、被処理基板を処理する基板処理方法を前提とし、 内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器に供給切換手段を介して蒸気供給源から蒸気を供給するに際し、 前記蒸気供給源の内圧及び前記処理容器への蒸気の供給に応じて、前記処理容器に供給される前記蒸気の排出流量を制御することにより、処理容器への蒸気の供給量を一定にする、ことを特徴とする（請求項６）。この場合、共通の前記蒸気供給源から複数の前記処理容器に蒸気を供給すると共に、各処理容器への蒸気の供給量を一定にすることも可能である（請求項７）。
【００１５】
この発明によれば、内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器に供給切換手段を介して蒸気供給源から蒸気を供給するに際して、蒸気供給源の内圧及び処理容器への蒸気の供給に応じて、処理容器に供給される蒸気を供給切換手段と蒸気供給源との間、又は蒸気供給源に接続される蒸気排出管路に介設される流量調整手段を制御して排出流量を制御することにより、処理容器への蒸気の供給量を一定にすることができるので、処理容器内の圧力を所定圧力範囲内に維持することができる。
【００１６】
また、圧力検出手段を、蒸気供給源に接続する管路に介設することにより、蒸気供給源の温度影響を受けることなく、蒸気供給源内の圧力を正確に検出することができるので、更に流量調整手段の流量制御を正確にすることができる（請求項４）。
【００１７】
また、蒸気排出管路における流量調整手段の排出側に、空気供給口を設けると共に、この空気供給口に空気供給源を接続することにより、蒸気排出管路内に空気を供給することができ、この供給された空気によって蒸気排出管路から排出される蒸気が供給側へ逆流するのを防止することができる（請求項５）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置をウエハの表面に対してレジスト除去処理及び洗浄処理等するように構成された基板処理装置としての基板処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１９】
図１は、複数の基板処理ユニットを組込んだ処理システムを示す概略平面図、図２は、処理システムの概略側面図である。
【００２０】
上記基板処理システム１は、被処理体例えば半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷという）に処理及び処理後の熱処理を施す処理部２と、この処理部２にウエハＷを搬入・搬出する搬入出部３とで主要部が構成されている。
【００２１】
上記搬入出部３は、処理前及び処理後の複数枚例えば２５枚のウエハＷを収納するウエハキャリアＣと、このウエハキャリアＣを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたキャリアＣと処理部２との間で、ウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５とで構成されている。
【００２２】
ウエハキャリアＣの側面には開口が設けられており、この開口には開閉可能な蓋体が設けられている。この蓋体を開蓋した状態でウエハＷがウエハキャリアＣの一側面を通して搬入出されるように構成されている。また、ウエハキャリアＣの内壁には、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が設けられており、この棚板によってウエハＷを収容する例えば２５個のスロットが形成されている。なお、ウエハＷは半導体デバイスを形成する面が上面となっている状態で、各スロットに１枚ずつ収容される。
【００２３】
上記イン・アウトポート４の載置台６には、例えば３個のウエハキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。ウエハキャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との仕切壁８側に向けて載置される。仕切壁８においてウエハキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には、窓部９をシャッタ等により開閉する窓開閉機構１０が設けられている。
【００２４】
ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は、水平のＹ方向及び鉛直のＺ方向に移動自在であり、かつ、水平面のＸ−Ｙ平面内で回転（θ方向）自在に構成されている。また、ウエハ搬送装置７は、ウエハＷを把持する取出収納アーム１１を有し、この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在に構成されている。このようにして、ウエハ搬送装置７は、載置台６に載置されたすべてのウエハキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし、また、処理部２に配設された上下２台のウエハ受け渡しユニット１６，１７にアクセスして、イン・アウトポート４側から処理部２側へ、逆に処理部２側からイン・アウトポート４側へウエハＷを搬送することができるように構成されている。
【００２５】
上記処理部２は、搬送手段である主ウエハ搬送装置１８と、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受け渡しユニット１６，１７と、基板処理ユニット１２，１３，１４，１５と、この発明に係る基板処理装置である基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈとを具備している。
【００２６】
また、処理部２には、基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈに供給する処理ガス例えばオゾンガスを発生させるオゾンガス発生装置２４と、基板洗浄ユニット１２〜１５に送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５とが配設されている。処理部２の天井部には、各ユニット及び主ウエハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。
【００２７】
上記ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受け渡しユニット１６，１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、処理部２内が清浄に保たれる。
【００２８】
上記ウエハ受け渡しユニット１６，１７は、いずれもウエハ搬送部５との間でウエハＷを一時的に載置するものであり、これらウエハ受け渡しユニット１６，１７は上下２段に積み重ねられて配置されている。この場合、下段のウエハ受け渡しユニット１７は、イン・アウトポート４側から処理部２側へ搬送するようにウエハＷを載置するために用いられ、上段のウエハ受け渡しユニット１６は、処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウエハＷを載置するために用いられる。
【００２９】
上記主ウエハ搬送装置１８は、Ｘ方向とＺ方向に移動可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内で図示しないモータによって回転（θ方向）可能に形成されている。また、主ウエハ搬送装置１８は、ウエハＷを保持する搬送アーム１８ａを具備し、この搬送アーム１８ａはＹ方向にスライド自在に形成されている。このように構成される主ウエハ搬送装置１８は、ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７と、基板洗浄ユニット１２〜１５、基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈの全てのユニットにアクセス可能に配設されている。
【００３０】
各基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５においては、基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈにおいて、レジスト水溶化処理が施されたウエハＷに対して洗浄処理及び乾燥処理が施されるようになっている。更に、その後、薬液を使用した洗浄処理及び乾燥処理が可能になっている。
【００３１】
なお、図１に示すように、基板洗浄処理ユニット１２，１３と、基板洗浄処理ユニット１４，１５とは、その境界をなしている壁面２７に対して対称な構造を有しているが、対称であることを除けば、各基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５は概ね同様の構造となっている。
【００３２】
一方、基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈは、ウエハＷ表面に塗布されているレジストを水溶化処理を行うものである。ここで、水溶化処理とは、水に不溶性のレジスト膜を水溶性の膜に変質させる処理である。これら基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈは、図２に示すように、上下方向に４段で各段に２台ずつ配設されている。左段には基板処理ユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが上から順に配設され、右段には基板処理ユニット２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈが上から順に配設されている。図１に示すように、基板処理ユニット２３ａと基板処理ユニット２３ｅ、基板処理ユニット２３ｂと基板処理ユニット２３ｆ、基板処理ユニット２３ｃと基板処理ユニット２３ｇ、基板処理ユニット２３ｄと基板処理ユニット２３ｈとは、その境界をなしている壁面２８に対して対称な構造を有しているが、対称である以外は、各基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈは概ね同様の構造となっている。そこで、基板処理ユニット２３ａ，２３ｂを代表例として、以下にその構造について詳細に説明する。
【００３３】
図３は、基板処理ユニット２３ａ，２３ｂの配管系統を示す概略構成図である。基板処理ユニット２３ａ，２３ｂに備えられる処理容器３０Ａ，３０Ｂには、それぞれ溶媒蒸気供給管路４０（４０Ａ，４０Ｂ）（以下に、主供給管路という）を介して１つの溶媒蒸気供給源である蒸気発生装置４１が接続されており、この主供給管路４０（４０Ａ，４０Ｂ）に供給切換手段６０（６０Ａ，６０Ｂ）が介設されている。
【００３４】
蒸気発生装置４１には開閉弁Ｖ２が介設された純水供給管路４８を介して純水供給源４９が接続されている。純水供給管路４８における開閉弁Ｖ２の下流側（二次側）には、分岐管路４７を介して窒素（Ｎ２）ガス供給源４３が接続されている。分岐管路７０には開閉弁Ｖ３が介設されている。両開閉弁Ｖ２，Ｖ３は、開状態と閉状態をとることができる。
【００３５】
また、蒸気発生装置４１は、図５に示すように、純水Ｌを貯留する密閉、耐圧構造のタンク４１ａと、タンク４１ａの外周部を固定支持する固定支持部材４１ｂとで主に構成されている。タンク４１ａは、両側が開口した筒体４１ｃと、筒体４１ｃの両側をＯリング４１ｄを介して気水密に閉塞する一対の加熱板４１ｅによって構成されている。この場合、加熱板４１ｅの内側面には、図５（ｂ）に示すように、例えばフッ素樹脂シート４１ｆが被着されて疎水化処理が施されている。このように、加熱板４１ｅの内側面を疎水化処理することにより、タンク内の純水Ｌとの接液部において水垢の原因を排除することができ、蒸気発生装置４１で発生した水蒸気がウエハ表面に付着した際にパーティクルとして残存するのを防止することができる。また、加熱板４１ｅの外側には、それぞれ補強板４１ｇが配設され、補強板４１ｇの外側面には、それぞれヒータ４１ｈが設置されている。また、タンク４１ａ内の上部側には、２枚の突沸防止板４１ｉが水平状に配設されて迂回通路４１ｊが形成されている。また、タンク４１ａの上部に位置する筒体４１ｃと固定支持部材４１ｂには蒸気取出口４１ｋが設けられており、この蒸気取出口４１ｋに主供給管路４０（４０Ａ，４０Ｂ）が接続されている。また、タンク４１ａの下部に位置する筒体４１ｃと固定支持部材４１ｂにはドレイン口４１ｍが設けられており、このドレイン口４１ｍにドレイン管路７１が接続されており、このドレン管路７１を介して蒸気発生装置４１内に残留する純水を外部に排出し得るように構成されている。
【００３６】
上記のように構成される蒸気発生装置４１において、タンク４１ａ内の純水Ｌは、ヒータ４１ｈによって加熱されて、約１２０℃程度に温度調節され、水蒸気は加圧された状態に保持される。なお、蒸気発生装置４１によって新たに発生（生成）させる水蒸気の容量は、２台の処理容器３０Ａ，３０Ｂ内に同時に充満させられるように供給される容量分となっている。
【００３７】
主供給管路４０（４０Ａ，４０Ｂ）における供給切換手段６０（６０Ａ，６０Ｂ）と蒸気発生装置４１との間には、ミストトラップ３００に接続する溶媒蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）｛以下に、水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）という｝が接続されている（図４参照）。この水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）の途中には、可変の流量調整手段である開度が設定可能なモータバルブ５０と開閉弁５１が介設されている。また、水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）におけるモータバルブ５０の上流側（一次側）と開閉弁５１の下流側（二次側）には分岐管路７２が接続されており、この分岐管路７２に安全弁５２が介設されている。この場合、モータバルブ５０と開閉弁５１は、制御手段例えばコントローラ２００（以下にＣＰＵ２００という）に電気的に接続されており、後述する蒸気発生装置４１内の圧力を検出する圧力検出手段例えば圧力センサ５３によって検出された検出信号に基づいて制御されるようになっている。なお、水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）を蒸気発生装置４１に接続してもよい。
【００３８】
モータバルブ５０は、図６に示すように、一側に設けられて蒸気発生装置４１側の水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）に接続する供給ポート５０ｂと、下端に設けられてミストトラップ３００側に接続する吐出ポート５０ｃと、供給ポート５０ｂと吐出ポート５０ｃとを連通する連通路５０ｄと、連通路５０ｄの上方側に開放する開口５４とを有する弁本体５０ａと、開口５４内に摺動自在に嵌挿され、下面に設けられた弁部５５が、連通路５０ｄに設けられた弁座５６に就座可能な弁体５７と、この弁体５７の外周部と弁本体５０ａの内周部とを連結するダイヤフラム５８と、弁体５７に設けられた雌ねじ孔５７ａに螺合する雄ねじ軸５９ａを有する正逆回転可能なサーボモータ５９とで構成されている。
【００３９】
このように構成されるモータバルブ５０において、ＣＰＵ２００からの制御信号によってサーボモータ５９が正逆回転されることによって、連通路５０ｄの開度が調整され、水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）を介してミストトラップ３００に排出される水蒸気の排出量が調整されるようになっている。
【００４０】
また、開閉弁５１もＣＰＵ２００からの制御信号によって開閉制御されるようになっている。
【００４１】
上記のようにモータバルブ５０と開閉弁５１を、蒸気発生装置４１内の圧力を検出する圧力センサ５３によって検出された検出信号に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって制御することにより、以下のように制御することができる。例えば、両処理容器３０Ａ，３０Ｂが不使用のとき（待機時）には、モータバルブ５０は蒸気発生装置４１内の圧力の所定範囲内に保たれる。このとき、開閉弁５１は開放しており、モータバルブ５０の絞り開度設定は２値（例えば、開度４０％の大開度，開度３０％の小開度）に設定され、蒸気発生装置４１内の圧力が上がると、大開度となり、蒸気発生装置４１内の圧力が下がると、小開度に制御される。また、処理容器３０Ａ，３０Ｂのうちの一方に水蒸気を供給する場合、蒸気発生装置４１は２台の処理容器３０Ａ，３０Ｂ分の水蒸気を発生（生成）するため、１台の処理容器分をドレイン（排出）して捨てる必要があるので、１台の処理容器分の水蒸気を捨てる絞り開度（小開度）に制御される。このときも開閉弁５１は開放している。なお、２台の処理容器３０Ａ，３０Ｂ共に水蒸気を供給するときは、開閉弁５１が閉鎖し、モータバルブ５０は、前の状態のままである。
【００４２】
上記のようにモータバルブ５０を制御して水蒸気の排出流量を調整することにより、不使用時の処理容器３０Ａ，３０Ｂの内圧を約９０ｋＰａに対して±３ｋＰａ以内に抑えることが可能となる。また、１台の処理容器の処理中に２台の処理容器分の水蒸気を精度良く処理容器側とドレイン側とを同量ずつ分配することが可能となる。
【００４３】
上記圧力センサ５３は、蒸気発生装置４１のタンク４１ａに設けられたドレイン口４１ｍに接続するドレイン管路７１から分岐された接続管路７３を介して設けられている。このように、圧力センサ５３を蒸気発生装置４１に接続するドレイン管路７１と接続管路７３を介して蒸気発生装置４１に接続することにより、蒸気発生装置４１内の高温に晒されることなく、蒸気発生装置４１内の圧力を正確に検出することができる。
【００４４】
なお、ドレイン管路７１はドレイン弁ＤＶを介して水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）に接続されている。また、水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）は、図４に示すように、水冷式のミストトラップ３００に接続されている。この場合、ミストトラップ３００の上流側（一次側）おける水蒸気排出管路７０（７０Ａ，７０Ｂ）には、空気供給口（図示せず）が設けられており、この空気供給口の図示しない逆止弁を介して空気供給源（図示せず）が接続されている。このように構成することにより、シャットダウン時（停電時を含む）に蒸気発生装置４１内が負圧になることにより、供給済みの水蒸気が蒸気発生装置４１内へ逆流することを防止できる。また、ドレイン途中のミストトラップ３００では水冷（冷却水にて冷却）されており、水蒸気が水滴となって残存し易くなっており、負圧となるので、圧力調整に加えてエアー（Ａｉｒ）パージすることで、ミストトラップ３００内から逆流することを未然に防ぐことができる。
【００４５】
一方、供給切換手段６０（６０Ａ，６０Ｂ）には、処理ガス供給源であるオゾンガス発生装置４２が接続されると共に、窒素（Ｎ２）ガス供給源４３が接続されている。この場合、供給切換手段６０（６０Ａ，６０Ｂ）は、それぞれ主供給管路４０を連通・遮断する第１の切換弁（開閉弁）６１と、オゾンガス供給管路４４を連通・遮断する第２の切換弁（開閉弁）６２と、Ｎ２ガス供給管路４５を連通・遮断する第３の切換弁（開閉弁）６３とを具備している。なお、Ｎ２ガス供給管路４５には、大流量用絞り４６ａと小流量用絞り４６ｂを切換可能な流量切換弁４６が介設されると共に、開閉弁Ｖ１が介設されている。
【００４６】
一方、処理容器３０Ａ，３０Ｂにおける主供給管路４０の接続部と対向する部位には排出管路８０（８０Ａ，８０Ｂ）が接続されている。この排出管路８０には、圧力調整用のリリーフ弁９０（９０Ａ，９０Ｂ）が介設されており、基板処理ユニット２３ａ，２３ｂの外部の排出口８１（ＥＸＨＡＵＳＴ）に接続されている。また、排出管路８０におけるリリーフ弁９０（９０Ａ，９０Ｂ）の上流側（一次側）と下流側（二次側）には分岐排出管路８２が接続されており、この分岐排出管路８２には、開閉弁例えば空気圧によって開閉するエアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）と流量調整用の絞り弁９２（９２Ａ，９２Ｂ）とが直列に介設されている。このように、エアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）と流量調整用の絞り弁９２（９２Ａ，９２Ｂ）とを直列に配設することにより、エアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）が開放された際に、処理容器３０Ａ，３０Ｂ内から処理流体が急激に多量に排出されるのを、絞り弁９２（９２Ａ，９２Ｂ）によって抑制することができる。これにより、エアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）の圧力制御（圧力変動の抑制）を高精度に行うことができる。なお、絞り弁９２（９２Ａ，９２Ｂ）は、固定絞り弁でもよく、あるいはマニュアル式の絞り弁を用いてもよい。
【００４７】
また、排出管路８０におけるリリーフ弁９０（９０Ａ，９０Ｂ）とエアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）の上流側には接続管路９４を介して圧力検出手段である圧力センサ９３（９３Ａ，９３Ｂ）が接続されている。このように排出管路８０に接続管路９４を介して圧力センサ９３（９３Ａ，９３Ｂ）を接続することにより、処理容器３０Ａ，３０Ｂ内が高温度に設定された場合においても、熱的影響を受けることなく処理容器３０Ａ，３０Ｂ内の圧力を正確に検出することができる。
【００４８】
この圧力センサ９３（９３Ａ，９３Ｂ）によって検出された圧力検出信号はコントローラ例えばＣＰＵ２００に伝達される。ＣＰＵ２００からの制御信号がエアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）に伝達されて、エアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）が制御されるようになっている。この場合、エアオペバルブ９１（９１Ａ，９１Ｂ）は、圧力センサ９３（９３Ａ，９３Ｂ）によって検出された検出圧力に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって開閉制御されるようになっている。
【００４９】
なお、排出口８１には、図示しないが、排出された処理流体中のオゾンガスを含む気体と液体とに分離する冷却手段及びミストトラップと、オゾンガスを酸素に熱分解するオゾンキラーが接続されている。
【００５０】
次に、処理容器３０Ａ，３０Ｂの構成について、処理容器３０Ａを代表例として説明する。処理容器３０Ａは、図８及び図９に示すように、ウエハＷを収容する容器本体１００と、容器本体１００の上面を覆い、容器本体１００との間に処理空間Ｓ１を形成する蓋体１０１とで主要部が構成されている。
【００５１】
容器本体１００は、図７及び図８に示すように、ウエハＷより小径の円盤状のベース１００ａと、ベース１００ａの外側に起立する円周壁１００ｂと、ベース１００ａと円周壁１００ｂとの間に周設される凹溝１００ｃとを備えている。
【００５２】
ベース１００ａには、同一円周上の等間隔位置の３箇所に受渡部材１１２が設けられており、受渡部材１１２の基部１１２ａの上面に設けられた支持ピン１１２ｂにウエハＷを載置可能に形成されている。また、基部１１２ａの下面には、支持ロッド１１２ｃが設けられており、図示しない昇降手段例えばシリンダによって上下移動可能に構成されている。また、基部１１２ａの下面にはＯリング１１２ｄが設けられており、レジスト水溶化処理（オゾン処理）時に基部１１２ａの下面とベース１００ａとを密着させて処理空間Ｓ１を密閉することができるようになっている。受渡部材１１２をこのように構成することにより、昇降手段によって基部１１２ａを上方に移動して、主ウエハ搬送装置１８との間でウエハＷを受け取ることができると共に、基部１１２ａを下降してウエハＷを支持部材１１１に載置することができる。
【００５３】
また、ベース１００ａは、内部にヒータ１０５が内蔵されており、処理容器３０Ａ内の雰囲気及びウエハＷを昇温可能に形成されている。
【００５４】
凹溝１００ｃには、レジスト水溶化処理（オゾン処理）時にウエハＷを支持する支持部材１１１が等間隔で４箇所に設けられている。
【００５５】
支持部材１１１は、容器本体１００に収容されたウエハＷ下面の周縁４箇所に当接し、収容位置に支持されたウエハＷ下面とベース１００ａ上面との間に約１ｍｍ程度の高さの隙間Ｇ１を形成する基部１１１ａと、収容位置に支持されたウエハＷの水平方向のずれを防止し、ウエハＷを安定的に支持する係止部１１１ｂとで構成されている。なお、支持部材１１１は例えばＰＴＦＥ等の合成樹脂製部材によって形成されている。
【００５６】
円周壁１００ｂの上面には、同心円上に二重に設けられた周溝にそれぞれ嵌合されるＯリング１１５ａ，１１５ｂが備えられている。これにより、ベース１００ａの周縁部上面と後述する蓋体１０１の垂下壁１０１ｂ下面とを密着させ、処理空間Ｓ１を密閉することができる。
【００５７】
また、円周壁１００ｂには、処理容器３０Ａ内に処理流体を導入する供給口１２０と、処理容器３０Ａ内に導入された処理流体を排出する排出口１２１が容器本体１００の中心に対して対向する位置に設けられ、供給口１２０には主供給管路４０が、また、排出口１２１には排出管路８０がそれぞれ接続されている。
【００５８】
また、供給口１２０と排出口１２１は、図７及び図８に示すように、中心を挟んで対向する位置の２箇所に凹溝１００ｃの底部側に開口している。これにより、供給口１２０から導入される処理流体は、一度凹溝１００ｃの壁に衝突して分散された後、反対側の排出口１２１から排出される。
【００５９】
蓋体１０１は、内部にヒータ１２５が内蔵された基体１０１ａと、基体１０１ａの周縁部下面に垂下される垂下壁１０１ｂとから構成されており、図示しないシリンダ機構によって蓋体１０１を下降させると、垂下壁１０１ｂが上述した円周壁１００ｂの０リング１１５ａ，１１５ｂに密接し、収容位置に支持されたウエハＷ上面と基体１０１ａ下面との間に約１ｍｍ程度の高さの隙間Ｇ２を形成すると共に、処理容器３０Ａ内が密閉される。
【００６０】
次に、上記のように構成された処理システム１におけるウエハＷの処理工程を説明する。まず、イン・アウトポート４の載置台６に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって一枚ずつウエハＷが取り出される。取出収納アーム１１は、取り出したウエハＷをウエハ受け渡しユニット１７に搬送する。次に、主ウエハ搬送装置１８がウエハ受け渡しユニット１７からウエハＷを受け取り、主ウエハ搬送装置１８によって各基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈに適宜搬入する。そして、各基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈにおいて、ウエハＷの表面に塗布されているレジストが水溶化される。所定のレジスト水溶化処理が終了したウエハＷは、搬送アーム１８ａによって各基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈから適宜搬出される。その後、ウエハＷは、搬送アーム１８ａによって各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５のいずれかに適宜搬入され、ウエハＷに付着している水溶化されたレジストを除去する洗浄処理が純水等により施される。これにより、ウエハＷに塗布されていたレジストが剥離される。各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５では、ウエハＷに対して洗浄処理を施した後、必要に応じて薬液を用いてパーティクル、及び金属汚染物質の除去処理が行われた後、乾燥処理が行われる。その後、ウエハＷは再び搬送アーム１８ａによって受け渡しユニット１６に搬送される。そして、受け渡しユニット１６から取出収納アーム１１にウエハＷが受け取られ、取出収納アーム１１によってレジストが剥離されたウエハＷがキャリアＣ内に収納される。
【００６１】
次に、基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈの動作態様について、基板処理ユニット２３ａを代表して説明する。まず、容器本体１００に対して蓋体１０１を離間させた状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａを蓋体１０１の下方に移動させ、受渡部材１１２が、搬送アーム１８ａからウエハＷを受け取る。次に、図示しないシリンダを駆動して受渡部材１１２を下降させると、支持部材１１１が受渡部材１１２からウエハＷを受け取り、ウエハＷの周縁部４箇所を支持してウエハＷ下面とベース１００ａ上面との間に隙間Ｇ１が形成される。
【００６２】
次に、蓋体１０１を下降させると、蓋体１０１の垂下壁１０１ｂが容器本体１００の円周壁１００ｂの上面に当接すると共に、Ｏリング１１５ａ，１１５ｂを圧接して容器本体１００を密閉する。この際、ウエハＷ上面と基体１０１ａ下面との間には隙間Ｇ２が形成される。
【００６３】
主ウエハ搬送装置１８は、処理容器３０ＡにウエハＷを搬入すると、次に、処理容器３０ＡにウエハＷを搬入したのと同様にして、受け渡しユニット１７からウエハＷを受け取り、処理容器３０ＡにウエハＷを搬入した時点から所定時間後にオゾン処理ユニット２３ｂにウエハＷを搬入するようＣＰＵ２００によって制御される。このようにして、主ウエハ搬送装置１８は、所定時間間隔でオゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｈに順次ウエハＷを搬入する。
【００６４】
ウエハＷが処理容器３０Ａ内に搬入されると、蓋体１０１を容器本体１００に密閉した状態において、ヒータ１０５，１２５の作動により、処理容器３０Ａ内の雰囲気及びウエハＷを昇温させる（昇温工程）。これにより、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）を促進させることができる。
【００６５】
処理容器３０Ａ内の雰囲気及びウエハＷが十分に昇温すると、ＣＰＵ２００に対して十分に昇温した旨の情報が伝達され、ＣＰＵ２００は、処理容器３０Ａに対してオゾンガスの供給を開始するよう制御信号を送る。
【００６６】
次いで、供給切換手段６０を作動させてオゾンガス発生装置４２からオゾンガス供給管路４４を介して処理容器３０Ａ内に所定濃度のオゾンガスを供給する。そして、処理容器３０Ａ内の圧力を一定に保ちながら処理容器３０Ａ内をオゾンガス雰囲気にする。このとき、処理容器３０Ａ内が目標圧前後に達すると、リリーフ弁９０とエアオペバルブ９１が作動して、処理容器３０Ａ内の圧力は、大気圧より高い状態、例えばゲージ圧０．２ＭＰａ程度に保たれる。このようにして、処理容器３０Ａ内に所定濃度のオゾンガスを充填する。このとき、ヒータ１０５，１２５の加熱によって、処理容器３０Ａ内の雰囲気及びウエハＷの温度が維持される。また、排出管路８０によって排気した処理容器３０Ａ内の雰囲気は、ミストトラップ（図示せず）に排出される。
【００６７】
その後、第１及び第２の切換弁６１，６２を作動させて処理容器３０Ａ内にオゾンガスと水蒸気とを同時に処理容器３０Ａ内に供給して、ウエハＷのレジスト水溶化処理を行う。このとき、圧力センサ５３によって蒸気発生装置４１内の圧力が検出され、この検出信号がＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号によってモータバルブ５０が流量制御されると共に、開閉弁５１が開閉制御されて、蒸気発生装置４１で発生（生成）された余分の水蒸気が水蒸気排出管路７０Ｂを介してミストトラップ３００に排出される。これにより、蒸気発生装置４１の内圧を一定の範囲内（例えば±３ｋＰａ以内）に抑えることができる。
【００６８】
一方、圧力センサ９３（９３Ａ）によって処理容器３０Ａ内の圧力が検出されてＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいてエアオペバルブ９１が開閉制御されて、処理容器３０Ａ内の圧力が所定圧に調整される。蒸気発生装置４１から供給される水蒸気は、図示しない温度調節器によって所定温度、例えば約１１５℃程度に温度調節されながら主供給管路４０（４０Ａ）を通過し、供給切換手段６０においてオゾンガスと混合して処理容器３０Ａ内に供給される。この場合も、処理容器３０Ａ内の圧力は、大気圧よりも高い状態、例えばゲージ圧０．２ＭＰａ程度に保たれている。すなわち、ＣＰＵ２００内で設定された所定圧力の値と実際の計測値が比較され、処理容器３０Ａ内の圧力が所定圧力（設定圧、目標圧）より高くなったらエアオペバルブ９１が開き、また、所定圧力（設定圧、目標圧）より低くなったら、エアオペバルブ９１が閉じるように制御されることによって処理容器３０Ａ内の圧力が大気圧よりも高い状態に保たれている。処理容器３０Ａ内にオゾンガス雰囲気が確立された後も、ヒータ１０５，１２５の加熱により、処理容器３０Ａ内の雰囲気温度及びウエハＷの温度は所定温度に維持される。このようにして、処理容器３０Ａ内に充填したオゾンガスと水蒸気の混合処理流体によってウエハＷの表面に塗布されたレジストを水溶化させる（処理工程）。したがって、処理容器３０Ａ内の圧力制御（特に昇温）及び温度制御（特に昇温）を迅速に行えるので、レジスト水溶化処理性能の向上が図れる。また、処理流体すなわちオゾンガス及び水蒸気の消費量を低減することができる。更には、処理容器３０Ａひいては基板装置ユニットの小型化が図れる。
【００６９】
レジスト水溶化処理中は、主供給管路４０（４０Ａ）から混合処理流体の供給を続け、排出管路８０（８０Ａ）から混合処理流体の排出を続ける。このとき、主供給管４０Ａに接続された供給口３７はウエハＷの一側に混合処理流体を吐出し、また、排出管路８０に接続された排出口３８がウエハＷの周囲において供給口３７と対向する位置から混合処理流体を排出する。したがって、ウエハＷに供給された混合処理流体は、ウエハＷの上面と蓋体１０１との間に形成された処理空間Ｓ１を、排出口３８及び排出管路８０に向かって流れる。また、ウエハＷの周囲の混合処理流体は、ウエハＷの周縁に沿って排出口３８及び排出管路８０に流れる。
【００７０】
所定のレジスト水溶化処理が終了した後、処理容器３０Ａからオゾンガスと水蒸気の混合処理流体を排出する。まず、流量切換弁４６を大流量部４６ａ側に切り換えて窒素（Ｎ２）ガス供給源４３から大量の清浄化されたＮ２ガスを処理容器３０Ａ内に供給すると共に、排出管路８０に介設されたエアオペバルブ９１を開放した状態にする。そして、処理容器３０Ａ内を排気しながらＮ２ガス供給源４３からＮ２ガスを供給する。これにより、主供給管路４０、処理容器３０Ａ、排出管路８０の中を清浄化されたＮ２ガスによってパージすることができる。排出されたオゾンガスは、排出管路８０によってミストトラップ（図示せず）に排出される（排出工程）。
【００７１】
その後、図示しないシリンダを作動させて蓋体１０１を上方に移動させ、次に、受渡部材１１２を図示しないシリンダによって上昇させて、支持部材１１１に支持されているウエハＷを受け取る。この状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａをウエハＷの下方に進入させ、受渡部材１１２にて支持されているウエハＷを受け取り、処理容器３０Ａ内からウエハＷを搬出する（ウエハ搬出工程）。
【００７２】
次に、上述したように処理容器３０Ａに水蒸気（及びオゾン）が供給されている間（水溶化処理時）に、処理容器３０Ｂに水蒸気（及びオゾン）の供給を開始する場合の両処理容器３０Ａ，３０Ｂの圧力調整について説明する。なお、処理容器３０Ｂへの水蒸気供給開始前及び供給終了後の処理容器３０Ｂへの流体（オゾン、パージＮ２等）の供給手段は処理容器３０Ａで行なわれる手順と同一である。
【００７３】
処理容器３０Ａに接続された主供給管路４０Ａに介設された供給切換手段６０Ａの第１の切換弁６１を開放した状態で、処理容器３０Ａに水蒸気を供給しているときに、更に処理容器３０Ｂにも水蒸気を供給する際には以下のようにする。
【００７４】
処理容器３０Ｂが昇温され処理容器３０Ｂに既にオゾンが満たされた後、処理容器３０Ｂに接続された主供給管路４０Ｂに介設された供給切換手段６０Ｂの第１の切換弁６１を開き、処理容器３０Ｂ内への水蒸気の供給を開始する。このとき、圧力センサ５３によって検出された検出信号がＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号によってモータバルブ５０Ａは制御されず、開閉弁５１Ａが閉鎖される。これにより、蒸気発生装置４２で発生（生成）された水蒸気を精度良く処理容器３０Ａ，３０Ｂに分配することができる。
【００７５】
このようにして、処理容器３０Ｂ内にオゾンガス及び水蒸気が供給された状態において、排出管路８０Ｂに介設されたリリーフ弁９０（９０Ｂ）及びエアオペバルブ９１（９１Ｂ）が上述と同様に制御されて、処理容器３０Ｂ内の圧力調整される。これにより両処理容器３０Ａ，３０Ｂの圧力は互いに同一に維持される。
【００７６】
なお、上記実施形態では、２台の処理容器３０Ａ，３０Ｂに、１つの蒸気発生装置４１を接続した場合について説明したが、３台以上の複数の処理容器に１つの蒸気発生装置４１を接続することも可能である。この場合は、各処理容器に接続される主供給管路４０に介設される供給切換手段６０の上流側（一次側）に接続される溶媒蒸気排出管路７０に介設されるモータバルブ５０の流量調整（開度調整）を処理容器の数に対応して調整すればよい。つまり、蒸気発生装置４１は全ての処理容器分の水蒸気を発生（生成）するので、使用しない処理容器分の水蒸気を排出するように設定すればよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハの表面に対してレジスト除去処理及び洗浄処理等するように構成された基板処理ユニットに適用した場合について説明したが、勿論、この発明は、エッチング処理や、また、半導体ウエハ以外の例えばＬＣＤ基板等の処理等にも適用できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００７９】
１）請求項１，３，６記載の発明によれば、内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器に供給切換手段を介して蒸気供給源から蒸気を供給するに際して、蒸気供給源の内圧及び処理容器への蒸気の供給に応じて、処理容器に供給される蒸気を供給切換手段と蒸気供給源との間、又は蒸気供給源に接続される蒸気排出管路に介設される流量調整手段を制御して排出流量を制御することにより、処理容器への蒸気の供給量を一定にすることができるので、処理容器内の圧力を所定圧力範囲内に維持することができる。したがって、処理容器に蒸気供給源から蒸気を含む処理流体を供給した場合でも、温度制御によらないで、処理容器内の圧力制御を容易かつ確実にすることができる。この場合、複数の処理容器に共通の蒸気供給源から同時に蒸気を含む処理流体を供給した場合でも、温度制御によらないで、各処理容器内の圧力制御を容易かつ確実にすることができる（請求項２，７）。
【００８０】
（２）請求項４記載の発明によれば、圧力検出手段を、蒸気供給源に接続する管路に介設することにより、蒸気供給源の温度影響を受けることなく、蒸気供給源内の圧力を正確に検出することができるので、上記（１）に加えて更に流量調整手段の流量制御を正確にすることができる。
【００８１】
（３）請求項５記載の発明によれば、蒸気排出管路における流量調整手段の排出側に、空気供給口を設けると共に、この空気供給口に空気供給源を接続することにより、蒸気排出管路内に空気を供給することができ、この供給された空気によって蒸気排出管路から排出される蒸気が供給側へ逆流するのを防止することができる。したがって、上記（１）、（２）に加えて更に処理容器内の圧力制御を容易かつ確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板処理装置を適用した半導体ウエハの処理システムを示す概略平面図である。
【図２】前記処理システムの概略側面図である。
【図３】この発明に係る基板処理装置の配管系統を示す概略断面図である。
【図４】この発明における蒸気供給系の制御部を示す配管図である。
【図５】この発明における蒸気発生装置を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩＩ部の拡大断面図（ｂ）である。
【図６】この発明におけるモータバルブを示す断面図である。
【図７】この発明における処理容器の開閉状態を示す概略断面図である。
【図８】前記処理容器の容器本体の構造を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
３０Ａ，３０Ｂ 処理容器
４０，４０Ａ，４０Ｂ 主供給管路（蒸気供給管路）
４１ 蒸気発生装置（蒸気供給源）
４２ オゾンガス発生装置（処理ガス供給源）
５０ モータバルブ（流量調整手段）
５１ 開閉弁
５３ 圧力センサ（圧力検出手段）
６０，６０Ａ，６０Ｂ 供給切換手段
７０，７０Ａ，７０Ｂ 水蒸気排出管路（蒸気排出管路）
２００ ＣＰＵ（制御手段）[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a substrate processing in which a substrate to be processed such as a semiconductor wafer or a glass substrate for LCD is accommodated in a processing container in a sealed atmosphere and a processing gas such as an ozone gas and a processing fluid such as a solvent vapor such as water vapor are supplied to perform the processing. The present invention relates to an apparatus and a substrate processing method.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a photoresist is applied to a semiconductor wafer, an LCD substrate, or the like (hereinafter, referred to as a wafer, etc.) as a substrate to be processed, and a circuit pattern is reduced using photolithography technology to form a photoresist. A series of processes for transferring, developing, and then removing the photoresist from the wafer or the like are performed.
[0003]
A cleaning device is used as a means for removing the resist. In recent years, from the viewpoint of environmental protection, it has been demanded to remove resist using ozone (O3), which is easy to treat with waste liquid. In addition, a cleaning method has been proposed in which a process gas such as ozone gas and a solvent vapor ｛a solvent vapor capable of dissolving the process gas ガ ス for example, water vapor is used to make the resist water-soluble from a wafer or the like and then removed. (For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-203834 (claims, paragraph numbers 0023 to 0025, 0043 to 0045, FIG. 1)
According to this cleaning method, a processing gas, for example, an ozone gas can be supplied to a wafer or the like housed in a processing container to remove the resist from the wafer or the like.
[0005]
Further, in the cleaning processing step of the substrate processing system using this cleaning method, a wafer or the like is housed in a plurality of prepared processing containers, and then the processing gas, for example, ozone gas is heated and pressurized in the processing container. By supplying a processing fluid composed of a solvent vapor, for example, water vapor, the resist on the wafer or the like can be continuously removed.
[0006]
By the way, in this type of cleaning process, the pressure in the processing container and the supply amount of the processing fluid greatly affect the cleaning process performance (etching performance). Therefore, it is necessary to constantly adjust the pressure in each processing container and the supply amount of the processing fluid.
[0007]
In addition, a method of controlling a solvent vapor supply source for supplying a solvent vapor, for example, steam, to the processing container is performed by opening and closing an on-off valve by temperature control.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In some cases, for example, a fluororesin is used instead of metal for the material of the liquid-contacting and gas-contacting parts in the vapor supply source from the viewpoint of particles. In this case, there is a restriction in providing the temperature detecting means, and further, the inside of the processing vessel is kept within a predetermined pressure range by directly using the pressure detecting means without relying on the temperature detecting means in the steam supply source. There are circumstances where things can be adjusted more precisely. In addition, when a plurality of processing vessels share a solvent vapor supply source, it is required to keep the pressure in each processing vessel constant.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily and surely adjust the pressure in a processing vessel to maintain a predetermined pressure range without depending on temperature control, and to improve processing performance. It is an object to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method as described above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention supplies a processing fluid containing steam to a substrate to be processed housed in a processing container, and pressurizes the processing substrate in a state where the inside of the processing container is pressurized. A processing container for internally processing the substrate to be processed, a steam supply source for supplying the steam to the processing container, and connecting the steam supply source and the processing container. A steam supply pipe, and a supply switching means interposed in the steam supply pipe, wherein a steam discharge pipe is provided between the supply switching means and the steam supply source in the steam supply pipe, or a steam supply source. The steam discharge pipe is provided with a variable flow rate adjusting means interposed therebetween (Claim 1). In this case, it is also possible to connect one steam supply source and a plurality of the processing vessels via a steam supply line (claim 2).
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first or second aspect, a pressure detection unit for detecting a pressure in the steam supply source, and the flow rate adjustment based on a detection signal detected by the pressure detection unit. Control means for controlling the flow rate of the means.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the third aspect, the pressure detecting means is provided in a pipe connected to the steam supply source.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus of the first, second, or third aspect, an air supply port is provided on a discharge side of the flow rate adjusting means in the steam discharge conduit, and air is supplied to the air supply port. Connected to a power source.
[0014]
Further, the substrate processing method of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate to be processed in a state in which a processing fluid containing steam is supplied to a substrate to be processed accommodated in a processing container and the inside of the processing container is pressurized. When supplying steam from a steam supply source via a supply switching unit to a processing container in which the processing of the substrate to be processed is performed, the internal pressure of the steam supply source and the supply of steam to the processing container are assumed. Accordingly, by controlling the discharge flow rate of the steam supplied to the processing container, the supply amount of the steam to the processing container is made constant (claim 6). In this case, it is possible to supply steam to the plurality of processing vessels from the common steam supply source and to make the supply amount of steam to each processing vessel constant (claim 7).
[0015]
According to the present invention, when the steam is supplied from the steam supply source via the supply switching means to the processing container in which the processing of the substrate to be processed is performed, the internal pressure of the steam supply source and the supply of the steam to the processing container are reduced. Accordingly, the flow rate of the steam supplied to the processing vessel is controlled by controlling the flow rate adjusting means provided between the supply switching means and the steam supply source, or the steam discharge pipe connected to the steam supply source. By doing so, the supply amount of steam to the processing container can be made constant, so that the pressure in the processing container can be maintained within a predetermined pressure range.
[0016]
Further, by providing the pressure detecting means in a pipe connected to the steam supply source, the pressure in the steam supply source can be accurately detected without being affected by the temperature of the steam supply source. The flow control of the adjusting means can be made accurate (claim 4).
[0017]
Further, by providing an air supply port on the discharge side of the flow rate adjusting means in the steam discharge pipe and connecting an air supply source to the air supply port, air can be supplied into the steam discharge pipe, It is possible to prevent the steam discharged from the steam discharge pipe from flowing back to the supply side by the supplied air (claim 5).
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a case will be described in which the substrate processing apparatus according to the present invention is applied to a substrate processing unit as a substrate processing apparatus configured to perform a resist removal process, a cleaning process, and the like on a wafer surface.
[0019]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a processing system incorporating a plurality of substrate processing units, and FIG. 2 is a schematic side view of the processing system.
[0020]
The substrate processing system 1 includes a processing unit 2 that performs processing and heat treatment after processing on an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W (hereinafter, referred to as a wafer W), and a loading / unloading unit that loads / unloads the wafer W into / from the processing unit 2. 3 constitutes a main part.
[0021]
The loading / unloading section 3 includes a wafer carrier C for storing a plurality of, for example, 25 wafers W before and after processing, and an in / out port provided with a mounting table 6 for mounting the wafer carrier C. 4 and a wafer transfer unit 5 provided with a wafer transfer device 7 for transferring a wafer W between the carrier C mounted on the mounting table 6 and the processing unit 2.
[0022]
An opening is provided on the side surface of the wafer carrier C, and a cover that can be opened and closed is provided in this opening. The wafer W is loaded and unloaded through one side surface of the wafer carrier C in a state where the lid is opened. A shelf for holding the wafers W at predetermined intervals is provided on the inner wall of the wafer carrier C, and for example, 25 slots for accommodating the wafers W are formed by the shelf. The wafers W are accommodated one by one in each slot, with the surface on which the semiconductor devices are formed facing upward.
[0023]
On the mounting table 6 of the in / out port 4, for example, three wafer carriers C can be mounted at a predetermined position side by side in the Y direction on the horizontal plane. The wafer carrier C is placed with the side surface provided with the lid facing the partition wall 8 between the in / out port 4 and the wafer transfer section 5. A window 9 is formed in the partition wall 8 at a position corresponding to the mounting position of the wafer carrier C. A window opening / closing mechanism for opening / closing the window 9 with a shutter or the like is provided on the wafer transfer unit 5 side of the window 9. 10 are provided.
[0024]
The wafer transfer device 7 disposed in the wafer transfer unit 5 is configured to be movable in a horizontal Y direction and a vertical Z direction, and to be rotatable (θ direction) in a horizontal XY plane. I have. Further, the wafer transfer device 7 has a take-out and storage arm 11 for gripping the wafer W, and the take-out and storage arm 11 is configured to be slidable in the X direction. In this manner, the wafer transfer device 7 accesses the slots of any heights of all the wafer carriers C mounted on the mounting table 6, and controls the upper and lower two wafers disposed in the processing section 2. It is configured to access the transfer units 16 and 17 to transfer the wafer W from the in / out port 4 side to the processing unit 2 side, and conversely, from the processing unit 2 side to the in / out port 4 side. I have.
[0025]
The processing unit 2 includes: a main wafer transfer device 18 serving as a transfer unit; and wafer transfer units 16 and 17 for temporarily mounting the wafer W to transfer the wafer W between the main transfer unit 18 and the wafer transfer unit 5. The apparatus includes substrate processing units 12, 13, 14, and 15, and substrate processing units 23a to 23h, which are substrate processing apparatuses according to the present invention.
[0026]
The processing unit 2 includes an ozone gas generator 24 that generates a processing gas, for example, an ozone gas, supplied to the substrate processing units 23a to 23h, and a chemical storage unit that stores a predetermined processing liquid to be sent to the substrate cleaning units 12 to 15. 25 are provided. A fan filter unit (FFU) 26 for down-flowing clean air is disposed in each unit and the main wafer transfer device 18 on the ceiling of the processing unit 2.
[0027]
A part of the down flow from the fan filter unit (FFU) 26 flows out to the wafer transfer unit 5 through the wafer transfer units 16 and 17 and the space above them. This prevents particles and the like from entering the processing unit 2 from the wafer transfer unit 5 and keeps the inside of the processing unit 2 clean.
[0028]
Each of the wafer transfer units 16 and 17 temporarily mounts a wafer W between the wafer transfer unit 5 and the wafer transfer units 16 and 17. I have. In this case, the lower wafer transfer unit 17 is used for mounting the wafer W so as to be transferred from the in / out port 4 to the processing unit 2, and the upper wafer transfer unit 16 is used for the processing unit 2 It is used for mounting a wafer W to be transferred from the to the in / out port 4 side.
[0029]
The main wafer transfer device 18 is movable in the X direction and the Z direction, and is formed to be rotatable (θ direction) by a motor (not shown) in the XY plane. The main wafer transfer device 18 includes a transfer arm 18a for holding the wafer W, and the transfer arm 18a is slidably formed in the Y direction. The main wafer transfer device 18 thus configured is provided so as to be able to access the wafer transfer device 7 disposed in the wafer transfer portion 5 and all of the substrate cleaning units 12 to 15 and the substrate processing units 23 a to 23 h. Has been established.
[0030]
In each of the substrate cleaning units 12, 13, 14, and 15, the substrate processing units 23a to 23h perform a cleaning process and a drying process on the wafer W on which the resist water-solubilizing process has been performed. . Further, thereafter, a cleaning process and a drying process using a chemical solution can be performed.
[0031]
As shown in FIG. 1, the substrate cleaning processing units 12 and 13 and the substrate cleaning processing units 14 and 15 have a symmetrical structure with respect to a wall surface 27 that forms a boundary between them. Except for that, each of the substrate cleaning processing units 12, 13, 14, and 15 has a substantially similar structure.
[0032]
On the other hand, the substrate processing units 23a to 23h perform a water-solubilizing process on the resist applied on the surface of the wafer W. Here, the water-solubilizing treatment is a treatment for transforming a water-insoluble resist film into a water-soluble film. As shown in FIG. 2, these substrate processing units 23a to 23h are vertically arranged in four stages, two in each stage. Substrate processing units 23a, 23b, 23c and 23d are arranged in order from the top on the left, and substrate processing units 23e, 23f, 23g and 23h are arranged in order from the top on the right. As shown in FIG. 1, the substrate processing unit 23a and the substrate processing unit 23e, the substrate processing unit 23b and the substrate processing unit 23f, the substrate processing unit 23c and the substrate processing unit 23g, and the substrate processing unit 23d and the substrate processing unit 23h The substrate processing units 23a to 23h have substantially the same structure except that they have a symmetric structure with respect to the wall surface 28 forming the boundary. Therefore, the structure of the substrate processing units 23a and 23b will be described in detail below as a representative example.
[0033]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a piping system of the substrate processing units 23a and 23b. Each of the processing vessels 30A and 30B provided in the substrate processing units 23a and 23b is one solvent vapor supply source via a solvent vapor supply pipe 40 (40A, 40B) (hereinafter, referred to as a main supply pipe). A steam generator 41 is connected, and supply switching means 60 (60A, 60B) is interposed in the main supply pipe 40 (40A, 40B).
[0034]
A pure water supply source 49 is connected to the steam generator 41 via a pure water supply line 48 provided with an on-off valve V2. A nitrogen (N 2) gas supply source 43 is connected via a branch pipe 47 to a downstream side (secondary side) of the on-off valve V 2 in the pure water supply pipe 48. An on-off valve V3 is interposed in the branch conduit 70. Both on-off valves V2 and V3 can be in an open state and a closed state.
[0035]
Further, as shown in FIG. 5, the steam generator 41 is mainly constituted by a tank 41a having a sealed, pressure-resistant structure for storing the pure water L, and a fixed support member 41b for fixedly supporting the outer peripheral portion of the tank 41a. I have. The tank 41a is composed of a cylindrical body 41c that is open on both sides, and a pair of heating plates 41e that air-tightly close both sides of the cylindrical body 41c via O-rings 41d. In this case, as shown in FIG. 5B, for example, a fluororesin sheet 41f is adhered to the inner side surface of the heating plate 41e and subjected to a hydrophobic treatment. In this way, by subjecting the inner surface of the heating plate 41e to the hydrophobic treatment, the cause of water scale can be eliminated in the portion of the tank that comes into contact with the pure water L, and the steam generated by the steam generator 41 When adhered to the surface, it can be prevented from remaining as particles. A reinforcing plate 41g is provided outside the heating plate 41e, and a heater 41h is provided on the outer surface of the reinforcing plate 41g. On the upper side in the tank 41a, two bumping prevention plates 41i are horizontally arranged to form a bypass passage 41j. Further, a steam outlet 41k is provided in the cylindrical body 41c and the fixed support member 41b located above the tank 41a, and the main supply pipe 40 (40A, 40B) is connected to the steam outlet 41k. . A drain 41m is provided in the cylinder 41c and the fixed support member 41b located at the lower part of the tank 41a, and a drain conduit 71 is connected to the drain 41m. Thus, pure water remaining in the steam generator 41 can be discharged to the outside.
[0036]
In the steam generator 41 configured as described above, the pure water L in the tank 41a is heated by the heater 41h, the temperature is adjusted to about 120 ° C., and the steam is kept in a pressurized state. The capacity of the steam newly generated (generated) by the steam generator 41 is the capacity supplied so that the two processing vessels 30A and 30B are simultaneously filled.
[0037]
In the main supply line 40 (40A, 40B), between the supply switching means 60 (60A, 60B) and the steam generator 41, the solvent vapor discharge line 70 (70A, 70B) connected to the mist trap 300 and below Is connected to a steam discharge pipe 70 (70A, 70B) (see FIG. 4). In the middle of the steam discharge pipe 70 (70A, 70B), a motor valve 50 and an opening / closing valve 51, which are variable flow rate adjusting means and whose opening can be set, are provided. A branch line 72 is connected to the upstream side (primary side) of the motor valve 50 and the downstream side (secondary side) of the on-off valve 51 in the steam discharge pipe 70 (70A, 70B). A safety valve 52 is provided in the passage 72. In this case, the motor valve 50 and the on-off valve 51 are electrically connected to a control unit, for example, a controller 200 (hereinafter, referred to as a CPU 200), and a pressure detection unit for detecting a pressure in the steam generator 41 described later, for example, a pressure sensor. The control is performed based on the detection signal detected by the control unit 53. Note that the steam discharge pipe 70 (70A, 70B) may be connected to the steam generator 41.
[0038]
As shown in FIG. 6, a motor valve 50 is provided on one side and is connected to a steam discharge pipe 70 (70A, 70B) on the steam generator 41 side, and a mist trap 300 provided on the lower end. A valve body 50a having a discharge port 50c connected to the side, a communication path 50d communicating the supply port 50b and the discharge port 50c, an opening 54 opened to the upper side of the communication path 50d, and sliding in the opening 54. A valve portion 55 which is freely inserted and provided on a lower surface thereof can be seated on a valve seat 56 provided in the communication passage 50d, and an outer peripheral portion of the valve body 57 and an inner peripheral portion of the valve body 50a. A diaphragm 58 that connects the parts with each other, and a servomotor 59 having a male screw shaft 59a that is screwed into a female screw hole 57a provided in the valve body 57 and that can be rotated forward and backward.
[0039]
In the motor valve 50 configured as described above, the opening degree of the communication passage 50d is adjusted by rotating the servomotor 59 in the forward / reverse direction according to the control signal from the CPU 200, and the water vapor discharge pipe 70 (70A, 70B) is closed. The discharge amount of water vapor discharged to the mist trap 300 via the mist trap 300 is adjusted.
[0040]
The on-off valve 51 is also controlled to open and close by a control signal from the CPU 200.
[0041]
By controlling the motor valve 50 and the opening / closing valve 51 by the control signal from the CPU 200 based on the detection signal detected by the pressure sensor 53 for detecting the pressure in the steam generator 41 as described above, the following control is performed. can do. For example, when the two processing vessels 30A and 30B are not used (during standby), the motor valve 50 is kept within a predetermined range of the pressure in the steam generator 41. At this time, the on-off valve 51 is open, and the throttle opening of the motor valve 50 is set to two values (for example, a large opening with an opening of 40% and a small opening with an opening of 30%). When the pressure in the steam generator 41 increases, the opening degree becomes large, and when the pressure in the steam generator 41 decreases, the opening degree is controlled to a small opening degree. When steam is supplied to one of the processing vessels 30A and 30B, the steam generator 41 generates (generates) steam for the two processing vessels 30A and 30B. Since it is necessary to discharge (discharge) and discard the steam, it is controlled to a throttle opening (small opening) for discarding water vapor for one processing container. Also at this time, the on-off valve 51 is open. When supplying steam to both of the two processing vessels 30A and 30B, the on-off valve 51 is closed, and the motor valve 50 remains in the previous state.
[0042]
By controlling the motor valve 50 as described above to adjust the discharge flow rate of water vapor, the internal pressure of the processing containers 30A and 30B when not in use can be suppressed within ± 3 kPa with respect to approximately 90 kPa. In addition, during the processing of one processing container, it becomes possible to accurately distribute the water vapor of the two processing containers to the processing container side and the drain side by the same amount.
[0043]
The pressure sensor 53 is provided via a connection pipe 73 branched from a drain pipe 71 connected to a drain port 41m provided in the tank 41a of the steam generator 41. As described above, by connecting the pressure sensor 53 to the steam generator 41 via the drain pipe 71 and the connection pipe 73 connecting the steam generator 41, the pressure sensor 53 is not exposed to the high temperature inside the steam generator 41, The pressure in the steam generator 41 can be accurately detected.
[0044]
The drain line 71 is connected to the steam discharge line 70 (70A, 70B) via a drain valve DV. Further, as shown in FIG. 4, the steam discharge pipe 70 (70A, 70B) is connected to a water-cooled mist trap 300. In this case, an air supply port (not shown) is provided in the steam discharge pipe 70 (70A, 70B) on the upstream side (primary side) of the mist trap 300, and the air supply port is checked (not shown). An air supply (not shown) is connected via a valve. With this configuration, it is possible to prevent the supplied steam from flowing back into the steam generator 41 due to a negative pressure in the steam generator 41 during a shutdown (including a power failure). Further, the mist trap 300 in the middle of the drain is water-cooled (cooled by cooling water), so that water vapor is likely to remain as water droplets and becomes negative pressure, so that in addition to pressure adjustment, air (Air) purge is performed. By doing so, backflow from inside the mist trap 300 can be prevented.
[0045]
On the other hand, the supply switching means 60 (60A, 60B) is connected to the ozone gas generator 42, which is a processing gas supply source, and to the nitrogen (N2) gas supply source 43. In this case, the supply switching means 60 (60A, 60B) includes a first switching valve (opening / closing valve) 61 for communicating / blocking the main supply pipe 40 and a second switching valve (open / close valve) 61 for communicating / blocking the ozone gas supply pipe 44, respectively. A switching valve (opening / closing valve) 62 and a third switching valve (opening / closing valve) 63 for connecting and disconnecting the N2 gas supply pipe 45 are provided. In the N2 gas supply line 45, a flow rate switching valve 46 capable of switching between a large flow rate throttle 46a and a small flow rate throttle 46b is provided, and an on-off valve V1 is provided.
[0046]
On the other hand, a discharge pipe 80 (80A, 80B) is connected to a portion of the processing vessels 30A, 30B that faces the connection of the main supply pipe 40. The discharge line 80 is provided with a relief valve 90 (90A, 90B) for pressure adjustment, and is connected to a discharge port 81 (EXHAUST) outside the substrate processing units 23a, 23b. A branch discharge line 82 is connected upstream (primary side) and downstream side (secondary side) of the relief valve 90 (90A, 90B) in the discharge line 80. The branch discharge line 82 is connected to the branch discharge line 82. An opening / closing valve, for example, an air operated valve 91 (91A, 91B) that opens and closes by air pressure and a throttle valve 92 (92A, 92B) for adjusting the flow rate are interposed in series. As described above, by disposing the air operated valve 91 (91A, 91B) and the throttle valve 92 (92A, 92B) for adjusting the flow rate in series, the processing container is opened when the air operated valve 91 (91A, 91B) is opened. A rapid discharge of a large amount of the processing fluid from the inside of 30A, 30B can be suppressed by the throttle valve 92 (92A, 92B). Thereby, pressure control (suppression of pressure fluctuation) of the air operated valve 91 (91A, 91B) can be performed with high accuracy. The throttle valve 92 (92A, 92B) may be a fixed throttle valve or a manual throttle valve.
[0047]
A pressure sensor 93 (93A, 93B) serving as pressure detecting means is connected via a connection line 94 to the upstream side of the relief valve 90 (90A, 90B) and the air operation valve 91 (91A, 91B) in the discharge line 80. Have been. By connecting the pressure sensor 93 (93A, 93B) to the discharge line 80 via the connection line 94 in this way, even when the inside of the processing vessels 30A, 30B is set to a high temperature, thermal effects are prevented. The pressure in the processing vessels 30A and 30B can be accurately detected without receiving the pressure.
[0048]
A pressure detection signal detected by the pressure sensor 93 (93A, 93B) is transmitted to a controller, for example, the CPU 200. A control signal from the CPU 200 is transmitted to the air operated valve 91 (91A, 91B) to control the air operated valve 91 (91A, 91B). In this case, the opening and closing of the air operated valve 91 (91A, 91B) is controlled by a control signal from the CPU 200 based on the detected pressure detected by the pressure sensor 93 (93A, 93B).
[0049]
Although not shown, a cooling unit and a mist trap for separating gas and liquid containing ozone gas in the discharged processing fluid, and an ozone killer for thermally decomposing ozone gas into oxygen are connected to the outlet 81. .
[0050]
Next, the configuration of the processing containers 30A and 30B will be described using the processing container 30A as a representative example. As shown in FIGS. 8 and 9, the processing container 30 </ b> A includes a container main body 100 that accommodates the wafer W, and a lid 101 that covers the upper surface of the container main body 100 and forms a processing space S <b> 1 between the container main body 100. The main part is constituted by.
[0051]
As shown in FIGS. 7 and 8, the container body 100 has a disk-shaped base 100 a having a smaller diameter than the wafer W, a circumferential wall 100 b standing outside the base 100 a, and a circumferential wall between the base 100 a and the circumferential wall 100 b. And a concave groove 100c to be provided.
[0052]
The delivery member 112 is provided at three equally spaced positions on the same circumference of the base 100a, and is formed so that the wafer W can be placed on the support pins 112b provided on the upper surface of the base 112a of the delivery member 112. Have been. A support rod 112c is provided on the lower surface of the base 112a, and is configured to be vertically movable by an elevating means (not shown) such as a cylinder. In addition, an O-ring 112d is provided on the lower surface of the base 112a, so that the lower surface of the base 112a and the base 100a can be brought into close contact with each other to seal the processing space S1 at the time of resist water solubilization treatment (ozone treatment). ing. By configuring the delivery member 112 in this way, the base 112a can be moved upward by the elevating means to receive the wafer W with the main wafer transfer device 18, and the wafer W can be moved down the base 112a. Can be placed on the support member 111.
[0053]
Further, the base 100a has a built-in heater 105 therein, and is formed to be able to raise the temperature of the atmosphere in the processing container 30A and the wafer W.
[0054]
Support members 111 that support the wafer W during the resist water-solubilizing process (ozone process) are provided in four locations at equal intervals in the concave groove 100c.
[0055]
The support member 111 abuts on four peripheral edges of the lower surface of the wafer W accommodated in the container body 100, and forms a gap G1 having a height of about 1 mm between the lower surface of the wafer W supported at the accommodation position and the upper surface of the base 100a. It comprises a base 111a to be formed, and a locking portion 111b that prevents the wafer W supported at the accommodation position from shifting in the horizontal direction and stably supports the wafer W. The support member 111 is formed of a synthetic resin member such as PTFE, for example.
[0056]
On the upper surface of the circumferential wall 100b, there are provided O-rings 115a and 115b which are respectively fitted in concentrically provided circumferential grooves. Thereby, the upper surface of the peripheral portion of the base 100a and the lower surface of the below-described hanging wall 101b of the lid 101 are brought into close contact with each other, and the processing space S1 can be sealed.
[0057]
In the circumferential wall 100b, a supply port 120 for introducing the processing fluid into the processing container 30A and an outlet 121 for discharging the processing fluid introduced into the processing container 30A face the center of the container body 100. The main supply pipe 40 is connected to the supply port 120, and the discharge pipe 80 is connected to the discharge port 121.
[0058]
As shown in FIGS. 7 and 8, the supply port 120 and the discharge port 121 are open to the bottom side of the concave groove 100c at two positions opposed to each other with the center therebetween. Thus, the processing fluid introduced from the supply port 120 once collides with the wall of the groove 100c and is dispersed, and then is discharged from the discharge port 121 on the opposite side.
[0059]
The lid 101 is composed of a base 101a in which a heater 125 is incorporated, and a hanging wall 101b hung on the lower surface of the peripheral portion of the base 101a. When the lid 101 is lowered by a cylinder mechanism (not shown), The hanging wall 101b is in close contact with the O-rings 115a and 115b of the circumferential wall 100b, and forms a gap G2 having a height of about 1 mm between the upper surface of the wafer W supported at the accommodation position and the lower surface of the base 101a. The inside of the processing container 30A is sealed.
[0060]
Next, a process of processing the wafer W in the processing system 1 configured as described above will be described. First, the wafers W are taken out one by one from the carrier C placed on the placing table 6 of the in / out port 4 by the take-out and storage arm 11. The take-out storage arm 11 transports the taken-out wafer W to the wafer transfer unit 17. Next, the main wafer transfer device 18 receives the wafer W from the wafer transfer unit 17 and appropriately loads the wafer W into each of the substrate processing units 23a to 23h by the main wafer transfer device 18. Then, in each of the substrate processing units 23a to 23h, the resist applied to the surface of the wafer W is water-soluble. The wafer W having undergone the predetermined resist water-solubilization process is appropriately carried out of each of the substrate processing units 23a to 23h by the transfer arm 18a. Thereafter, the wafer W is appropriately loaded into any of the substrate cleaning units 12, 13, 14, and 15 by the transfer arm 18a, and a cleaning process for removing water-soluble resist attached to the wafer W is performed using pure water or the like. It is performed by. Thereby, the resist applied to the wafer W is removed. In each of the substrate cleaning units 12, 13, 14, and 15, after performing a cleaning process on the wafer W, a process of removing particles and metal contaminants is performed using a chemical solution as needed, and then a drying process. Is performed. Thereafter, the wafer W is transferred to the transfer unit 16 again by the transfer arm 18a. Then, the wafer W is received from the delivery unit 16 to the take-out storage arm 11, and the wafer W from which the resist has been peeled off by the take-out storage arm 11 is stored in the carrier C.
[0061]
Next, an operation mode of the substrate processing units 23a to 23h will be described on behalf of the substrate processing unit 23a. First, with the cover 101 separated from the container body 100, the transfer arm 18a of the main wafer transfer device 18 is moved below the cover 101, and the delivery member 112 receives the wafer W from the transfer arm 18a. . Next, when the delivery member 112 is lowered by driving a cylinder (not shown), the support member 111 receives the wafer W from the delivery member 112 and supports the four peripheral portions of the wafer W to support the lower surface of the wafer W and the upper surface of the base 100a. A gap G1 is formed therebetween.
[0062]
Next, when the lid 101 is lowered, the hanging wall 101b of the lid 101 comes into contact with the upper surface of the circumferential wall 100b of the container body 100, and the O-rings 115a and 115b are pressed against each other to seal the container body 100. At this time, a gap G2 is formed between the upper surface of the wafer W and the lower surface of the base 101a.
[0063]
After loading the wafer W into the processing container 30A, the main wafer transfer device 18 receives the wafer W from the transfer unit 17 in the same manner as loading the wafer W into the processing container 30A, and transfers the wafer W to the processing container 30A. The CPU 200 is controlled to carry the wafer W into the ozone processing unit 23b after a predetermined time from the time when the wafer W is carried. In this manner, the main wafer transfer device 18 sequentially loads the wafers W into the ozone processing units 23a to 23h at predetermined time intervals.
[0064]
When the wafer W is carried into the processing container 30A, the atmosphere in the processing container 30A and the temperature of the wafer W are raised by operating the heaters 105 and 125 in a state where the lid 101 is sealed in the container main body 100 (temperature rising). Process). Thereby, the resist water-solubilizing treatment (ozone treatment) of the wafer W can be promoted.
[0065]
When the temperature in the atmosphere in the processing container 30A and the wafer W are sufficiently increased, information indicating that the temperature is sufficiently increased is transmitted to the CPU 200, and the CPU 200 transmits a control signal to start supplying the ozone gas to the processing container 30A. Send.
[0066]
Next, the supply switching means 60 is operated to supply a predetermined concentration of ozone gas from the ozone gas generator 42 into the processing vessel 30A via the ozone gas supply pipe 44. Then, the inside of the processing container 30A is set to an ozone gas atmosphere while the pressure inside the processing container 30A is kept constant. At this time, when the inside of the processing container 30A reaches around the target pressure, the relief valve 90 and the air-operated valve 91 operate, and the pressure in the processing container 30A is maintained at a state higher than the atmospheric pressure, for example, at a gauge pressure of about 0.2 MPa. It is. In this way, the processing container 30A is filled with a predetermined concentration of ozone gas. At this time, the atmosphere in the processing container 30A and the temperature of the wafer W are maintained by heating the heaters 105 and 125. The atmosphere in the processing container 30A exhausted by the exhaust pipe 80 is exhausted to a mist trap (not shown).
[0067]
Thereafter, the first and second switching valves 61 and 62 are operated to simultaneously supply the ozone gas and the water vapor into the processing container 30A into the processing container 30A, thereby performing the resist water-solubilizing process on the wafer W. At this time, the pressure in the steam generator 41 is detected by the pressure sensor 53, and the detection signal is transmitted to the CPU 200. The control signal from the CPU 200 controls the flow rate of the motor valve 50, and controls the opening and closing of the on-off valve 51. Thus, excess steam generated (generated) by the steam generator 41 is discharged to the mist trap 300 via the steam discharge pipe 70B. Thereby, the internal pressure of the steam generator 41 can be suppressed within a certain range (for example, within ± 3 kPa).
[0068]
On the other hand, the pressure in the processing container 30A is detected by the pressure sensor 93 (93A) and transmitted to the CPU 200, and the opening and closing of the air operable valve 91 is controlled based on a control signal from the CPU 200, so that the pressure in the processing container 30A becomes a predetermined pressure. Adjusted. The steam supplied from the steam generator 41 passes through the main supply pipe 40 (40A) while being controlled at a predetermined temperature, for example, about 115 ° C. by a temperature controller (not shown), and is mixed with the ozone gas in the supply switching means 60. Then, it is supplied into the processing container 30A. Also in this case, the pressure in the processing container 30A is maintained at a higher level than the atmospheric pressure, for example, at a gauge pressure of about 0.2 MPa. That is, the value of the predetermined pressure set in the CPU 200 is compared with the actual measurement value, and when the pressure in the processing container 30A becomes higher than a predetermined pressure (set pressure, target pressure), the air operation valve 91 is opened, and When the pressure becomes lower than (set pressure, target pressure), the air operation valve 91 is controlled so as to close, so that the pressure in the processing container 30A is kept higher than the atmospheric pressure. Even after the ozone gas atmosphere is established in the processing container 30A, the ambient temperature in the processing container 30A and the temperature of the wafer W are maintained at predetermined temperatures by heating the heaters 105 and 125. In this way, the resist applied to the surface of the wafer W is solubilized by the mixed processing fluid of the ozone gas and the steam filled in the processing container 30A (processing step). Therefore, the pressure control (especially, the temperature rise) and the temperature control (especially, the temperature rise) in the processing container 30A can be quickly performed, so that the performance of the resist solubilization process can be improved. Further, the consumption amount of the processing fluid, that is, the ozone gas and the water vapor can be reduced. Further, the size of the processing container 30A and thus the size of the substrate unit can be reduced.
[0069]
During the resist water-solubilizing process, the supply of the mixed process fluid is continued from the main supply line 40 (40A), and the discharge of the mixed process fluid is continued from the discharge line 80 (80A). At this time, the supply port 37 connected to the main supply pipe 40A discharges the mixed processing fluid to one side of the wafer W, and the discharge port 38 connected to the discharge pipe 80 is connected to the supply port 37 around the wafer W. The mixed processing fluid is discharged from a position opposite to. Therefore, the mixed processing fluid supplied to the wafer W flows through the processing space S1 formed between the upper surface of the wafer W and the lid 101 toward the discharge port 38 and the discharge pipe 80. Further, the mixed processing fluid around the wafer W flows to the discharge port 38 and the discharge pipe 80 along the peripheral edge of the wafer W.
[0070]
After the predetermined resist water-solubilization processing is completed, the mixed processing fluid of ozone gas and water vapor is discharged from the processing container 30A. First, the flow rate switching valve 46 is switched to the large flow rate portion 46 a side to supply a large amount of purified N 2 gas from the nitrogen (N 2) gas supply source 43 into the processing vessel 30 A and to be interposed in the discharge line 80. The air operated valve 91 is opened. Then, the N2 gas is supplied from the N2 gas supply source 43 while exhausting the inside of the processing container 30A. Thereby, the inside of the main supply pipe 40, the processing vessel 30A, and the discharge pipe 80 can be purged with the purified N2 gas. The discharged ozone gas is discharged to a mist trap (not shown) through the discharge line 80 (discharge step).
[0071]
Thereafter, the cover 101 is moved upward by operating a cylinder (not shown), and then the delivery member 112 is raised by the cylinder (not shown) to receive the wafer W supported by the support member 111. In this state, the transfer arm 18a of the main wafer transfer device 18 enters below the wafer W, receives the wafer W supported by the transfer member 112, and unloads the wafer W from the processing chamber 30A (wafer unloading step). ).
[0072]
Next, as described above, while the water vapor (and ozone) is being supplied to the processing container 30A (during the water-solubilizing process), both the processing containers 30A when the supply of the water vapor (and ozone) is started to the processing container 30B are started. , 30B will be described. The means for supplying the fluid (ozone, purge N2, etc.) to the processing container 30B before and after the supply of steam to the processing container 30B is the same as the procedure performed in the processing container 30A.
[0073]
When water vapor is supplied to the processing vessel 30A with the first switching valve 61 of the supply switching means 60A provided in the main supply pipe 40A connected to the processing vessel 30A being opened, the processing vessel is further treated. When water vapor is supplied also to 30B, the following is performed.
[0074]
After the temperature of the processing container 30B is raised and the processing container 30B is already filled with ozone, the first switching valve 61 of the supply switching means 60B provided in the main supply pipe 40B connected to the processing container 30B is opened, The supply of steam into the processing container 30B is started. At this time, a detection signal detected by the pressure sensor 53 is transmitted to the CPU 200, and the control signal from the CPU 200 does not control the motor valve 50A and closes the on-off valve 51A. Thus, the steam generated (generated) by the steam generator 42 can be accurately distributed to the processing vessels 30A and 30B.
[0075]
In this way, in a state where the ozone gas and the steam are supplied into the processing container 30B, the relief valve 90 (90B) and the air operation valve 91 (91B) provided in the discharge pipe 80B are controlled in the same manner as described above, The pressure in the processing container 30B is adjusted. As a result, the pressures of the two processing vessels 30A and 30B are maintained at the same level.
[0076]
In the above embodiment, the case where one steam generator 41 is connected to two processing vessels 30A and 30B has been described, but one steam generator 41 is connected to three or more processing vessels. It is also possible. In this case, the motor valve 50 provided in the solvent vapor discharge pipe 70 connected to the upstream side (primary side) of the supply switching means 60 provided in the main supply pipe 40 connected to each processing vessel. May be adjusted in accordance with the number of processing vessels. That is, since the steam generator 41 generates (generates) the steam for all the processing containers, the steam generator 41 may be set to discharge the steam for the unused processing containers.
[0077]
Further, in the above embodiment, the case where the substrate processing apparatus according to the present invention is applied to the substrate processing unit configured to perform the resist removal processing, the cleaning processing, and the like on the surface of the semiconductor wafer has been described. The present invention can be applied to an etching process, a process other than a semiconductor wafer, for example, an LCD substrate, and the like.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the configuration is as described above, the following effects can be obtained.
[0079]
1) According to the first, third, and sixth aspects of the present invention, when steam is supplied from a steam supply source via a supply switching unit to a processing container in which the processing of the substrate to be processed is performed. Depending on the internal pressure and the supply of steam to the processing vessel, the flow rate of steam supplied to the processing vessel is changed between a supply switching unit and a steam supply source or through a steam discharge pipe connected to the steam supply source. By controlling the adjusting means to control the discharge flow rate, the supply amount of steam to the processing container can be kept constant, so that the pressure in the processing container can be maintained within a predetermined pressure range. Therefore, even when a processing fluid containing steam is supplied to the processing container from the steam supply source, pressure control in the processing container can be easily and reliably performed without using temperature control. In this case, even when a processing fluid containing steam is simultaneously supplied from a common steam supply source to a plurality of processing vessels, pressure control in each processing vessel can be easily and reliably performed without depending on temperature control ( Claims 2 and 7).
[0080]
(2) According to the fourth aspect of the present invention, by providing the pressure detecting means in the pipeline connected to the steam supply source, the pressure in the steam supply source can be reduced without being affected by the temperature of the steam supply source. Since the detection can be performed accurately, the flow rate control of the flow rate adjusting means can be made more accurate in addition to the above (1).
[0081]
(3) According to the fifth aspect of the present invention, by providing an air supply port on the discharge side of the flow rate adjusting means in the steam discharge pipe line and connecting an air supply source to the air supply port, the steam discharge pipe is provided. Air can be supplied into the passage, and the supplied air can prevent the steam discharged from the steam discharge conduit from flowing back to the supply side. Therefore, in addition to the above (1) and (2), it is possible to easily and reliably control the pressure in the processing container.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a semiconductor wafer processing system to which a substrate processing apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic side view of the processing system.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a piping system of the substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a piping diagram showing a control section of a steam supply system according to the present invention.
FIGS. 5A and 5B are a sectional view showing a steam generator according to the present invention and an enlarged sectional view of a portion II in FIG. 5A.
FIG. 6 is a sectional view showing a motor valve according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing the open / closed state of the processing container in the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan view showing a structure of a container main body of the processing container.
[Explanation of symbols]
W Semiconductor wafer (substrate to be processed)
30A, 30B Processing vessels 40, 40A, 40B Main supply line (steam supply line)
41 Steam generator (steam supply source)
42 Ozone gas generator (processing gas supply source)
50 Motor valve (flow control means)
51 opening / closing valve 53 pressure sensor (pressure detecting means)
60, 60A, 60B Supply switching means 70, 70A, 70B Steam discharge pipe (steam discharge pipe)
200 CPU (control means)

Claims (7)

処理容器内に収容された被処理基板に蒸気を含む処理流体を供給して、処理容器内を加圧した状態で、被処理基板を処理する基板処理装置であって、
内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器と、
前記処理容器に前記蒸気を供給する蒸気供給源と、
前記蒸気供給源と前記処理容器を接続する蒸気供給管路と、
前記蒸気供給管路に介設される供給切換手段とを具備し、
前記蒸気供給管路における前記供給切換手段と蒸気供給源との間、又は蒸気供給源に蒸気排出管路を接続し、
前記蒸気排出管路に可変の流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus for processing a substrate to be processed, by supplying a processing fluid containing steam to the substrate to be processed housed in the processing container and pressurizing the inside of the processing container,
A processing container in which the processing of the substrate to be processed is performed,
A steam supply source for supplying the steam to the processing container,
A steam supply pipe connecting the steam supply source and the processing container,
Supply switching means interposed in the steam supply pipeline,
A steam discharge line is connected between the supply switching means and the steam supply source in the steam supply line, or to the steam supply source,
A substrate processing apparatus, wherein a variable flow rate adjusting means is provided in the steam discharge pipe. 請求項１記載の基板処理装置において、
１つの前記蒸気供給源と複数の前記処理容器とを蒸気供給管路を介して接続してなる、ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus, comprising: a single steam supply source and a plurality of processing vessels connected via a steam supply pipe. 請求項１又は２記載の基板処理装置において、
前記蒸気供給源内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された検出信号に基づいて前記流量調整手段を流量制御する制御手段とを更に具備してなる、ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein
The fuel cell system further comprises pressure detecting means for detecting a pressure in the steam supply source, and control means for controlling the flow rate of the flow rate adjusting means based on a detection signal detected by the pressure detecting means. Substrate processing equipment. 請求項３記載の基板処理装置において、
前記圧力検出手段を、前記蒸気供給源に接続する管路に介設してなる、ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 3,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the pressure detecting means is provided in a pipe connected to the steam supply source. 請求項１、２又は３記載の基板処理装置において、
前記蒸気排出管路における流量調整手段の排出側に、空気供給口を設けると共に、この空気供給口に空気供給源を接続してなる、ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, 2 or 3,
A substrate processing apparatus, wherein an air supply port is provided on the discharge side of the flow rate adjusting means in the steam discharge conduit, and an air supply source is connected to the air supply port. 処理容器内に収容された被処理基板に蒸気を含む処理流体を供給して、処理容器内を加圧した状態で、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
内部で前記被処理基板の処理が行われる処理容器に供給切換手段を介して蒸気供給源から蒸気を供給するに際し、
前記蒸気供給源の内圧及び前記処理容器への蒸気の供給に応じて、前記処理容器に供給される前記蒸気の排出流量を制御することにより、処理容器への蒸気の供給量を一定にする、ことを特徴とする基板処理方法。A substrate processing method for processing a substrate to be processed, by supplying a processing fluid containing steam to the substrate to be processed housed in the processing container and pressurizing the inside of the processing container,
When supplying steam from a steam supply source via a supply switching unit to a processing container in which the processing of the substrate to be processed is performed,
By controlling the discharge flow rate of the steam supplied to the processing container according to the internal pressure of the steam supply source and the supply of the steam to the processing container, the supply amount of the steam to the processing container is made constant. A substrate processing method characterized by the above-mentioned. 請求項６記載の基板処理方法において、
共通の前記蒸気供給源から複数の前記処理容器に蒸気を供給すると共に、各処理容器への蒸気の供給量を一定にする、ことを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 6,
A method of processing a substrate, comprising: supplying steam to a plurality of processing vessels from a common steam supply source; and supplying a constant amount of steam to each processing vessel.

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