JP3953361B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板を蒸気とガスを含む雰囲気下で処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【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、フォトリソグラフィー技術を用いて半導体ウエハに所定の回路パターンを形成している。具体的には、洗浄処理された半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光し、これを現像処理し、さらにエッチングや不純物注入等を行った後に、半導体ウエハから不用となったレジスト膜を除去（剥離）する一連の処理が行われている。
【０００３】
ここで、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法としては、硫酸と過酸化水素とを含むＳＰＭと称される薬液またはオゾンが溶解した薬液が貯留された洗浄槽内に半導体ウエハを浸漬させる方法が知られている。しかし、このような薬液に半導体ウエハを浸漬する方法では、薬液中に混入しているパーティクルが半導体ウエハに付着したり、半導体ウエハに付着していたパーティクルが薬液中に分散して、別の半導体ウエハに付着する等の問題があった。また、ＳＰＭ薬液を用いた場合には、使用済み排液の処理にコストが掛かるといった問題もある。
【０００４】
そこで、近年、水蒸気とオゾン含有ガスを用いてレジスト膜を変質させ、その後に水洗処理を行うことにより、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法が提案されている。このようなレジスト除去方法は、密閉された処理容器内に半導体ウエハを収納して、この処理容器内にオゾンと水蒸気を供給することによって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスは腐食性が高いために、処理容器の内面や、処理容器内に設けられた各種の部材、例えば半導体ウエハを保持する保持部材を腐食させてしまい、こうして腐食した部分からパーティクル等が発生して半導体ウエハを汚染する問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、処理容器および処理容器内部に設けられた各種部材の腐食を防止した基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ２被覆が施され、前記処理容器は、前記処理容器の内部に設けられる部材を配設するための孔部を有し、前記孔部の内壁面にＳｉＯ ２ 被覆が施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
また、本発明の第２の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、前記処理容器は容器本体と容器カバーとからなり、前記容器本体と前記容器カバーとの離接部にシール部が設けられ、前記処理容器の内面から前記シール部までＳｉＯ ２ 被覆が延在して施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
さらに、本発明の第３の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
【０００８】
また、本発明の第４の観点によれば、レジスト膜が形成された基板を水蒸気とオゾン含有ガスにより処理する基板処理方法であって、表面にＳｉＯ２被覆が施された部材が内部に設けられ、かつ、内面がＳｉＯ２被覆された処理容器の内部に基板を収容する第１工程と、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する第２工程と、前記処理容器内への水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止する第３工程と、前記処理容器内のガスを排気し、前記処理容器内に空気を導入する第４工程と、を有し、前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理方法、が提供される。
【０００９】
このような基板処理装置および基板処理方法によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。このように本発明の基板処理装置は高い耐久性を有する。また、処理容器内におけるパーティクル等の発生が防止されるために、品質の高い基板を得ることが可能となる。さらに処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することによって処理時間を短縮することが可能であり、これによりスループットを向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。この実施の形態においては、レジスト膜が形成された半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗに、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガス（オゾンを一定量含む酸素をいうものとする）を供給し、これらの混合ガスによってレジスト膜を変性させ、半導体ウエハから不用なレジスト膜を除去するレジスト除去装置について説明する。
【００１１】
図１はレジスト除去装置１の概略斜視図であり、図２はその断面図である。レジスト除去装置１は、ウエハＷの処理が行われる処理容器１０と、処理容器１０内でウエハＷを保持する保持手段としてのウエハガイド２０と、処理容器１０内に水蒸気を供給する水蒸気吐出ノズル３０と、処理容器１０内にガスであるオゾン（Ｏ３）含有ガスを供給するオゾンガス吐出ノズル４０と、処理容器１０内に空気を供給する空気吐出ノズル５０と、を有している。
【００１２】
処理容器１０は、例えば５０枚のウエハＷを収容可能な大きさを有する容器本体１１と、この容器本体１１の上面に形成されたウエハ搬入出口１１ａを開閉する容器カバー１２を有しており、容器カバー１２は昇降機構１５ａによって昇降自在となっている。昇降機構１５ａは、制御手段例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）１００に接続されており、ＣＰＵ１００からの制御信号によって容器カバー１２を昇降移動させる。
【００１３】
容器本体１１の上部にはフランジ部１４ａが形成されており、容器カバー１２の下部にはフランジ部１４ｂが形成されている。フランジ部１４ａの上面にはＯリング１６ａ・１６ｂが設けられており、容器カバー１２を降下させることによって、フランジ部１４ａ・１４ｂ間を気密にシールすることができるようになっている。
【００１４】
また、容器カバー１２の上部には、ウエハガイド２０のシャフト２１を貫通させるための筒状突起部２４が形成されている。筒状突起部２４の内面には空気を注入することによって膨張する伸縮式のシール部材２５ａ・２５ｂが設けられており、このシール部材２５ａ・２５ｂに空気を注入することによって、筒状突起部２４の内周面とシャフト２１の外周との間の隙間を気密に封止することができるようになっている。容器カバー１２を降下させてフランジ部１４ａ・１４ｂ間がシールされた状態において、シール部材２５ａ・２５ｂに一定量の空気を注入することにより、処理容器１０内を密閉雰囲気に保持することができる。
【００１５】
容器カバー１２は中央から端に向かう下り傾斜面を有する断面略逆Ｖ字状に形成されており、これにより容器カバー１２の内壁に水蒸気が結露して液滴が生じても、この液滴は下り傾斜面に沿って下方へ流れ、さらに容器本体１１の底部へ流れ落ちる。こうして処理容器１０では、容器カバー１２の内壁に液滴が付着しても、その液滴がウエハＷに落下してウエハＷに付着しないようになっている。
【００１６】
容器本体１１の外周面と底面にはそれぞれラバーヒータ１７ａ・１７ｂが取り付けられ、また容器カバー１２の外周面にはラバーヒータ１７ｃが取り付けられている。これらのラバーヒータ１７ａ〜１７ｃは電源（図示せず）からの電力供給を受けて発熱し、処理容器１０の内部を加熱する。この電源からラバーヒータ１７ａ〜１７ｃへの給電制御はＣＰＵ１００によって行われる。処理容器１０内の温度は温度センサＴＳによって測定可能であり、温度センサＴＳが検出した温度がＣＰＵ１００に送られ、ＣＰＵ１００は、処理容器１０内が定められた一定温度に保持されるように、電源からラバーヒータ１７ａ〜１７ｃへの給電を制御する。これにより処理容器１０の内部温度が、例えば８０℃〜１２０℃（８０℃以上１２０℃以下）の範囲内のほぼ一定の値に保持される。
【００１７】
これらのラバーヒータ１７ａ〜１７ｃによって、処理容器１０内の結露を抑制することができる。特に容器カバー１２の外周面にラバーヒータ１７ｃを設けることによって、容器カバー１２の内壁に結露が生ずることを防止することにより、ウエハＷに結露した液滴が落下することを防止することができる。また、処理容器１０内を８０℃〜１２０℃といった高い温度に保持することによって、ウエハＷの処理時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
処理容器１０は、０．２ＭＰａ以上の差圧に耐える耐圧性を有している。処理容器１０内におけるウエハＷの処理は、処理容器１０内を８０℃〜１２０℃に保持するとともに、処理容器１０の内部圧力を外気圧よりも、例えば０．０５〜０．１ＭＰａ高くすることによって、さらに処理時間を短縮することができる。このために、処理容器１０の母材としては、このような耐圧性を確保するために、例えばステンレス、真鍮、アルミニウム、鋼材等の金属材料が好適に用いられる。
【００１９】
しかしながら、このような金属材料は水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスによって腐食し易く、特に高温かつ陽圧に保持された雰囲気においては、その腐食速度が速まる傾向がある。このために、処理容器１０としてこのような金属材料が内面に露出したものを用いた場合には、容器寿命が短くなるという問題に加えて、金属材料の腐食によって発生するパーティクルによってウエハＷが汚染される問題が生ずる。
【００２０】
そこで、このような金属材料の腐食を防止しつつ、所定の耐圧性を維持するために、処理容器１０としては、上記金属材料を母材とし、かつ、処理容器１０を密閉した際に水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される内壁部分にＳｉＯ ２ 被膜１３が形成されたものが用いられる。このような処理容器１０は耐久性に優れるために長寿命である。また、処理容器１０の内壁の腐食が防止されるためにパーティクルの発生が防止され、これによりウエハＷの品質を高く保持することができる。
【００２１】
処理容器１０の内壁へのＳｉＯ２被膜１３の形成方法としては、例えば、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤（以下「Ｓｉ含有溶剤等」という）を塗布し、これを焼成する方法が挙げられる。この場合において、Ｓｉ含有溶剤等の塗布と焼成を複数回行うことで所定の厚みとする方法を用いると、焼成時にＳｉＯ２被膜にクラックが発生することを防止することができる。最終的に形成されるＳｉＯ２被膜の厚みは、例えば０．５μｍ〜１．５μｍとされる。このような厚みにすることで、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対する十分な耐久性を確保することができ、また処理容器１０内の温度を８０℃〜１２０℃とした場合に、母材の金属材料とＳｉＯ２との熱膨張差に起因してＳｉＯ２被膜にクラックが発生することを抑制することができる。さらに、Ｓｉ含有溶剤等の塗布と焼成の回数を極端に多くすることなく所望する厚みを有するＳｉＯ２被膜を形成することができる。
【００２２】
このようなＳｉＯ２被膜１３は、先に説明したフランジ部１４ａ・１４ｂと筒状突起部２４においては、それぞれ図３および図４に示すように形成されている。すなわち、図３は図２中に示される領域Ａの拡大図であり、フランジ部１４ａにおいてはＳｉＯ２被膜１３は内側のＯリング１６ａの配設位置まで延在して形成され、かつ、フランジ部１４ｂにおいてはＳｉＯ２被膜１３はこの内側のＯリング１６ａに当接する部分まで延在して形成されている。これによりフランジ部１４ａ・１４ｂの腐食が抑制される。
【００２３】
同様に、図４は図２中に示される領域Ｂの拡大図であり、筒状突起部２４においては、ＳｉＯ２被膜１３は下側のシール部材２５ａの配設位置まで延在して形成されている。これにより筒状突起部２４の腐食が抑制される。
【００２４】
容器本体１１の底部には、処理容器１０内に供給された水蒸気によって生成し、処理容器１０の底部に貯留された水を外部へ排出するするための排液管９１が取り付けられている。ＳｉＯ２被膜１３は排液管９１の内面にも形成されており、排液管９１の腐食を抑制している。また、容器本体１１の下部には、水蒸気およびオゾン含有ガスを外部に排出する排気部材９２が設けられ、排気部材９２には排気管９３が連結されている。この排気部材９２と排気管９３において処理容器１０内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、ＳｉＯ２被膜（図示せず）が形成されており、これにより排気部材９２と排気管９３の腐食抑制が図られている。
【００２５】
排液管９１にはバルブＶ１が設けられ、排気管９３にはバルブＶ１´が設けられている。また処理容器１０内には処理容器１０内の圧力を検出する圧力センサＰＳが設けられている。圧力センサＰＳの検出値はＣＰＵ１００に送られ、ＣＰＵ１００は処理容器１０内が所定の圧力となるように、処理容器１０内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給しつつ、これらのバルブＶ１・Ｖ１´の開閉量を調整して処理容器１０から一定量の水蒸気およびオゾン含有ガスならびに水を外部へ排出する。
【００２６】
なお、排気管９３の下流側には、オゾン分解装置（図示せず）が取り付けられており、排気管９３から排気されたオゾン含有ガスに含まれるオゾンはこのオゾン分解装置によって酸素に分解された後に、例えば大気中に放出されるようになっている。また、排液管９１からオゾン含有ガスが排気される場合があるために、排液管９１から排気されたガスもこのオゾン分解装置へ送られてオゾンの分解処理が行われるようになっている。なお、排気管９３の下流側には、強制的に処理容器１０内のガスを排気する強制排気装置（図示せず）が設けられている。
【００２７】
ウエハガイド２０は、鉛直方向を長手方向とするシャフト２１と、このシャフト２１の下部に設けられたウエハ保持部２２から主に構成されている。ウエハガイド２０は昇降機構１５ｂによって昇降自在となっており、昇降機構１５ｂは、ウエハ保持部２２が容器本体１１内の処理位置と外部に対してウエハＷの受け渡しを行う容器本体１１の上方の受け渡し位置との間で移動するように、ウエハガイド２０を移動させる。このウエハガイド２０の昇降動作は、容器カバー１２に設けられたシール部材２５ａ・２５ｂによって、シャフト２１と筒状突起部２４との間がシールされていない状態において行われる。
【００２８】
ウエハ保持部２２には、水平に保持されたウエハ支持部材２２ａ・２２ｂ・２２ｃと、これらウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃを並列に連結保持する連結部材２３とが設けられている。ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃには、ウエハＷを支持するための溝部（図示せず）が一定の間隔で形成されており、ウエハＷはこの溝部に挟まれるようにして略平行にウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持される。容器カバー１２を上方へ移動させてウエハ搬入出口１１ａが開口した状態において、ウエハＷを外部からウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持させ、逆に、ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持されたウエハＷを外部へ搬出する。
【００２９】
ウエハガイド２０の構成部材には、ウエハＷを保持した際の変形がなく、ウエハＷを保持した状態での昇降動作が無理なく行われるように、機械的強度に優れたステンレス等の金属材料が用いられる。ここで、ウエハ保持部２２が容器本体１１内の処理位置に保持され、かつ、容器カバー１２によって処理容器１０が密閉された際に、ウエハガイド２０において処理容器１０内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、処理容器１０の内壁と同様に、ＳｉＯ２被膜（図示せず）が形成されている。これによりウエハガイド２０の腐食が抑制され、ウエハＷへのパーティクルの付着が防止される。
【００３０】
なお、ウエハガイド２０へのＳｉＯ２被膜の形成は、ウエハガイド２０を組み立てた後に行うことができる。また、ウエハガイド２０を構成する各部材についてＳｉＯ２被膜を形成した後に、これらの部材を組み立ててもよい。
【００３１】
水蒸気吐出ノズル３０へは、水蒸気発生器３３で発生した水蒸気が水蒸気供給管３４を通して供給される。水蒸気供給管３４は管内で結露が生じないように図示しないヒータ等の加熱手段によって一定の温度に保持されている。また、水蒸気供給管３４にはバルブＶ２が設けられており、このバルブＶ２の開閉量を制御することによって、所定量の水蒸気を水蒸気吐出ノズル３０に送ることができるようになっている。このバルブＶ２の開閉量の制御はＣＰＵ１００によって行われる。
【００３２】
図５は水蒸気吐出ノズル３０の概略構造を示す断面図である。水蒸気吐出ノズル３０は紙面に垂直な方向に延在する管体３１と、管体３１内に設けられた棒状のヒータ３２から主に構成されており、管体３１には、水蒸気を吐出する水蒸気吐出口３１ａと管体３１内に生じた結露水を排出するための排液口３１ｂが、それぞれ一定間隔で長手方向に複数設けられている。
【００３３】
水蒸気供給管３４から供給される水蒸気は、管体３１の内壁とヒータ３２の外周面との隙間を流れて、水蒸気吐出口３１ａから処理容器１０内に吐出される。ここで、水蒸気吐出口３１ａは、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で水蒸気が吐出されるように、管体３１に形成されている。これにより水蒸気吐出口３１ａから吐出された水蒸気は処理容器１０の内壁に沿って上昇し、処理容器１０の上部（容器カバー１２の内側上部）においてオゾンガス吐出ノズル４０から吐出されたオゾン含有ガスと混合され、ダウンフローとなってウエハＷに供給される。
【００３４】
なお、水蒸気をこのような角度で水蒸気吐出口３１ａから吐出することにより、水蒸気がオゾン含有ガスと混合される前に直接にウエハＷに触れることを防止して、処理ムラを防止することができる。また、水蒸気とともに液滴が水蒸気吐出口３１ａから吐出された場合においても、この液滴がウエハＷに付着して処理ムラが発生することを防止することができる。
【００３５】
ヒータ３２は管体３１内での水蒸気の結露を防止する役割を果たすが、管体３１内に結露等によって生じた液滴が貯留しても、このような水は管体３１の下部に設けられた排液口３１ｂから水蒸気とともに下向きに吐出される。このとき排液口３１ｂから吐出される水と水蒸気はウエハＷに直接に接触することはないために、ウエハＷの汚染は防止される。なお、排液口３１ｂの数は水蒸気吐出口３１ａよりも少なくともよい。
【００３６】
水蒸気吐出ノズル３０において、管体３１の外表面と水蒸気吐出口３１ａの周囲にはＳｉＯ２被膜３５が形成されている。これにより管体３１の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルが水蒸気とともに処理容器１０内に放出されてウエハＷに付着するといった汚染の発生を防止することができる。同様に、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される水蒸気供給管３４の一部にＳｉＯ２被膜を形成することにより、処理容器１０内におけるパーティクルの発生を防止することができる。
【００３７】
オゾンガス吐出ノズル４０は、処理容器１０に収容されたウエハＷを挟んで水蒸気吐出ノズル３０と対向する位置に設けられている。図６はオゾンガス吐出ノズル４０の概略構造と、オゾンガス吐出ノズル４０の容器本体１１への取り付けの形態を示す断面図である。オゾンガス吐出ノズル４０もまた管形状を有し、外管４１内に内管４２が設けられた二重構造を有している。外管４１と内管４２にはそれぞれ長手方向に一定間隔でオゾンガス吐出口４１ａ・４２ａが形成されているが、オゾンガス吐出口４１ａとオゾンガス吐出口４２ａは、正反対の向きにオゾン含有ガスを吐出するようになっている。
【００３８】
オゾンガス吐出ノズル４０へのオゾン含有ガスの供給は、オゾンガス発生装置４３と、オゾンガス供給管４４と、オゾンガス供給管４４に介設されたバルブＶ３と、を有するオゾン供給手段４５によって行われる。オゾンガス発生装置４３は、高周波電源４６に接続されて高周波電圧が印加される放電電極４７の間に酸素（Ｏ２）を供給することによって一部の酸素をオゾンに変化させ、オゾン含有ガスを生成させる。なお、高周波電源４６と放電電極４７は、ＣＰＵ１００からの制御信号を受けたスイッチ４８によってスイッチングされ、オゾンガス発生装置４３によって生成されるオゾン含有ガス中のオゾン量が制御されるようになっている。また、オゾンガス発生装置４３を動作させない場合には、オゾンガス吐出ノズル４０からは基ガスである酸素を処理容器１０内に吐出させることができる。
【００３９】
オゾンガス発生装置４３において生成したオゾン含有ガスは、オゾンガス供給管４４を通して内管４２の内部に供給される。オゾンガス供給管４４におけるオゾンガス流量は、ＣＰＵ１００からの制御信号を受けたバルブＶ３によって制御される。オゾンガス吐出ノズル４０において、内管４２の内部に供給されたオゾン含有ガスは、オゾンガス吐出口４２ａから内管４２と外管４１との間の隙間に吐出され、さらに外管４１に設けられたオゾンガス吐出口４１ａから、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で吐出される。オゾンガス吐出口４１ａから吐出されたオゾン含有ガスは処理容器１０の内壁に沿って上昇し、処理容器１０の上部（容器カバー１２の内側上部）において水蒸気吐出ノズル３０から吐出された水蒸気と混合され、ダウンフローとなってウエハＷに供給される。
【００４０】
なお、オゾンガス吐出ノズル４０において、オゾン含有ガスをオゾンガス吐出口４２ａからオゾンガス吐出口４１ａへ、外管４１と内管４２との間の隙間を迂回させて流すことによって、各オゾンガス吐出口４１ａからのオゾン含有ガスの吐出を均一に行うことができる。
【００４１】
水蒸気吐出ノズル３０と同様に、オゾンガス吐出ノズル４０において、外管４１の外表面とオゾンガス吐出口４１ａの周囲にはＳｉＯ２被膜４９が形成されている。これにより外管４１の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルがオゾン含有ガスとともに処理容器１０内に放出されてウエハＷに付着するといった汚染の発生を防止することができる。
【００４２】
オゾンガス供給管４４は、図６に示すように、容器本体１１に設けられた孔部４４ａに挿入して固定されており、この孔部４４ａの内壁にはＳｉＯ２被膜１３が形成されている。また、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒されるオゾン供給管４４の一部には、ＳｉＯ２被膜４９ａが形成されている。これによりオゾンガス供給管４４と容器本体１１におけるオゾンガス供給管４４の取付部分の腐食が抑制されるため、処理容器１０内におけるパーティクルの発生を防止することができる。なお、水蒸気吐出ノズル３０と空気吐出ノズル５０の容器本体１１への取付形態もまた、このようなオゾンガス吐出ノズル４０の取付形態と同様とすることが好ましい。
【００４３】
水蒸気吐出ノズル３０とオゾンガス吐出ノズル４０の下方には、空気吐出ノズル５０が設けられている。例えば、空気吐出ノズル５０としては、オゾンガス吐出ノズル４０と同様の構造を有するものを用いることができる。図示しない空気供給源から空気吐出ノズル５０に供給された空気は、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で吐出される。このようにウエハＷに直接に吐出空気が触れることを防止することによって、ウエハＷへのパーティクルの付着等を防止し、ウエハＷの表面に空気の流れによる処理跡が残らないようにすることができる。なお、空気吐出ノズル５０からは、常温〜２８０℃の範囲の所定の温度の空気を処理容器１０内に供給することができるようになっている。
【００４４】
なお、空気吐出ノズル５０へ供給される空気の流量は、バルブＶ４の開閉量を調整することによって制御され、バルブＶ４の開閉量はＣＰＵ１００によって制御される。
【００４５】
次に、レジスト除去装置１によるウエハＷの処理方法について説明する。図７はウエハＷの処理フローの概略を示す説明図（フローチャート）である。最初に容器カバー１２を上昇させてウエハ搬入出口１１ａを開口させ、また、ウエハ保持部２２を容器本体１１の上方に移動させて、例えば図示しないウエハ搬送手段によって搬送されてきたウエハＷをウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに受け渡す（ステップ１）。
【００４６】
続いてウエハＷが容器本体１１内の所定位置に保持されるように昇降機構１５ｂを動作させてウエハガイド２０を降下させ、次いで容器カバー１２を昇降機構１５ａを動作させて降下させ、フランジ部１４ａ・１４ｂ間を気密にシールする（ステップ２）。その後、シール部材２５ａ・２５ｂに空気を供給し、筒状突起部２４とシャフト２１との間をシールして、処理容器１０内を密閉する（ステップ３）。
【００４７】
次いで、空気吐出ノズル５０から、例えば、２８０℃に加熱された空気を処理容器１０内に供給に供給して、ウエハＷおよび処理容器１０内の雰囲気温度を所定の処理温度、例えば８０℃に昇温する（ステップ４）。その後、オゾンガス吐出ノズル４０から、例えば、オゾン濃度が約９体積％のオゾン含有ガスを約１０リットル／分で処理容器１０内に供給することにより、処理容器１０内の圧力を外気圧よりも例えば、０．０１〜０．０３ＭＰａ程度高い圧力とする（ステップ５）。
【００４８】
処理容器１０内が所定の圧力に到達したことを圧力センサＰＳが検出したら、オゾンガス吐出ノズル４０からのオゾン含有ガスの吐出を継続しながら、水蒸気吐出ノズル３０から、例えば、液体換算で１００ｄｍ３／分の水蒸気を処理容器１０内に供給する（ステップ６）。これにより処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスが混合されて、この混合ガスによってウエハＷに付着しているレジストの除去（剥離処理）が進行する。
【００４９】
処理容器１０内において、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、ＳｉＯ２被膜が形成されているために、処理容器１０内ではこの混合ガスによる腐食の発生が抑制される。なお、この処理の間に処理容器１０内の圧力が、例えば、外気圧よりも０．０５ＭＰａ高い状態に保持されるように、バルブＶ１・Ｖ１´の開閉量が制御されて排液および排気が行われ、かつ、ウエハＷおよび処理容器１０内の温度が、例えば、８０℃に保持されるように、ラバーヒータ１７ａ〜１７ｃの発熱が制御される。
【００５０】
所定の処理時間（例えば、３分〜６分）が経過した後に、水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止し、オゾンガス吐出ノズル４０からは、オゾン発生装置４３を動作させないことによって基ガスである酸素を処理容器１０内に供給する（ステップ７）。これにより処理容器１０内の急激な減圧と湿度低下を防止して、ウエハＷに結露が生ずることを防止することができる。
【００５１】
処理容器１０内への酸素の供給を一定時間、例えば、１分行った後に、酸素の供給を停止し、次に、排気部材９２から処理容器１０内の酸素、オゾンおよび水蒸気の強制排気を行い（ステップ８）、その後に空気吐出ノズル５０から室温の空気を処理容器１０内に供給して、処理容器１０の内圧を外気圧と同じとする（ステップ９）。その後、シール部材２５ａ・２５ｂから空気を放出させてシールを解除した後に容器カバー１２を上昇させ、次いでウエハガイド２０を上昇させて、ウエハ搬送手段へとウエハＷを受け渡し、レジスト除去装置１からウエハＷを搬出する（ステップ１０）。ウエハ搬送手段は、レジスト除去装置１とは別に設けられており、純水等によってウエハＷを洗浄する洗浄処理部へと搬送され、そこでレジストが洗い流される。
【００５２】
図８は、このような一連の処理を、ステンレスを母材とし、その表面にＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイド（以下「ウエハガイドＡ」という）を用いて行った場合のウエハＷのパーティクル分布を示した説明図（写真）である。また、図９は、ＳｉＯ２被膜が形成されていないステンレス製のウエハガイド（以下「ウエハガイドＢ」という）を用いて、ウエハＷを同様に処理した場合のウエハＷのパーティクル分布を示した説明図（写真）である。なお、これらウエハガイドＡ・Ｂを用いた処理において、処理容器１０としては、その内壁にＳｉＯ２被膜１３が形成されているものを用いている。
【００５３】
これら図８および図９から明らかなように、表面にＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイドＡではパーティクルの付着量が少なく、一方、ＳｉＯ２被膜が形成されていないウエハガイドＢを用いた場合には、特にウエハＷがそのウエハ支持部材に当接する部分で多くのパーティクルが付着している状態が確認された。また、処理後のウエハガイドＡには外観上の変化は確認されなかったが、ウエハガイドＢでは表面が褐色に変色していた。このような結果から、ＳｉＯ２被膜が水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対して良好な耐食性を有することが確認され、これにより、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分にＳｉＯ２被膜を形成することが、ウエハＷの品質を高く保持する有効な手段であることがわかる。
【００５４】
なお、ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃとして、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂からなるものを用いた場合にも、ウエハガイドＢを用いた場合と同様に、ウエハＷには多くのパーティクルの付着とテフロンの褐色への変色が確認され、ウエハガイドＡと同等以上の耐久性は確認できなかった。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では半導体ウエハからレジストを除去する場合について説明したが、ＬＣＤ基板からレジストを除去する装置および方法についても本発明を適用することができる。また、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガスを用いた場合について説明したが、基板を処理する対象物に応じて、適宜、好適な蒸気（例えば、溶剤の蒸気）とガスを選択することができる。但し、これら蒸気とガスの混合ガスによってＳｉＯ２被膜が腐食することがないことが前提条件とされる。
【００５６】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。これにより基板処理装置の耐久性を向上させ、処理容器内におけるパーティクル等の発生を防止して、品質の高い基板を得ることが可能となるという顕著な効果が得られる。また、処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することができるために、処理時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理装置の一実施形態であるレジスト除去装置の概略構造を示す斜視図。
【図２】図１記載のレジスト除去装置の概略断面図。
【図３】図２中の領域Ａの拡大図。
【図４】図２中の領域Ｂの拡大図。
【図５】水蒸気吐出ノズルの概略断面図。
【図６】オゾンガス吐出ノズルの概略断面図。
【図７】レジスト除去装置によるウエハの処理工程を示す説明図（フローチャート）。
【図８】ＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【図９】ＳｉＯ２被膜が形成されていないウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【符号の説明】
１；レジスト除去装置
１０；処理容器
１１；容器本体
１２；容器カバー
１３；ＳｉＯ２被膜
１４ａ・１４ｂ；フランジ部
１５ａ・１５ｂ；昇降機構
１６ａ・１６ｂ；Ｏリング
１７ａ〜１７ｃ；ラバーヒータ
２０；ウエハガイド
２２ａ〜２２ｃ；ウエハ支持部材
２５ａ・２５ｂ；シール部材
３０；水蒸気吐出ノズル
３５；ＳｉＯ２被膜
４０；オゾンガス吐出ノズル
４９；ＳｉＯ２被膜
５０；空気吐出ノズル
９１；排液管
９２；排気部材
９３；排気管
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板を蒸気とガスを含む雰囲気下で処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【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、フォトリソグラフィー技術を用いて半導体ウエハに所定の回路パターンを形成している。具体的には、洗浄処理された半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光し、これを現像処理し、さらにエッチングや不純物注入等を行った後に、半導体ウエハから不用となったレジスト膜を除去（剥離）する一連の処理が行われている。
【０００３】
ここで、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法としては、硫酸と過酸化水素とを含むＳＰＭと称される薬液またはオゾンが溶解した薬液が貯留された洗浄槽内に半導体ウエハを浸漬させる方法が知られている。しかし、このような薬液に半導体ウエハを浸漬する方法では、薬液中に混入しているパーティクルが半導体ウエハに付着したり、半導体ウエハに付着していたパーティクルが薬液中に分散して、別の半導体ウエハに付着する等の問題があった。また、ＳＰＭ薬液を用いた場合には、使用済み排液の処理にコストが掛かるといった問題もある。
【０００４】
そこで、近年、水蒸気とオゾン含有ガスを用いてレジスト膜を変質させ、その後に水洗処理を行うことにより、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法が提案されている。このようなレジスト除去方法は、密閉された処理容器内に半導体ウエハを収納して、この処理容器内にオゾンと水蒸気を供給することによって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスは腐食性が高いために、処理容器の内面や、処理容器内に設けられた各種の部材、例えば半導体ウエハを保持する保持部材を腐食させてしまい、こうして腐食した部分からパーティクル等が発生して半導体ウエハを汚染する問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、処理容器および処理容器内部に設けられた各種部材の腐食を防止した基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ２被覆が施され、前記処理容器は、前記処理容器の内部に設けられる部材を配設するための孔部を有し、前記孔部の内壁面にＳｉＯ ２ 被覆が施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
また、本発明の第２の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、前記処理容器は容器本体と容器カバーとからなり、前記容器本体と前記容器カバーとの離接部にシール部が設けられ、前記処理容器の内面から前記シール部までＳｉＯ ２ 被覆が延在して施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
さらに、本発明の第３の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
【０００８】
また、本発明の第４の観点によれば、レジスト膜が形成された基板を水蒸気とオゾン含有ガスにより処理する基板処理方法であって、表面にＳｉＯ２被覆が施された部材が内部に設けられ、かつ、内面がＳｉＯ２被覆された処理容器の内部に基板を収容する第１工程と、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する第２工程と、前記処理容器内への水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止する第３工程と、前記処理容器内のガスを排気し、前記処理容器内に空気を導入する第４工程と、を有し、前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理方法、が提供される。
【０００９】
このような基板処理装置および基板処理方法によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。このように本発明の基板処理装置は高い耐久性を有する。また、処理容器内におけるパーティクル等の発生が防止されるために、品質の高い基板を得ることが可能となる。さらに処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することによって処理時間を短縮することが可能であり、これによりスループットを向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。この実施の形態においては、レジスト膜が形成された半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗに、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガス（オゾンを一定量含む酸素をいうものとする）を供給し、これらの混合ガスによってレジスト膜を変性させ、半導体ウエハから不用なレジスト膜を除去するレジスト除去装置について説明する。
【００１１】
図１はレジスト除去装置１の概略斜視図であり、図２はその断面図である。レジスト除去装置１は、ウエハＷの処理が行われる処理容器１０と、処理容器１０内でウエハＷを保持する保持手段としてのウエハガイド２０と、処理容器１０内に水蒸気を供給する水蒸気吐出ノズル３０と、処理容器１０内にガスであるオゾン（Ｏ３）含有ガスを供給するオゾンガス吐出ノズル４０と、処理容器１０内に空気を供給する空気吐出ノズル５０と、を有している。
【００１２】
処理容器１０は、例えば５０枚のウエハＷを収容可能な大きさを有する容器本体１１と、この容器本体１１の上面に形成されたウエハ搬入出口１１ａを開閉する容器カバー１２を有しており、容器カバー１２は昇降機構１５ａによって昇降自在となっている。昇降機構１５ａは、制御手段例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）１００に接続されており、ＣＰＵ１００からの制御信号によって容器カバー１２を昇降移動させる。
【００１３】
容器本体１１の上部にはフランジ部１４ａが形成されており、容器カバー１２の下部にはフランジ部１４ｂが形成されている。フランジ部１４ａの上面にはＯリング１６ａ・１６ｂが設けられており、容器カバー１２を降下させることによって、フランジ部１４ａ・１４ｂ間を気密にシールすることができるようになっている。
【００１４】
また、容器カバー１２の上部には、ウエハガイド２０のシャフト２１を貫通させるための筒状突起部２４が形成されている。筒状突起部２４の内面には空気を注入することによって膨張する伸縮式のシール部材２５ａ・２５ｂが設けられており、このシール部材２５ａ・２５ｂに空気を注入することによって、筒状突起部２４の内周面とシャフト２１の外周との間の隙間を気密に封止することができるようになっている。容器カバー１２を降下させてフランジ部１４ａ・１４ｂ間がシールされた状態において、シール部材２５ａ・２５ｂに一定量の空気を注入することにより、処理容器１０内を密閉雰囲気に保持することができる。
【００１５】
容器カバー１２は中央から端に向かう下り傾斜面を有する断面略逆Ｖ字状に形成されており、これにより容器カバー１２の内壁に水蒸気が結露して液滴が生じても、この液滴は下り傾斜面に沿って下方へ流れ、さらに容器本体１１の底部へ流れ落ちる。こうして処理容器１０では、容器カバー１２の内壁に液滴が付着しても、その液滴がウエハＷに落下してウエハＷに付着しないようになっている。
【００１６】
容器本体１１の外周面と底面にはそれぞれラバーヒータ１７ａ・１７ｂが取り付けられ、また容器カバー１２の外周面にはラバーヒータ１７ｃが取り付けられている。これらのラバーヒータ１７ａ〜１７ｃは電源（図示せず）からの電力供給を受けて発熱し、処理容器１０の内部を加熱する。この電源からラバーヒータ１７ａ〜１７ｃへの給電制御はＣＰＵ１００によって行われる。処理容器１０内の温度は温度センサＴＳによって測定可能であり、温度センサＴＳが検出した温度がＣＰＵ１００に送られ、ＣＰＵ１００は、処理容器１０内が定められた一定温度に保持されるように、電源からラバーヒータ１７ａ〜１７ｃへの給電を制御する。これにより処理容器１０の内部温度が、例えば８０℃〜１２０℃（８０℃以上１２０℃以下）の範囲内のほぼ一定の値に保持される。
【００１７】
これらのラバーヒータ１７ａ〜１７ｃによって、処理容器１０内の結露を抑制することができる。特に容器カバー１２の外周面にラバーヒータ１７ｃを設けることによって、容器カバー１２の内壁に結露が生ずることを防止することにより、ウエハＷに結露した液滴が落下することを防止することができる。また、処理容器１０内を８０℃〜１２０℃といった高い温度に保持することによって、ウエハＷの処理時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
処理容器１０は、０．２ＭＰａ以上の差圧に耐える耐圧性を有している。処理容器１０内におけるウエハＷの処理は、処理容器１０内を８０℃〜１２０℃に保持するとともに、処理容器１０の内部圧力を外気圧よりも、例えば０．０５〜０．１ＭＰａ高くすることによって、さらに処理時間を短縮することができる。このために、処理容器１０の母材としては、このような耐圧性を確保するために、例えばステンレス、真鍮、アルミニウム、鋼材等の金属材料が好適に用いられる。
【００１９】
しかしながら、このような金属材料は水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスによって腐食し易く、特に高温かつ陽圧に保持された雰囲気においては、その腐食速度が速まる傾向がある。このために、処理容器１０としてこのような金属材料が内面に露出したものを用いた場合には、容器寿命が短くなるという問題に加えて、金属材料の腐食によって発生するパーティクルによってウエハＷが汚染される問題が生ずる。
【００２０】
そこで、このような金属材料の腐食を防止しつつ、所定の耐圧性を維持するために、処理容器１０としては、上記金属材料を母材とし、かつ、処理容器１０を密閉した際に水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される内壁部分にＳｉＯ ２ 被膜１３が形成されたものが用いられる。このような処理容器１０は耐久性に優れるために長寿命である。また、処理容器１０の内壁の腐食が防止されるためにパーティクルの発生が防止され、これによりウエハＷの品質を高く保持することができる。
【００２１】
処理容器１０の内壁へのＳｉＯ２被膜１３の形成方法としては、例えば、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤（以下「Ｓｉ含有溶剤等」という）を塗布し、これを焼成する方法が挙げられる。この場合において、Ｓｉ含有溶剤等の塗布と焼成を複数回行うことで所定の厚みとする方法を用いると、焼成時にＳｉＯ２被膜にクラックが発生することを防止することができる。最終的に形成されるＳｉＯ２被膜の厚みは、例えば０．５μｍ〜１．５μｍとされる。このような厚みにすることで、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対する十分な耐久性を確保することができ、また処理容器１０内の温度を８０℃〜１２０℃とした場合に、母材の金属材料とＳｉＯ２との熱膨張差に起因してＳｉＯ２被膜にクラックが発生することを抑制することができる。さらに、Ｓｉ含有溶剤等の塗布と焼成の回数を極端に多くすることなく所望する厚みを有するＳｉＯ２被膜を形成することができる。
【００２２】
このようなＳｉＯ２被膜１３は、先に説明したフランジ部１４ａ・１４ｂと筒状突起部２４においては、それぞれ図３および図４に示すように形成されている。すなわち、図３は図２中に示される領域Ａの拡大図であり、フランジ部１４ａにおいてはＳｉＯ２被膜１３は内側のＯリング１６ａの配設位置まで延在して形成され、かつ、フランジ部１４ｂにおいてはＳｉＯ２被膜１３はこの内側のＯリング１６ａに当接する部分まで延在して形成されている。これによりフランジ部１４ａ・１４ｂの腐食が抑制される。
【００２３】
同様に、図４は図２中に示される領域Ｂの拡大図であり、筒状突起部２４においては、ＳｉＯ２被膜１３は下側のシール部材２５ａの配設位置まで延在して形成されている。これにより筒状突起部２４の腐食が抑制される。
【００２４】
容器本体１１の底部には、処理容器１０内に供給された水蒸気によって生成し、処理容器１０の底部に貯留された水を外部へ排出するするための排液管９１が取り付けられている。ＳｉＯ２被膜１３は排液管９１の内面にも形成されており、排液管９１の腐食を抑制している。また、容器本体１１の下部には、水蒸気およびオゾン含有ガスを外部に排出する排気部材９２が設けられ、排気部材９２には排気管９３が連結されている。この排気部材９２と排気管９３において処理容器１０内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、ＳｉＯ２被膜（図示せず）が形成されており、これにより排気部材９２と排気管９３の腐食抑制が図られている。
【００２５】
排液管９１にはバルブＶ１が設けられ、排気管９３にはバルブＶ１´が設けられている。また処理容器１０内には処理容器１０内の圧力を検出する圧力センサＰＳが設けられている。圧力センサＰＳの検出値はＣＰＵ１００に送られ、ＣＰＵ１００は処理容器１０内が所定の圧力となるように、処理容器１０内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給しつつ、これらのバルブＶ１・Ｖ１´の開閉量を調整して処理容器１０から一定量の水蒸気およびオゾン含有ガスならびに水を外部へ排出する。
【００２６】
なお、排気管９３の下流側には、オゾン分解装置（図示せず）が取り付けられており、排気管９３から排気されたオゾン含有ガスに含まれるオゾンはこのオゾン分解装置によって酸素に分解された後に、例えば大気中に放出されるようになっている。また、排液管９１からオゾン含有ガスが排気される場合があるために、排液管９１から排気されたガスもこのオゾン分解装置へ送られてオゾンの分解処理が行われるようになっている。なお、排気管９３の下流側には、強制的に処理容器１０内のガスを排気する強制排気装置（図示せず）が設けられている。
【００２７】
ウエハガイド２０は、鉛直方向を長手方向とするシャフト２１と、このシャフト２１の下部に設けられたウエハ保持部２２から主に構成されている。ウエハガイド２０は昇降機構１５ｂによって昇降自在となっており、昇降機構１５ｂは、ウエハ保持部２２が容器本体１１内の処理位置と外部に対してウエハＷの受け渡しを行う容器本体１１の上方の受け渡し位置との間で移動するように、ウエハガイド２０を移動させる。このウエハガイド２０の昇降動作は、容器カバー１２に設けられたシール部材２５ａ・２５ｂによって、シャフト２１と筒状突起部２４との間がシールされていない状態において行われる。
【００２８】
ウエハ保持部２２には、水平に保持されたウエハ支持部材２２ａ・２２ｂ・２２ｃと、これらウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃを並列に連結保持する連結部材２３とが設けられている。ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃには、ウエハＷを支持するための溝部（図示せず）が一定の間隔で形成されており、ウエハＷはこの溝部に挟まれるようにして略平行にウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持される。容器カバー１２を上方へ移動させてウエハ搬入出口１１ａが開口した状態において、ウエハＷを外部からウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持させ、逆に、ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに保持されたウエハＷを外部へ搬出する。
【００２９】
ウエハガイド２０の構成部材には、ウエハＷを保持した際の変形がなく、ウエハＷを保持した状態での昇降動作が無理なく行われるように、機械的強度に優れたステンレス等の金属材料が用いられる。ここで、ウエハ保持部２２が容器本体１１内の処理位置に保持され、かつ、容器カバー１２によって処理容器１０が密閉された際に、ウエハガイド２０において処理容器１０内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、処理容器１０の内壁と同様に、ＳｉＯ２被膜（図示せず）が形成されている。これによりウエハガイド２０の腐食が抑制され、ウエハＷへのパーティクルの付着が防止される。
【００３０】
なお、ウエハガイド２０へのＳｉＯ２被膜の形成は、ウエハガイド２０を組み立てた後に行うことができる。また、ウエハガイド２０を構成する各部材についてＳｉＯ２被膜を形成した後に、これらの部材を組み立ててもよい。
【００３１】
水蒸気吐出ノズル３０へは、水蒸気発生器３３で発生した水蒸気が水蒸気供給管３４を通して供給される。水蒸気供給管３４は管内で結露が生じないように図示しないヒータ等の加熱手段によって一定の温度に保持されている。また、水蒸気供給管３４にはバルブＶ２が設けられており、このバルブＶ２の開閉量を制御することによって、所定量の水蒸気を水蒸気吐出ノズル３０に送ることができるようになっている。このバルブＶ２の開閉量の制御はＣＰＵ１００によって行われる。
【００３２】
図５は水蒸気吐出ノズル３０の概略構造を示す断面図である。水蒸気吐出ノズル３０は紙面に垂直な方向に延在する管体３１と、管体３１内に設けられた棒状のヒータ３２から主に構成されており、管体３１には、水蒸気を吐出する水蒸気吐出口３１ａと管体３１内に生じた結露水を排出するための排液口３１ｂが、それぞれ一定間隔で長手方向に複数設けられている。
【００３３】
水蒸気供給管３４から供給される水蒸気は、管体３１の内壁とヒータ３２の外周面との隙間を流れて、水蒸気吐出口３１ａから処理容器１０内に吐出される。ここで、水蒸気吐出口３１ａは、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で水蒸気が吐出されるように、管体３１に形成されている。これにより水蒸気吐出口３１ａから吐出された水蒸気は処理容器１０の内壁に沿って上昇し、処理容器１０の上部（容器カバー１２の内側上部）においてオゾンガス吐出ノズル４０から吐出されたオゾン含有ガスと混合され、ダウンフローとなってウエハＷに供給される。
【００３４】
なお、水蒸気をこのような角度で水蒸気吐出口３１ａから吐出することにより、水蒸気がオゾン含有ガスと混合される前に直接にウエハＷに触れることを防止して、処理ムラを防止することができる。また、水蒸気とともに液滴が水蒸気吐出口３１ａから吐出された場合においても、この液滴がウエハＷに付着して処理ムラが発生することを防止することができる。
【００３５】
ヒータ３２は管体３１内での水蒸気の結露を防止する役割を果たすが、管体３１内に結露等によって生じた液滴が貯留しても、このような水は管体３１の下部に設けられた排液口３１ｂから水蒸気とともに下向きに吐出される。このとき排液口３１ｂから吐出される水と水蒸気はウエハＷに直接に接触することはないために、ウエハＷの汚染は防止される。なお、排液口３１ｂの数は水蒸気吐出口３１ａよりも少なくともよい。
【００３６】
水蒸気吐出ノズル３０において、管体３１の外表面と水蒸気吐出口３１ａの周囲にはＳｉＯ２被膜３５が形成されている。これにより管体３１の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルが水蒸気とともに処理容器１０内に放出されてウエハＷに付着するといった汚染の発生を防止することができる。同様に、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される水蒸気供給管３４の一部にＳｉＯ２被膜を形成することにより、処理容器１０内におけるパーティクルの発生を防止することができる。
【００３７】
オゾンガス吐出ノズル４０は、処理容器１０に収容されたウエハＷを挟んで水蒸気吐出ノズル３０と対向する位置に設けられている。図６はオゾンガス吐出ノズル４０の概略構造と、オゾンガス吐出ノズル４０の容器本体１１への取り付けの形態を示す断面図である。オゾンガス吐出ノズル４０もまた管形状を有し、外管４１内に内管４２が設けられた二重構造を有している。外管４１と内管４２にはそれぞれ長手方向に一定間隔でオゾンガス吐出口４１ａ・４２ａが形成されているが、オゾンガス吐出口４１ａとオゾンガス吐出口４２ａは、正反対の向きにオゾン含有ガスを吐出するようになっている。
【００３８】
オゾンガス吐出ノズル４０へのオゾン含有ガスの供給は、オゾンガス発生装置４３と、オゾンガス供給管４４と、オゾンガス供給管４４に介設されたバルブＶ３と、を有するオゾン供給手段４５によって行われる。オゾンガス発生装置４３は、高周波電源４６に接続されて高周波電圧が印加される放電電極４７の間に酸素（Ｏ２）を供給することによって一部の酸素をオゾンに変化させ、オゾン含有ガスを生成させる。なお、高周波電源４６と放電電極４７は、ＣＰＵ１００からの制御信号を受けたスイッチ４８によってスイッチングされ、オゾンガス発生装置４３によって生成されるオゾン含有ガス中のオゾン量が制御されるようになっている。また、オゾンガス発生装置４３を動作させない場合には、オゾンガス吐出ノズル４０からは基ガスである酸素を処理容器１０内に吐出させることができる。
【００３９】
オゾンガス発生装置４３において生成したオゾン含有ガスは、オゾンガス供給管４４を通して内管４２の内部に供給される。オゾンガス供給管４４におけるオゾンガス流量は、ＣＰＵ１００からの制御信号を受けたバルブＶ３によって制御される。オゾンガス吐出ノズル４０において、内管４２の内部に供給されたオゾン含有ガスは、オゾンガス吐出口４２ａから内管４２と外管４１との間の隙間に吐出され、さらに外管４１に設けられたオゾンガス吐出口４１ａから、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で吐出される。オゾンガス吐出口４１ａから吐出されたオゾン含有ガスは処理容器１０の内壁に沿って上昇し、処理容器１０の上部（容器カバー１２の内側上部）において水蒸気吐出ノズル３０から吐出された水蒸気と混合され、ダウンフローとなってウエハＷに供給される。
【００４０】
なお、オゾンガス吐出ノズル４０において、オゾン含有ガスをオゾンガス吐出口４２ａからオゾンガス吐出口４１ａへ、外管４１と内管４２との間の隙間を迂回させて流すことによって、各オゾンガス吐出口４１ａからのオゾン含有ガスの吐出を均一に行うことができる。
【００４１】
水蒸気吐出ノズル３０と同様に、オゾンガス吐出ノズル４０において、外管４１の外表面とオゾンガス吐出口４１ａの周囲にはＳｉＯ２被膜４９が形成されている。これにより外管４１の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルがオゾン含有ガスとともに処理容器１０内に放出されてウエハＷに付着するといった汚染の発生を防止することができる。
【００４２】
オゾンガス供給管４４は、図６に示すように、容器本体１１に設けられた孔部４４ａに挿入して固定されており、この孔部４４ａの内壁にはＳｉＯ２被膜１３が形成されている。また、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒されるオゾン供給管４４の一部には、ＳｉＯ２被膜４９ａが形成されている。これによりオゾンガス供給管４４と容器本体１１におけるオゾンガス供給管４４の取付部分の腐食が抑制されるため、処理容器１０内におけるパーティクルの発生を防止することができる。なお、水蒸気吐出ノズル３０と空気吐出ノズル５０の容器本体１１への取付形態もまた、このようなオゾンガス吐出ノズル４０の取付形態と同様とすることが好ましい。
【００４３】
水蒸気吐出ノズル３０とオゾンガス吐出ノズル４０の下方には、空気吐出ノズル５０が設けられている。例えば、空気吐出ノズル５０としては、オゾンガス吐出ノズル４０と同様の構造を有するものを用いることができる。図示しない空気供給源から空気吐出ノズル５０に供給された空気は、容器本体１１の垂直壁に向けて斜め上向きに約４５度の角度で吐出される。このようにウエハＷに直接に吐出空気が触れることを防止することによって、ウエハＷへのパーティクルの付着等を防止し、ウエハＷの表面に空気の流れによる処理跡が残らないようにすることができる。なお、空気吐出ノズル５０からは、常温〜２８０℃の範囲の所定の温度の空気を処理容器１０内に供給することができるようになっている。
【００４４】
なお、空気吐出ノズル５０へ供給される空気の流量は、バルブＶ４の開閉量を調整することによって制御され、バルブＶ４の開閉量はＣＰＵ１００によって制御される。
【００４５】
次に、レジスト除去装置１によるウエハＷの処理方法について説明する。図７はウエハＷの処理フローの概略を示す説明図（フローチャート）である。最初に容器カバー１２を上昇させてウエハ搬入出口１１ａを開口させ、また、ウエハ保持部２２を容器本体１１の上方に移動させて、例えば図示しないウエハ搬送手段によって搬送されてきたウエハＷをウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃに受け渡す（ステップ１）。
【００４６】
続いてウエハＷが容器本体１１内の所定位置に保持されるように昇降機構１５ｂを動作させてウエハガイド２０を降下させ、次いで容器カバー１２を昇降機構１５ａを動作させて降下させ、フランジ部１４ａ・１４ｂ間を気密にシールする（ステップ２）。その後、シール部材２５ａ・２５ｂに空気を供給し、筒状突起部２４とシャフト２１との間をシールして、処理容器１０内を密閉する（ステップ３）。
【００４７】
次いで、空気吐出ノズル５０から、例えば、２８０℃に加熱された空気を処理容器１０内に供給に供給して、ウエハＷおよび処理容器１０内の雰囲気温度を所定の処理温度、例えば８０℃に昇温する（ステップ４）。その後、オゾンガス吐出ノズル４０から、例えば、オゾン濃度が約９体積％のオゾン含有ガスを約１０リットル／分で処理容器１０内に供給することにより、処理容器１０内の圧力を外気圧よりも例えば、０．０１〜０．０３ＭＰａ程度高い圧力とする（ステップ５）。
【００４８】
処理容器１０内が所定の圧力に到達したことを圧力センサＰＳが検出したら、オゾンガス吐出ノズル４０からのオゾン含有ガスの吐出を継続しながら、水蒸気吐出ノズル３０から、例えば、液体換算で１００ｄｍ３／分の水蒸気を処理容器１０内に供給する（ステップ６）。これにより処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスが混合されて、この混合ガスによってウエハＷに付着しているレジストの除去（剥離処理）が進行する。
【００４９】
処理容器１０内において、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、ＳｉＯ２被膜が形成されているために、処理容器１０内ではこの混合ガスによる腐食の発生が抑制される。なお、この処理の間に処理容器１０内の圧力が、例えば、外気圧よりも０．０５ＭＰａ高い状態に保持されるように、バルブＶ１・Ｖ１´の開閉量が制御されて排液および排気が行われ、かつ、ウエハＷおよび処理容器１０内の温度が、例えば、８０℃に保持されるように、ラバーヒータ１７ａ〜１７ｃの発熱が制御される。
【００５０】
所定の処理時間（例えば、３分〜６分）が経過した後に、水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止し、オゾンガス吐出ノズル４０からは、オゾン発生装置４３を動作させないことによって基ガスである酸素を処理容器１０内に供給する（ステップ７）。これにより処理容器１０内の急激な減圧と湿度低下を防止して、ウエハＷに結露が生ずることを防止することができる。
【００５１】
処理容器１０内への酸素の供給を一定時間、例えば、１分行った後に、酸素の供給を停止し、次に、排気部材９２から処理容器１０内の酸素、オゾンおよび水蒸気の強制排気を行い（ステップ８）、その後に空気吐出ノズル５０から室温の空気を処理容器１０内に供給して、処理容器１０の内圧を外気圧と同じとする（ステップ９）。その後、シール部材２５ａ・２５ｂから空気を放出させてシールを解除した後に容器カバー１２を上昇させ、次いでウエハガイド２０を上昇させて、ウエハ搬送手段へとウエハＷを受け渡し、レジスト除去装置１からウエハＷを搬出する（ステップ１０）。ウエハ搬送手段は、レジスト除去装置１とは別に設けられており、純水等によってウエハＷを洗浄する洗浄処理部へと搬送され、そこでレジストが洗い流される。
【００５２】
図８は、このような一連の処理を、ステンレスを母材とし、その表面にＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイド（以下「ウエハガイドＡ」という）を用いて行った場合のウエハＷのパーティクル分布を示した説明図（写真）である。また、図９は、ＳｉＯ２被膜が形成されていないステンレス製のウエハガイド（以下「ウエハガイドＢ」という）を用いて、ウエハＷを同様に処理した場合のウエハＷのパーティクル分布を示した説明図（写真）である。なお、これらウエハガイドＡ・Ｂを用いた処理において、処理容器１０としては、その内壁にＳｉＯ２被膜１３が形成されているものを用いている。
【００５３】
これら図８および図９から明らかなように、表面にＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイドＡではパーティクルの付着量が少なく、一方、ＳｉＯ２被膜が形成されていないウエハガイドＢを用いた場合には、特にウエハＷがそのウエハ支持部材に当接する部分で多くのパーティクルが付着している状態が確認された。また、処理後のウエハガイドＡには外観上の変化は確認されなかったが、ウエハガイドＢでは表面が褐色に変色していた。このような結果から、ＳｉＯ２被膜が水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対して良好な耐食性を有することが確認され、これにより、処理容器１０内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分にＳｉＯ２被膜を形成することが、ウエハＷの品質を高く保持する有効な手段であることがわかる。
【００５４】
なお、ウエハ支持部材２２ａ〜２２ｃとして、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂からなるものを用いた場合にも、ウエハガイドＢを用いた場合と同様に、ウエハＷには多くのパーティクルの付着とテフロンの褐色への変色が確認され、ウエハガイドＡと同等以上の耐久性は確認できなかった。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では半導体ウエハからレジストを除去する場合について説明したが、ＬＣＤ基板からレジストを除去する装置および方法についても本発明を適用することができる。また、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガスを用いた場合について説明したが、基板を処理する対象物に応じて、適宜、好適な蒸気（例えば、溶剤の蒸気）とガスを選択することができる。但し、これら蒸気とガスの混合ガスによってＳｉＯ２被膜が腐食することがないことが前提条件とされる。
【００５６】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。これにより基板処理装置の耐久性を向上させ、処理容器内におけるパーティクル等の発生を防止して、品質の高い基板を得ることが可能となるという顕著な効果が得られる。また、処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することができるために、処理時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理装置の一実施形態であるレジスト除去装置の概略構造を示す斜視図。
【図２】図１記載のレジスト除去装置の概略断面図。
【図３】図２中の領域Ａの拡大図。
【図４】図２中の領域Ｂの拡大図。
【図５】水蒸気吐出ノズルの概略断面図。
【図６】オゾンガス吐出ノズルの概略断面図。
【図７】レジスト除去装置によるウエハの処理工程を示す説明図（フローチャート）。
【図８】ＳｉＯ２被膜が形成されたウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【図９】ＳｉＯ２被膜が形成されていないウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【符号の説明】
１；レジスト除去装置
１０；処理容器
１１；容器本体
１２；容器カバー
１３；ＳｉＯ２被膜
１４ａ・１４ｂ；フランジ部
１５ａ・１５ｂ；昇降機構
１６ａ・１６ｂ；Ｏリング
１７ａ〜１７ｃ；ラバーヒータ
２０；ウエハガイド
２２ａ〜２２ｃ；ウエハ支持部材
２５ａ・２５ｂ；シール部材
３０；水蒸気吐出ノズル
３５；ＳｉＯ２被膜
４０；オゾンガス吐出ノズル
４９；ＳｉＯ２被膜
５０；空気吐出ノズル
９１；排液管
９２；排気部材
９３；排気管
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
Claims (14)
- 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ２被覆が施され、
前記処理容器は、前記処理容器の内部に設けられる部材を配設するための孔部を有し、
前記孔部の内壁面にＳｉＯ ２ 被覆が施されていることを特徴とする基板処理装置。 - 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、
前記処理容器は容器本体と容器カバーとからなり、
前記容器本体と前記容器カバーとの離接部にシール部が設けられ、
前記処理容器の内面から前記シール部までＳｉＯ ２ 被覆が延在して施されていることを特徴とする基板処理装置。 - 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にＳｉＯ ２ 被覆が施され、
前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理装置。 - 前記処理容器は、０．２ＭＰａ以上の差圧に耐える耐圧性を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記処理容器の母材がステンレスであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記水蒸気を吐出する水蒸気吐出ノズルが前記処理容器の内部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記オゾン含有ガスを吐出するオゾンガス吐出ノズルが前記処理容器の内部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガスにより前記基板上に形成されたレジスト膜を変性させるレジスト除去装置であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- レジスト膜が形成された基板を水蒸気とオゾン含有ガスにより処理する基板処理方法であって、
表面にＳｉＯ２被覆が施された部材が内部に設けられ、かつ、内面がＳｉＯ２被覆された処理容器の内部に基板を収容する第１工程と、
前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する第２工程と、
前記処理容器内への水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止する第３工程と、
前記処理容器内のガスを排気し、前記処理容器内に空気を導入する第４工程と、
を有し、
前記ＳｉＯ ２ 被覆は、膜厚が０．５μｍ〜１．５μｍの被膜であり、有機Ｓｉ化合物または有機Ｓｉ化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および／または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理方法。 - 前記第２工程は、前記処理容器内の温度を一定に保持して行われることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
- 前記処理容器内は、８０℃〜１２０℃の範囲内の一定温度に保持されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基板処理方法。
- 前記第２工程は、前記処理容器内を所定の陽圧に保持して行われることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
- 前記処理容器内の圧力を、外気圧よりも０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ高く保持することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理方法。
- 前記第２の工程は、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガスにより前記レジスト膜を変性させることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
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