JP2002184741A5 - - Google Patents
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【発明の名称】基板処理方法及び基板処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、
前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、
前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
前記基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記オゾンガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記オゾンガスを供給する工程と、を有し、
前記被処理基板を処理する工程の際に、前記処理容器内に窒素ガスを供給すると共に、該窒素ガスの供給量を制御することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記被処理基板は、金属の配線がされている半導体基板であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、
前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、
前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、
前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、
前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、
前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、
前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記排気手段の排気量を調整する排気量調整手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段の作動又は停止によりオゾンガス又はオゾンガスの基ガスを供給可能に形成してなることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段は、流量調整弁を介設する窒素供給管路を具備し、
前記窒素ガス制御手段は、
被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、オゾンガス及び溶媒蒸気と共に窒素ガスを供給し、
被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、オゾンガスと溶媒蒸気のみを供給するように、
前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段に、流量調整弁を介設する窒素供給管路と、酸素供給管路とを接続し、
前記供給制御手段は、
被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、酸素と窒素を前記オゾンガス生成手段に供給し、
被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、酸素のみを前記オゾンガス生成手段に供給するように、
前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、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等を供給して処理を施す基板処理方法及び基板処理装置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】
上記処理の一例を被処理基板が例えばシリコンウエハの場合について、図１０を参照として説明する。まず、シリコンウエハＷ（以下にウエハＷという）の表面に厚い膜厚の酸化膜ＯＸ１を形成する｛第１の酸化膜形成工程：図１０（ａ）参照｝。次に、酸化膜ＯＸ１の表面にレジストを塗布してレジストパターンＲＰ１を形成する｛第１のレジストパターン形成工程：図１０（ｂ）参照｝。次に、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ），ＢＨＦと称される薬液を用いて不要な酸化膜をエッチングする｛第１のエッチング工程：図１０（ｃ）参照｝。その後、ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）と称される薬液（硫酸過水）を用いて不要なレジストを剥離する｛第１のレジスト除去工程：図１０（ｄ）参照｝。次に、不要なレジストを剥離した状態のウエハＷの表面に薄い膜厚の酸化膜ＯＸ２を形成する｛第２の酸化膜形成工程：図１０（ｅ）参照｝。次に、酸化膜ＯＸ２の表面に再びレジストを塗布してレジストパターンＲＰ２を形成する｛第２のレジストパターン形成工程：図１０（ｆ）参照｝。次に、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ），ＢＨＦ等の薬液を用いて不要な酸化膜をエッチングする｛第２のエッチング工程：図１０（ｇ）参照｝。そして、最後に、不要なレジストを剥離する｛第２のレジスト除去工程：図１０（ｈ）参照｝。
【０００４】
前記レジスト除去の手段として用いられている従来の洗浄装置では、一般に、前記ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）（硫酸過水）等の薬液が充填された洗浄槽内にウエハ等を浸漬させてレジストの剥離を行っている。
【０００５】
しかし、前記処理の第１のレジスト除去工程（図１０（ｄ）参照）において、硫酸過水等の薬液を用いると、レジスト除去後にウエハＷの表面に硫酸イオンが残留し、この残留した硫酸イオンがパーティクルの発生原因やコンタミネーションを招く恐れがある。更には、硫酸イオンが残留すると、次の第２の酸化膜形成工程（図１０（ｅ）参照）における薄い酸化膜の膜厚不均一や膜質が低下する原因にもなる。
【０００６】
一方、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）が溶解した溶液を用いてレジスト除去を行うことが要望されている。この場合、オゾンが溶解した溶液が充填された洗浄槽内にウエハ等を浸漬させる、いわゆるディップ方式の洗浄により、溶液中の酸素原子ラジカルによってレジストを酸化反応させて二酸化炭素や水等に分解する。
【０００７】
ところで、一般に、高濃度のオゾンガスを純水にバブリングして溶解させることにより前記溶液を生成し、その後、この溶液を洗浄槽内に充填しているため、その間に溶液中のオゾンが消滅していきオゾン濃度が低下し、レジスト除去が十分に行えない場合があった。更に、ウエハ等を前記溶液に浸漬させた状態では、レジストと反応してオゾンが次々と消滅する一方で、レジスト表面へのオゾン供給量が不十分となり、高い反応速度を得ることができなかった。
【０００８】
そこで、ウエハ等をオゾンが溶解された溶液に浸漬させるディップ方式の洗浄方法の代わりに、処理ガス例えばオゾンガスと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除去する洗浄方法が新規に提案されている。この洗浄方法は、密閉された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方法である。このオゾンガスと水蒸気を用いてレジスト除去を行うことにより、硫酸イオンの残留の問題がなくなり、薄い酸化膜の膜厚の均一化、膜質の向上を図ることができる。この場合、オゾンガスは、原料となる基ガスである酸素（Ｏ２）に窒素（Ｎ２）を混合させると共に、放電させるオゾン生成手段によって生成される。ここで、基ガスの酸素に窒素を混合させる理由は、オゾンの発生効率を高めるためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オゾンガスには、上述したように窒素が含有されるため、オゾンガスの供給に伴って、処理容器内に窒素も流入しウエハ等に接触する。ウエハ等が窒素に接触すると、オゾンガスと反応して配線部のアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等の金属がエッチングされて腐食すると共に、パーティクルが発生するという問題があった。また、配線工程を経ないウエハ等においても金属汚染やパーティクルが発生するという問題があった。
【００１０】
また、窒素が含有されたオゾンガスによって処理を行うと、ＮＯXやＨＮＯX系の雰囲気（薬品）によりウエハ等がより酸化されるため、ウエハ等の表面にケミカル酸化膜が成長し、このケミカル酸化膜が前記薄い酸化膜の膜厚不均一や膜質低下を招く恐れもあった。
【００１１】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、ウエハ等の金属汚染やパーティクルの発生、並びに酸化膜の成長を抑制してレジスト除去を行えるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、 前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、を有することを特徴とする。この発明において、前記処理ガスとしては、例えばオゾンガス、塩素ガス、フッ素ガスや、予め各種反応種（ラジカル）を有している塩素ガス、フッ素ガス、水素ガス等を用いることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、 前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
前記基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記オゾンガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記オゾンガスを供給する工程と、を有し、 前記被処理基板を処理する工程の際に、前記処理容器内に窒素ガスを供給すると共に、該窒素ガスの供給量を制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明の基板処理方法において、上記被処理基板は、金属を含む基板であれば任意の基板であっても差し支えないが、好ましくは金属の配線がされている半導体基板である方がよい（請求項４）。
【００１６】
請求項５記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、 前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、 前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、 前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、 前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、 前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、 前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、 前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、 前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、 前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、 前記排気手段の排気量を調整する排気量調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段の作動又は停止によりオゾンガス又はオゾンガスの基ガスを供給可能に形成する方が好ましい（請求項７）。
【００１９】
また、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段は、流量調整弁を介設する窒素供給管路を具備し、前記窒素ガス制御手段は、被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、オゾンガス及び溶媒蒸気と共に窒素ガスを供給し、被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、オゾンガスと溶媒蒸気のみを供給するように、前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御する方が好ましい（請求項８）。
【００２０】
また、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段に、流量調整弁を介設する窒素供給管路と、酸素供給管路とを接続し、前記供給制御手段は、被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、酸素と窒素を前記オゾンガス生成手段に供給し、被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、酸素のみを前記オゾンガス生成手段に供給するように、前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御する方が好ましい（請求項９）。
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内に処理ガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板が処理ガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。
【００２２】
また、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの原料ガスである基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制することができる。したがって、被処理体に液滴が付着するのを防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制し、その後、基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気することができる。したがって、被処理基板に金属汚染やパーティクルを発生させることなく、溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を連続的に処理することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項３，５，６記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に溶媒蒸気とオゾンガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内にオゾンガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気をオゾンガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板がオゾンガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気とオゾンガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。更には、窒素ガスの供給量を制御することにより、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さない被処理基板の処理に好適である。更に、窒素ガスの供給量を抑制することにより、被処理基板の表面に形成される酸化膜の成長を抑制することができる。したがって、金属配線の有無にかかわらずパーティクルやコンタミネーションの発生を防止することができると共に、薄い酸化膜を形成する場合の膜厚の均一化及び膜質の向上を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態ではオゾンガスを利用して半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）からレジストを除去する場合について説明する。
【００２６】
図１は、この発明に係る基板処理装置の一例を示す概略断面図、図２は、基板処理装置の要部を示す断面図である。
【００２７】
前記基板処理装置は、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内に溶媒の蒸気である水蒸気１を供給する溶媒蒸気供給手段である水蒸気供給手段３０と、処理容器１０内に処理ガスとして例えばオゾン（Ｏ３）ガス２を供給する処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０と、処理容器１０の内部雰囲気を排気する内部排気手段５０と、処理容器１０の周囲雰囲気を排気する周囲排気手段６０と、処理容器１０内にホットエアを供給するエア供給手段７０と、処理容器１０内から排気された内部雰囲気中のオゾンを除去する後処理機構としてのオゾンキラー８０と、処理容器１０内の雰囲気を排気する排気手段９０とを具備している。
【００２８】
処理容器１０は、複数例えば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の上端に形成された搬入・搬出口１４を開放又は閉鎖する容器カバー１２と、容器本体１１の下端開口部を閉鎖する容器ボトム１３とで主に構成されている。
【００２９】
容器カバー１２は、例えば断面逆Ｕ字状に形成され、昇降機構１５によって昇降可能に形成されている。昇降機構１５は、制御手段例えば中央演算処理装置１００（以下にＣＰＵ１００という）に接続されている。ＣＰＵ１００からの制御信号により、昇降機構１５が作動して、容器カバー１２が開放又は閉鎖されるように構成されている。そして、容器カバー１２が上昇した際には、搬入・搬出口１４は開放され、容器本体１１に対してウエハＷを搬入できる状態となる。容器本体１１にウエハＷを搬入して収容した後、容器カバー１２が下降することで、搬入・搬出口１４が塞がれる。この場合、容器本体１１と容器カバー１２の間の隙間は、エアの注入によって膨らむ伸縮式のシール部材１６によって密封される。また、容器本体１１と容器ボトム１３の間の隙間は、ガスケット１７によって密封されている。したがって、処理容器１０内は密封雰囲気となり、外部に気体が漏れない状態となっている。
【００３０】
また、容器本体１１の上端部には、容器カバー１２の開閉を検出する開閉検出手段としての重量センサ１８が配設されている。この重量センサ１８は、容器カバー１２が閉まって搬入・搬出口１４を塞いだ際に、容器本体１１の上端部にかかる荷重を検出するように構成されている。重量センサ１８にて検出された検出信号は制御手段であるＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００にて容器カバー１２の開閉が確認されるように構成されている。例えば、所定の荷重が重量センサ１８により検出されると、容器カバー１２が確実に閉塞された状態であると認識される。
【００３１】
また、容器本体１１の外周面にはラバーヒータ１９ａが取り付けられ、容器カバー１２の外周面にはラバーヒータ１９ｂが取り付けられ、容器ボトム１３の外周面にはラバーヒータ１９ｃが取り付けられている。これらラバーヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、図示しない電源に接続されて、電源からの給電によって発熱し、処理容器１０の内部雰囲気を所定温度（例えば８０℃〜１２０℃の範囲内）に加熱し得るように構成されている。これらラバーヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって容器本体１１の結露防止が図られている。
【００３２】
前記ウエハガイド２０は、図３に示すように、ガイド部２１と、このガイド部２１に水平状態に固着された互いに平行な３本の保持部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃとで主に構成されている。この場合、各保持部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃに、ウエハＷの周縁下部を保持する溝２３が等間隔に５０箇所形成されている。したがって、ウエハガイド２０は、５０枚（ウエハキャリア２個分）のウエハＷを等間隔で配列させた状態で保持することができる。また、ウエハガイド２０は、ガイド部２１に連なるシャフト２４が容器カバー１２の頂部に設けられた透孔１２ａ内に摺動可能に貫通されており、透孔１２ａとシャフト２４との間には、エアの注入により膨らむ伸縮式のシール部材２５が介在されて、処理容器１０内の気水密が維持できるように構成されている。
【００３３】
前記水蒸気供給手段３０は、純水供給源３１に接続する純水供給管路３２と、純水供給管路３２から供給された純水を気化して水蒸気１を発生させる水蒸気発生器３３と、水蒸気発生器３３内の水蒸気１を供給する水蒸気供給管路３４と、水蒸気供給管路３４から供給された水蒸気１を処理容器１０内に吐出する水蒸気ノズル３５とで主に構成されている。
【００３４】
この場合、純水供給管路３２の一端は純水供給源３１に接続されている。また、純水供給管路３２には、純水供給源３１側から順に開閉弁３６と流量コントローラ３７が介設されている。これら開閉弁３６と流量コントローラ３７は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、開閉弁３６は、純水を流すか否かの開閉制御され、また、流量コントローラ３７は、純水の流量を調整すべく開度が制御されるようになっている。水蒸気発生器３３の内部には、ヒータ（図示せず）が設けられており、水蒸気発生器３３内に供給された純水が、ヒータの熱により気化されて水蒸気１が生成されるようになっている。なお、水蒸気発生器３３には、後述するミストトラップ１１０に接続される排出管路１１１が接続されている。この排出管路１１１は、水蒸気発生器３３内で気化されなかった純水をミストトラップ１１０に排液したり、水蒸気発生器３３の温度と蒸気吐出が安定するまで水蒸気１をミストトラップ１１０に排気するように構成されている。
【００３５】
一方、オゾンガス供給手段４０は、オゾンガス生成手段４１と、オゾンガス生成手段４１からのオゾンガス２を供給するオゾンガス供給管路４２と、オゾンガス供給管路４２からのオゾンガス２を処理容器１０のオゾン処理室１０ａ内に吐出するオゾンガスノズル４３とで主に構成されている。
【００３６】
この場合、オゾンガス生成手段４１は、原料となる基ガスとしての酸素（Ｏ２）を、高周波電源４４に接続されて高周波電圧が印加される放電電極４５，４６間を通過させることで、オゾン（Ｏ３）を生成している。これら高周波電源４４と放電電極４５，４６とを接続する電気回路４７には、スイッチ４８が介設されている。スイッチ４８は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、スイッチ４８は、オゾンを生成するか否か制御されるようになっている。また、オゾンガス供給管路４２には、オゾンガス生成手段４１側に開閉弁４９が介設されている。この開閉弁４９は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、開閉弁４９は、オゾンガスを流すか否かの開閉制御されるようになっている。
【００３７】
エア供給手段７０は、エアを供給するエア供給管路７１と、このエア供給管路７１から供給されたエアを加熱してホットエア３を発生させるホットエアジェネレータ７２と、ホットエアジェネレータ７２内のホットエア３を供給するホットエア供給管路７３と、ホットエア供給管路７３から供給されたホットエア３を吐出する一対のエアノズル７４とで主に構成されている。
【００３８】
この場合、エア供給管路７１の一端には、エア供給源７５が接続されいる。また、エア供給管路７１には、エア供給源７５側から順に開閉弁７６と流量コントローラ７７が介設されている。これら開閉弁７６と流量コントローラ７７は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されて、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいてエアの供給の正否が制御されると共に、エアの供給量が制御されるようになっている。また、ホットエアジェネレータ７２の内部には、エアを加熱するヒータ７８が配設されている。また、ホットエア供給管路７３には、エアを逃がして後述する排気マニホールド８３に導入するエア導入管路８５が接続されている。このエア導入管路８５には、開閉弁８６が介設されている。この開閉弁８６は、制御手段であるＣＰＵ１００によって制御されるようになっている。
【００３９】
内部排気手段５０は、処理容器１０内に設けられた排気部５１と、処理容器１０の内部雰囲気を排気する第１の内部排気管路５２と、この第１の内部排気管路５２に接続する冷却部５３と、この冷却部５３の下流側に接続する液溜部５３Ａとからなるミストトラップ１１０と、ミストトラップ１１０の上部に接続された第２の内部排気管路５４とで主に構成されている。
【００４０】
この場合、排気部５１は、処理容器１０の内部雰囲気を取り込むように構成されている。各排気部５１には、前記第１の内部排気管路５２が接続されている。また、第１の内部排気管路５２には、バイパス管路５５が分岐して接続されており、このバイパス管路５５にエジェクタ機構を具備する強制排気機構５６が介設されている。この強制排気機構５６は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されて、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて作動制御されるように構成されている。
【００４１】
冷却部５３は、前記水蒸気発生器３３から排気された水蒸気１及び処理容器１０内から排気された水蒸気１を冷却して凝縮するように構成されている。この場合、冷却部５３内に、前記排出管路１１１と第１の内部排気管路５２が貫通した状態に配管され、冷却部５３に、冷却水を供給する冷却水供給管路５７と、冷却水を排液する冷却水排液管路５８とがそれぞれ接続されている。なお、冷却水供給管路５７及び冷却水排液管路５８には、それぞれ流量調整弁５９ａが介設されて、冷却水の供給量、排液量が調整されるように構成されている。
【００４２】
ミストトラップ１１０は、気体と液体とを分離して排出するように構成されている。すなわち、各排気部５１は、処理容器１０内の水蒸気１及びオゾンガス２を、第１の内部排気管路５２を介してミストトラップ１１０に排気するようになっている。この場合、冷却部５３には、冷却水供給管路５７により冷却水が供給されているので、処理容器１０内から排気された水蒸気１は、冷却部５３内を通過する間に冷却されて凝縮される。水蒸気１が凝縮して液化した液滴は、ミストトラップ１１０の液溜部５３Ａに滴下される。一方、オゾンガス２は、そのままミストトラップ１１０内に導入される。このようにして、処理容器１０から排気された内部雰囲気を、オゾンガス２と液滴に分離し、分離されたオゾンガス２は、前記第２の内部排気管路５４に排気され、液滴は、後述する第２の排液管路９３に排液されるようになっている。また、水蒸気発生器３３から排出された水蒸気１及び純水は、排出管路１１１を介してミストトラップ１１０に導入される。純水は、そのまま排出管路１１１内を流れてミストトラップ１１０に滴下される。水蒸気１は、冷却部５３内を通過する間に冷却されて凝縮され、液滴になってミストトラップ１１０に滴下される。
【００４３】
前記第２の内部排気管路５４には、排気された内部雰囲気中のオゾン濃度を検出する濃度検出手段としての第１の濃度センサ８１と、オゾンキラー８０とが順次介設されており、第２の内部排気管路５４の出口は、排気マニホールド８３に接続されている。
【００４４】
第２の内部排気管路５４に設けられた第１の濃度センサ８１は、オゾンキラー８０より上流側に設置されている。オゾンキラー８０内に流入する前の排気された内部雰囲気中のオゾン濃度を検出することで、処理容器１０内のオゾン濃度を検出するようになっている。第１の濃度センサ８１は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第１の濃度センサ８１からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００は、第１の濃度センサ８１により検出されたオゾン濃度に基づいて容器カバー１２の開閉を制御するようになっている。容器カバー１２の開閉制御は、例えば処理容器１０内のオゾン濃度が所定の値（例えば、人体に悪影響を与えない０．１ｐｐｍ）以下でなければ、容器カバー１２を開けないように設定されて、安全面の配慮がなされている。
【００４５】
オゾンキラー８０は、加熱によりオゾンを酸素に熱分解するように構成されている。このオゾンキラー８０の加熱温度は、例えば４００℃以上に設定されている。なお、オゾンキラー８０は、工場内の無停電電源装置（図示せず）に接続され、停電時でも、無停電電源装置から安定的に電力供給が行われるように構成する方が好ましい。停電時でも、オゾンキラー８０が作動し、オゾンを除去して安全を図ることができるからである。
【００４６】
また、オゾンキラー８０には、オゾンキラー８０の作動状態を検出する作動検出手段としての温度センサ８４が設けられている。この温度センサ８４は、オゾンキラー８０の加熱温度を検出するように構成されている。また、温度センサ８４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、温度センサ８４からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、温度センサ８４からの検出信号に基づいて、オゾンを除去するのにオゾンキラー８０に十分な準備が整っているか判断するようになっている。
【００４７】
排気マニホールド８３は、装置全体の排気を集合して行うように構成されている。すなわち、排気マニホールド８３には、前記第２の内部排気管路５４と、前記エア導入管路８５と、後述する第１の周囲排気管路６１とが接続されている。また、処理装置背面の雰囲気を取り込むための配管（図示せず）が複数設置され、処理装置からオゾンガス２が周囲に拡散するのを防止している。更に、排気マニホールド８３は、工場内の酸専用の排気系（ＡＣＩＤ ＥＸＴＨＡＵＳＴ）に接続されており、酸専用の排気系に流す前の各種排気の合流場所として機能するようになっている。
【００４８】
また、排気マニホールド８３には、オゾン濃度を検出する第２の濃度センサ８２が設けられている。排気マニホールド８３に設けられた第２の濃度センサ８２は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第２の濃度センサ８２からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００にて、第２の濃度センサ８２により検出されたオゾン濃度に基づいて、オゾンキラー８０のオゾン除去能力を把握し、例えばオゾンキラー８０の故障によるオゾンガス２の漏洩を監視するようになっている。
【００４９】
周囲排気手段６０は、処理容器１０の周囲を包囲するケース６２と、このケース６２の下部に一端が接続され、他端が前記排気マニホールド８３に接続された第１の周囲排気管路６１と、ケース６２の下部に一端が接続され、他端が前記第１の内部排気管路５２に接続された第２の周囲排出管路１１１とで主に構成されている。
【００５０】
ケース６２では、上方から清浄なエアのダウンフローが供給されており、このダウンフローにより、ケース６２の内部雰囲気、すなわち処理容器１０の周囲雰囲気が外部に漏れるのを防止すると共に、下方に押し流されて第１の周囲排気管路６１、第２の周囲排気管路６３に流入し易いようにしている。また、ケース６２には、処理容器１０の周囲雰囲気中のオゾン濃度を検出する周囲の濃度検出手段としての第２の濃度センサ６６が設けられている。第２の濃度センサ６６は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第２の濃度センサ６６からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、第２の濃度センサ６６により検出されたオゾン濃度に基づいてオゾンガス２の漏れを感知するようになっている。
【００５１】
また、第１の周囲排気管路６１には、開閉弁６４が設けられている。この開閉弁６４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、清浄に処理が進行している間、ＣＰＵ１００からの信号によって開閉弁６４は開放されている。なお、この間、第１の周囲排気管路６１は、処理容器１０の周囲雰囲気を排気マニホールド８３に排気するようになっている。
【００５２】
また、第２の周囲排気管路６３には、エジェクタ機構を具備した周囲強制排気機構６５が設けられている。この周囲強制排気機構６５は、処理容器１０の周囲雰囲気を急激な吸い込みによってミストトラップ１１０側に圧送することで、強制排気を行うように構成されている。周囲強制排気機構６５は制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、ＣＰＵ１００からの制御信号によって周囲強制排気機構６５の作動が制御されるようになっている。なお、正常に処理が行われている間、周囲強制排気機構６５に制御信号は出力されず、その作動は停止される。
【００５３】
排気手段９０は、処理容器１０の底部と前記第１の内部排気管路５２とに接続された第１の排液管路９１と、ミストトラップ１１０の底部に接続された第２の排液管路９３とを具備している。また、第１の排液管路９１には、開閉弁９２が介設されている。また、第２の排液管路９３には、開閉弁９４が介設されている。なお、液中にオゾンが残存する恐れがあるので、第２の排液管路９３は、工場内の酸専用の排液系（ＡＣＩＤ ＤＲＡＩＮ）に連通されている。
【００５４】
なお、ミストトラップ１１０には、下から順に、空防止センサ１１２、排液開始センサ１１３、液オーバーセンサ１１４が配置されている。この場合、図示しないが、前記開閉弁９２，９４及び各センサ１１２，１１３，１１４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されている。そして、センサ１１２，１１３，１１４からの検出信号に基づいて開閉弁９２，９４が開閉制御されるようになっている。すなわち、液滴がミストトラップ１１０内にある程度溜められ、液面が排液開始センサ１１３にて検出されると、排液開始センサ１１３からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００からの制御信号によって開閉弁９４を開放して排液が開始される。また、液面の高さが液オーバーセンサ１１４まで達すると、液オーバーセンサ１１４からの警告信号がＣＰＵ１００に入力される。一方、液面が空防止センサ１１２より下回っている場合には、空防止センサ１１２から禁止信号がＣＰＵ１００に入力され、ＣＰＵ１００からの制御信号によって開閉弁９４を閉じるように構成されている。この空防止センサ１１２によって液滴が全て流れてミストトラップ１１０内が空になり、オゾンガス２が工場内の酸専用の排液系に漏出する事態を防止することができる。
【００５５】
次に、この発明に係る基板処理装置の作動態様について、図２、図４ないし図７を参照して、説明する。まず、図示しないウエハ搬送手段によって搬送された複数例えば５０枚のウエハＷを、処理容器１０の容器本体１１の上方に上昇するウエハガイド２０に受け渡し、次いで、ウエハガイド２０が下降した後、容器カバー１２が閉鎖してウエハＷを処理容器１０内に密封状態に収容する。
【００５６】
処理容器１０内にウエハＷを収容した状態において、最初に、図４に示すように、エア供給手段７０の開閉弁７６が開放されると共に、ホットエアジェネレータ７２が作動して、処理容器１０内に約２８０℃に加熱されたホットエア３が供給され、ウエハＷ及び処理容器１０の雰囲気温度を常温（２５℃）から所定の温度（例えば８０℃〜９０℃）に昇温する。
【００５７】
次に、図５に示すように、オゾンガス供給手段であるオゾンガス生成手段４１が作動して供給される酸素（Ｏ２）に高周波電圧を印加してオゾン（Ｏ３）ガスを生成すると共に、開閉弁４９が開放して、オゾンガス２を処理容器１０内に供給することで、ウエハＷ及び処理容器１０内の雰囲気を予備加圧する。このとき、オゾン濃度が約９％ｗｅｔ（体積百分率）のオゾンガス２を、約１０リットル／分供給することで、処理容器１０内の圧力を、零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より高い圧力０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａとすることができる。これにより、処理容器１０内をオゾンガス２のみの雰囲気にすることができるので、ウエハＷの表面に安定した酸化膜が形成され、金属腐食を防止することができる。
【００５８】
処理容器１０内の予備加圧を所定時間（例えば１〜２分）行った後、オゾンガス供給手段すなわちオゾンガス生成手段４１を作動した状態で、水蒸気供給手段３０を作動させて、処理容器１０内にオゾンガス２と共に水蒸気１を供給して、水蒸気１（溶媒の蒸気）とオゾンガス（処理ガス）との反応により生じた反応物質によってウエハＷの処理すなわちレジストの除去のための処理を行う（図２参照）。この際、処理容器１０内の圧力が零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａ高い圧力に予備加圧により維持されているので、水分子の層に対するオゾン分子の混合量を増加させて水酸基ラジカルの発生量を増やすことができる。したがって、オゾンガス供給手段４０が酸素（Ｏ２）のみを放電によりオゾン化するオゾンガス生成手段４１を用いる場合においても、十分にレジストの除去のための処理を行うことができる。更に、高い温度雰囲気の中でオゾンを利用した処理を行うことができるので、処理能力の向上を図ることができる。
【００５９】
処理を所定時間（例えば３〜６分）、レジストの種類によっても異なるが、その際の処理容器１０内の圧力を例えば零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より０．０５ＭＰａ高い圧力として処理を行った後、水蒸気供給手段３０からの水蒸気の供給を停止すると共に、オゾンガス生成手段４１の作動を停止し、基ガスの酸素（Ｏ２）のみを処理容器１０内に供給して、処理容器１０内の急激な減圧及び湿度の低下を防止する（図６参照）。したがって、処理容器１０内の水蒸気が結露して、その水滴がウエハＷに付着するのを防止することができる。
【００６０】
酸素の供給を所定時間（例えば１分）行った後、酸素の供給を停止し、次いで、強制排気機構５６を作動させて、処理容器１０内に残留する水蒸気及びオゾンガスを強制的に排気して、処理を終了する（図７参照）。このとき、開閉弁９２を開放して、処理容器１０の底部に溜まった液体を排液する。
【００６１】
その後、昇降機構１５を作動させて、容器カバー１２を上昇して、容器本体１１の搬入・搬出口１４を開放した後、ウエハガイド２０を上昇して、ウエハＷを処理容器１０の上方に搬出する。そして、図示しないウエハ搬送手段にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを次の純水等の洗浄処理部に搬送して、洗浄処理部において、レジストを洗い流す。
【００６２】
したがって、前記基板処理によれば、配線工程を有するウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止は勿論、配線工程を有しないその他のウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止にも適用できるものである。
【００６３】
図８は、この発明に係る基板処理装置の第二実施形態を示す要部断面図である。前記実施形態では、ウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止を行うために、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０が、酸素（Ｏ２）のみを放電によってオゾン化する場合について説明した。第二実施形態は、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０のオゾンガス生成手段４１に、酸素（Ｏ２）を供給すると共に、窒素（Ｎ２）を供給して、オゾンガス化の効率を向上させると共に、窒素の供給量を制御してウエハＷのレジスト除去と共に、金属エッチング量の制御を可能にした場合である。
【００６４】
すなわち、第二実施形態は、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０Ａのオゾンガス生成手段４１Ａに、酸素を供給する酸素供給管路２００とは別に、窒素を供給する窒素供給管路２０１を接続し、この窒素供給管路２０１に介設される流量調整弁２０２を制御手段であるＣＰＵ１００に接続して、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて流量調整弁２０２を制御して、オゾンガス２中に含有される窒素の含有量を調整可能にした場合である。
【００６５】
このようにオゾンガス生成手段４１Ａに酸素と共に窒素を供給することにより、オゾンガス生成手段４１Ａの放電電極４５，４６に付着した酸素分子を窒素分子で分解してオゾンガスの生成効率を高めることができる。また、オゾンガス２中に含有された窒素がウエハＷの金属例えばアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等に接触することでこれら金属をエッチングすることができる。また、窒素の供給量を制御することで、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さないウエハＷのレジスト除去及び金属エッチング処理に好適である。
【００６６】
なお、上記説明では、オゾンガス生成手段４１Ａに窒素（Ｎ２）を供給して、オゾンガス中の窒素（Ｎ２）量を制御しているが、図８に二点鎖線で示すように、処理容器１０に窒素供給管路２０３を接続すると共に、窒素供給管路に介設された流量調整２０２Ａを制御手段であるＣＰＵ１００によって制御して、直接処理容器１０の処理室１０ａ内に窒素（Ｎ２）を供給するようにしてもよい。
【００６７】
なお、第二実施形態において、その他の部分は、前記第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００６８】
なお、前記第二実施形態では、窒素の供給量を制御してウエハＷのレジスト除去と共に、金属エッチング量の制御を行う場合について説明したが、窒素の供給量を制御して酸化膜の成長を抑制することもできる。すなわち、図１０に示した処理工程における第１のレジスト除去工程（図１０（ｄ）参照）にこの発明の処理方法を適用することにより、ウエハＷの表面にケミカル酸化膜が成長するのを抑制することができ、薄い酸化膜の膜厚の均一化及び膜質の向上を図れるようにすることができる。
【００６９】
なお、前記実施形態では、被処理基板がウエハＷである場合について説明したが、被処理基板は必ずしもウエハＷである必要はなく、例えばレジスト塗布されるものや金属被膜を有するものであれば、例えばＬＣＤ用基板やＣＤ等の基板であってもよい。
【００７０】
【実施例】
◎実施例１
オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合と、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませない場合の金属のエッチングレートを調べるために、以下の条件で実験を行った。
【００７１】
実験条件
Ａ）試料金属：アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）
Ｂ）処理条件
１）オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合
・圧力：１４．７［ｋＰａ］
・ウエハ温度：８０［℃］
・水蒸気温度：１００［℃］
・処理時間：５［ｍｉｎ］
２）オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませない場合
・圧力：９８０．７［ｋＰａ］
・ウエハ温度：８０［℃］
・水蒸気温度：１２４［℃］
・処理時間：５［ｍｉｎ］
前記条件で実験を行ったところ、図９に示すような結果が得られた。
【００７２】
例えば、アルミニウム（Ａｌ）においては、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合のエッチングレートが８６．３８［Å／ｍｉｎ］であったが、オゾンガスのみの場合は、殆どエッチングされず、−１．０６［Å／ｍｉｎ］であった。また、銅（Ｃｕ）においては、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合のエッチングレートは１００［Å／ｍｉｎ］以上であったが、オゾンガスのみの場合は、２２．２８［Å／ｍｉｎ］であった。また、タングステン（Ｗ）の場合のエッチングレートは４５．８２［Å／ｍｉｎ］であったが、オゾンガスのみの場合は、３．３２［Å／ｍｉｎ］であった。
【００７３】
前記実験の結果、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やタングステン（Ｗ）等の金属が大幅にエッチングできることが判った。したがって、窒素（Ｎ２）の含有量すなわち圧力、温度等の条件を適宜変える（制御）ことにより、前記金属のエッチング量を制御することができる。
【００７４】
◎実施例２
オゾンガス中の窒素（Ｎ２）の添加量（含有量）によるレジスト除去処理における処理前と処理後のケミカル酸化膜の成長量を調べるために、以下の条件で実験を行った。
【００７５】
実験条件
オゾンガス：１０リットル／分（Ｎ2添加１０％、Ｎ2無添加４％）
水蒸気：１２０℃
ウエハ温度：９０℃
圧力：０．０５ＭＰａ（大気圧０．１ＭＰａで零調整）
オゾンガス／水蒸気の供給時間：５分
Ｎ2供給量：０．０８リットル／分
前記条件で実験を行ったところ、表１に示すような結果が得られた。
【００７６】
【表１】
【００７７】
前記実験の結果、Ｎ2添加入りオゾンガス（Ｏ3濃度１０％）でレジスト除去処理を行う場合では、処理前の酸化膜の膜厚が３．３５Åであったが、処理後の酸化膜の膜厚は１６．９０Åであり、酸化膜の成長量が１３．５５Åであった。これに対し、Ｎ2無添加のオゾンガス（Ｏ3濃度４％）でレジスト除去処理を行う場合では、処理前の酸化膜の膜厚が３．７０Åであり、処理後の酸化膜の膜厚は１１．２３Åであり、酸化膜の成長量が７．５４Åであった。
【００７８】
したがって、Ｎ2無添加のオゾンガスでレジスト除去処理を行うことにより、Ｎ2添加入りオゾンガスでレジスト除去処理を行う場合に比べて、酸化膜の成長量を１３．５５−７．５４＝６．０１（Å）抑制できることが判った。
【００７９】
通常、例えば炉によって形成される図１０（ｅ）の薄い酸化膜ＯＸ2は、１０Å〜１５Å程度が要求されるが、上述のようにＮ2添加入りオゾンガスで処理を行うと、処理後の酸化膜厚が１６．９０Åとなり、要求される膜厚の最大値１５Åを超えてしまう。しかし、Ｎ2無添加のオゾンガスで処理を行った場合、処理後の酸化膜厚は、１１．２３Åで要求膜厚の範囲内であることから、更に炉によって前記膜質が高く（密度が高く）、かつ膜厚の均一な薄い酸化膜を形成することができる。
【００８０】
前記実験では、Ｎ2供給量が０．０８リットル／分と０（零）との場合について説明したが、その他のＮ2供給量に基づくレジスト除去処理の前後の酸化膜の膜厚を実験により求め、また、その他の条件の実験データ等を求め、そのデータを予め制御手段であるＣＰＵ１００に記憶しておけば、レジスト除去処理に当たって酸化膜の成長の抑制を任意に制御することができる。
【００８１】
【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。
【００８２】
１）請求項１記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内に処理ガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板が処理ガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。
【００８３】
２）また、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制することができる。したがって、前記１）に加えて更に被処理体に液滴が付着するのを防止することができでき、歩留まりの向上を図ることができる。
【００８４】
３）請求項２記載の発明によれば、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制し、その後、基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気することができる。したがって、前記１）、２）に加えて更に被処理基板に金属汚染やパーティクルを発生させることなく、溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を連続的に処理することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００８５】
４）請求項３，５，６記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に溶媒蒸気とオゾンガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内にオゾンガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気をオゾンガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板がオゾンガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気とオゾンガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。更には、窒素ガスの供給量を制御することにより、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さない被処理基板の処理に好適である。更に、窒素ガスの供給量を抑制することにより、被処理基板の表面に形成される酸化膜の成長を抑制することができる。したがって、金属配線の有無にかかわらずパーティクルやコンタミネーションの発生を防止することができると共に、薄い酸化膜を形成する場合の膜厚の均一化及び膜質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】第一実施形態の基板処理装置の要部を示すもので、処理容器内のウエハに水蒸気とオゾンガスを供給した状態を示す断面図である。
【図３】この発明におけるウエハガイドを示す斜視図である。
【図４】処理容器内のウエハにホットエアを供給した状態を示す概略断面図である。
【図５】処理容器内のウエハにオゾンガスを供給した予備加圧の状態を示す概略断面図である。
【図６】処理容器内のウエハに酸素ガスを供給した状態を示す概略断面図である。
【図７】処理容器内の雰囲気ガスを排気した状態を示す概略断面図である。
【図８】この発明に係る基板処理装置の第二実施形態の要部を示す断面図である。
【図９】オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含む場合と含まない場合のアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）のエッチングレートを示すグラフである。
【図１０】ウエハの処理工程の一例を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１０ 処理容器
３０ 水蒸気供給手段
３４ 水蒸気供給管路
３６ 開閉弁
４０，４０Ａ オゾンガス供給手段（処理ガス供給手段）
４１，４１Ａ オゾンガス生成手段
４８ スイッチ
４９ 開閉弁
５０ 内部排気手段
７０ エア供給手段
７２ ホットエアジェネレータ
７３ ホットエア供給管路
７６ 開閉弁
９０ 排液手段
９２ 開閉弁
２００ 酸素供給管路
２０１ 窒素供給管路
２０２，２０２Ａ 流量調整弁
２０３ 窒素供給管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、
前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、
前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
前記基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、
前記処理容器内に前記オゾンガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記オゾンガスを供給する工程と、を有し、
前記被処理基板を処理する工程の際に、前記処理容器内に窒素ガスを供給すると共に、該窒素ガスの供給量を制御することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記被処理基板は、金属の配線がされている半導体基板であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、
前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、
前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、
前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、
前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、
前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、
前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記排気手段の排気量を調整する排気量調整手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段の作動又は停止によりオゾンガス又はオゾンガスの基ガスを供給可能に形成してなることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段は、流量調整弁を介設する窒素供給管路を具備し、
前記窒素ガス制御手段は、
被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、オゾンガス及び溶媒蒸気と共に窒素ガスを供給し、
被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、オゾンガスと溶媒蒸気のみを供給するように、
前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】請求項５又は６記載の基板処理装置において、
前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段に、流量調整弁を介設する窒素供給管路と、酸素供給管路とを接続し、
前記供給制御手段は、
被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、酸素と窒素を前記オゾンガス生成手段に供給し、
被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、酸素のみを前記オゾンガス生成手段に供給するように、
前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、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等を供給して処理を施す基板処理方法及び基板処理装置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】
上記処理の一例を被処理基板が例えばシリコンウエハの場合について、図１０を参照として説明する。まず、シリコンウエハＷ（以下にウエハＷという）の表面に厚い膜厚の酸化膜ＯＸ１を形成する｛第１の酸化膜形成工程：図１０（ａ）参照｝。次に、酸化膜ＯＸ１の表面にレジストを塗布してレジストパターンＲＰ１を形成する｛第１のレジストパターン形成工程：図１０（ｂ）参照｝。次に、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ），ＢＨＦと称される薬液を用いて不要な酸化膜をエッチングする｛第１のエッチング工程：図１０（ｃ）参照｝。その後、ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）と称される薬液（硫酸過水）を用いて不要なレジストを剥離する｛第１のレジスト除去工程：図１０（ｄ）参照｝。次に、不要なレジストを剥離した状態のウエハＷの表面に薄い膜厚の酸化膜ＯＸ２を形成する｛第２の酸化膜形成工程：図１０（ｅ）参照｝。次に、酸化膜ＯＸ２の表面に再びレジストを塗布してレジストパターンＲＰ２を形成する｛第２のレジストパターン形成工程：図１０（ｆ）参照｝。次に、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ），ＢＨＦ等の薬液を用いて不要な酸化膜をエッチングする｛第２のエッチング工程：図１０（ｇ）参照｝。そして、最後に、不要なレジストを剥離する｛第２のレジスト除去工程：図１０（ｈ）参照｝。
【０００４】
前記レジスト除去の手段として用いられている従来の洗浄装置では、一般に、前記ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）（硫酸過水）等の薬液が充填された洗浄槽内にウエハ等を浸漬させてレジストの剥離を行っている。
【０００５】
しかし、前記処理の第１のレジスト除去工程（図１０（ｄ）参照）において、硫酸過水等の薬液を用いると、レジスト除去後にウエハＷの表面に硫酸イオンが残留し、この残留した硫酸イオンがパーティクルの発生原因やコンタミネーションを招く恐れがある。更には、硫酸イオンが残留すると、次の第２の酸化膜形成工程（図１０（ｅ）参照）における薄い酸化膜の膜厚不均一や膜質が低下する原因にもなる。
【０００６】
一方、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）が溶解した溶液を用いてレジスト除去を行うことが要望されている。この場合、オゾンが溶解した溶液が充填された洗浄槽内にウエハ等を浸漬させる、いわゆるディップ方式の洗浄により、溶液中の酸素原子ラジカルによってレジストを酸化反応させて二酸化炭素や水等に分解する。
【０００７】
ところで、一般に、高濃度のオゾンガスを純水にバブリングして溶解させることにより前記溶液を生成し、その後、この溶液を洗浄槽内に充填しているため、その間に溶液中のオゾンが消滅していきオゾン濃度が低下し、レジスト除去が十分に行えない場合があった。更に、ウエハ等を前記溶液に浸漬させた状態では、レジストと反応してオゾンが次々と消滅する一方で、レジスト表面へのオゾン供給量が不十分となり、高い反応速度を得ることができなかった。
【０００８】
そこで、ウエハ等をオゾンが溶解された溶液に浸漬させるディップ方式の洗浄方法の代わりに、処理ガス例えばオゾンガスと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除去する洗浄方法が新規に提案されている。この洗浄方法は、密閉された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方法である。このオゾンガスと水蒸気を用いてレジスト除去を行うことにより、硫酸イオンの残留の問題がなくなり、薄い酸化膜の膜厚の均一化、膜質の向上を図ることができる。この場合、オゾンガスは、原料となる基ガスである酸素（Ｏ２）に窒素（Ｎ２）を混合させると共に、放電させるオゾン生成手段によって生成される。ここで、基ガスの酸素に窒素を混合させる理由は、オゾンの発生効率を高めるためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オゾンガスには、上述したように窒素が含有されるため、オゾンガスの供給に伴って、処理容器内に窒素も流入しウエハ等に接触する。ウエハ等が窒素に接触すると、オゾンガスと反応して配線部のアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等の金属がエッチングされて腐食すると共に、パーティクルが発生するという問題があった。また、配線工程を経ないウエハ等においても金属汚染やパーティクルが発生するという問題があった。
【００１０】
また、窒素が含有されたオゾンガスによって処理を行うと、ＮＯXやＨＮＯX系の雰囲気（薬品）によりウエハ等がより酸化されるため、ウエハ等の表面にケミカル酸化膜が成長し、このケミカル酸化膜が前記薄い酸化膜の膜厚不均一や膜質低下を招く恐れもあった。
【００１１】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、ウエハ等の金属汚染やパーティクルの発生、並びに酸化膜の成長を抑制してレジスト除去を行えるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、
前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、 前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、を有することを特徴とする。この発明において、前記処理ガスとしては、例えばオゾンガス、塩素ガス、フッ素ガスや、予め各種反応種（ラジカル）を有している塩素ガス、フッ素ガス、水素ガス等を用いることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記処理ガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記処理ガスを供給する工程と、 前記溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給する工程と、
前記基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理方法であって、 前記処理容器内に前記オゾンガスを供給して前記被処理基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給すると共に、前記オゾンガスを供給する工程と、を有し、 前記被処理基板を処理する工程の際に、前記処理容器内に窒素ガスを供給すると共に、該窒素ガスの供給量を制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明の基板処理方法において、上記被処理基板は、金属を含む基板であれば任意の基板であっても差し支えないが、好ましくは金属の配線がされている半導体基板である方がよい（請求項４）。
【００１６】
請求項５記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、 前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、 前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、 前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、 前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、密閉された処理容器内に収容された被処理基板にオゾンガスを供給して、被処理基板を処理する基板処理装置であって、 前記処理容器内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、 前記処理容器内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、 前記処理容器内に供給されるオゾンガス及び溶媒蒸気の供給を制御する供給制御手段と、 前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、 前記窒素ガス供給手段の窒素ガス量を制御する窒素ガス制御手段と、 前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、 前記排気手段の排気量を調整する排気量調整手段と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段の作動又は停止によりオゾンガス又はオゾンガスの基ガスを供給可能に形成する方が好ましい（請求項７）。
【００１９】
また、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記処理容器内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段は、流量調整弁を介設する窒素供給管路を具備し、前記窒素ガス制御手段は、被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、オゾンガス及び溶媒蒸気と共に窒素ガスを供給し、被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、オゾンガスと溶媒蒸気のみを供給するように、前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御する方が好ましい（請求項８）。
【００２０】
また、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記オゾンガス供給手段を構成するオゾンガス生成手段に、流量調整弁を介設する窒素供給管路と、酸素供給管路とを接続し、前記供給制御手段は、被処理基板上のレジストの除去及び金属のエッチングを必要とする場合は、酸素と窒素を前記オゾンガス生成手段に供給し、被処理基板上のレジストの除去を必要とし、金属のエッチングを必要としない場合は、酸素のみを前記オゾンガス生成手段に供給するように、前記流量調整弁を制御して前記窒素供給管路の窒素ガス量を制御する方が好ましい（請求項９）。
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内に処理ガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板が処理ガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。
【００２２】
また、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの原料ガスである基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制することができる。したがって、被処理体に液滴が付着するのを防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制し、その後、基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気することができる。したがって、被処理基板に金属汚染やパーティクルを発生させることなく、溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を連続的に処理することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項３，５，６記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に溶媒蒸気とオゾンガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内にオゾンガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気をオゾンガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板がオゾンガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気とオゾンガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。更には、窒素ガスの供給量を制御することにより、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さない被処理基板の処理に好適である。更に、窒素ガスの供給量を抑制することにより、被処理基板の表面に形成される酸化膜の成長を抑制することができる。したがって、金属配線の有無にかかわらずパーティクルやコンタミネーションの発生を防止することができると共に、薄い酸化膜を形成する場合の膜厚の均一化及び膜質の向上を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態ではオゾンガスを利用して半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）からレジストを除去する場合について説明する。
【００２６】
図１は、この発明に係る基板処理装置の一例を示す概略断面図、図２は、基板処理装置の要部を示す断面図である。
【００２７】
前記基板処理装置は、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内に溶媒の蒸気である水蒸気１を供給する溶媒蒸気供給手段である水蒸気供給手段３０と、処理容器１０内に処理ガスとして例えばオゾン（Ｏ３）ガス２を供給する処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０と、処理容器１０の内部雰囲気を排気する内部排気手段５０と、処理容器１０の周囲雰囲気を排気する周囲排気手段６０と、処理容器１０内にホットエアを供給するエア供給手段７０と、処理容器１０内から排気された内部雰囲気中のオゾンを除去する後処理機構としてのオゾンキラー８０と、処理容器１０内の雰囲気を排気する排気手段９０とを具備している。
【００２８】
処理容器１０は、複数例えば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の上端に形成された搬入・搬出口１４を開放又は閉鎖する容器カバー１２と、容器本体１１の下端開口部を閉鎖する容器ボトム１３とで主に構成されている。
【００２９】
容器カバー１２は、例えば断面逆Ｕ字状に形成され、昇降機構１５によって昇降可能に形成されている。昇降機構１５は、制御手段例えば中央演算処理装置１００（以下にＣＰＵ１００という）に接続されている。ＣＰＵ１００からの制御信号により、昇降機構１５が作動して、容器カバー１２が開放又は閉鎖されるように構成されている。そして、容器カバー１２が上昇した際には、搬入・搬出口１４は開放され、容器本体１１に対してウエハＷを搬入できる状態となる。容器本体１１にウエハＷを搬入して収容した後、容器カバー１２が下降することで、搬入・搬出口１４が塞がれる。この場合、容器本体１１と容器カバー１２の間の隙間は、エアの注入によって膨らむ伸縮式のシール部材１６によって密封される。また、容器本体１１と容器ボトム１３の間の隙間は、ガスケット１７によって密封されている。したがって、処理容器１０内は密封雰囲気となり、外部に気体が漏れない状態となっている。
【００３０】
また、容器本体１１の上端部には、容器カバー１２の開閉を検出する開閉検出手段としての重量センサ１８が配設されている。この重量センサ１８は、容器カバー１２が閉まって搬入・搬出口１４を塞いだ際に、容器本体１１の上端部にかかる荷重を検出するように構成されている。重量センサ１８にて検出された検出信号は制御手段であるＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００にて容器カバー１２の開閉が確認されるように構成されている。例えば、所定の荷重が重量センサ１８により検出されると、容器カバー１２が確実に閉塞された状態であると認識される。
【００３１】
また、容器本体１１の外周面にはラバーヒータ１９ａが取り付けられ、容器カバー１２の外周面にはラバーヒータ１９ｂが取り付けられ、容器ボトム１３の外周面にはラバーヒータ１９ｃが取り付けられている。これらラバーヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、図示しない電源に接続されて、電源からの給電によって発熱し、処理容器１０の内部雰囲気を所定温度（例えば８０℃〜１２０℃の範囲内）に加熱し得るように構成されている。これらラバーヒータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって容器本体１１の結露防止が図られている。
【００３２】
前記ウエハガイド２０は、図３に示すように、ガイド部２１と、このガイド部２１に水平状態に固着された互いに平行な３本の保持部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃとで主に構成されている。この場合、各保持部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃに、ウエハＷの周縁下部を保持する溝２３が等間隔に５０箇所形成されている。したがって、ウエハガイド２０は、５０枚（ウエハキャリア２個分）のウエハＷを等間隔で配列させた状態で保持することができる。また、ウエハガイド２０は、ガイド部２１に連なるシャフト２４が容器カバー１２の頂部に設けられた透孔１２ａ内に摺動可能に貫通されており、透孔１２ａとシャフト２４との間には、エアの注入により膨らむ伸縮式のシール部材２５が介在されて、処理容器１０内の気水密が維持できるように構成されている。
【００３３】
前記水蒸気供給手段３０は、純水供給源３１に接続する純水供給管路３２と、純水供給管路３２から供給された純水を気化して水蒸気１を発生させる水蒸気発生器３３と、水蒸気発生器３３内の水蒸気１を供給する水蒸気供給管路３４と、水蒸気供給管路３４から供給された水蒸気１を処理容器１０内に吐出する水蒸気ノズル３５とで主に構成されている。
【００３４】
この場合、純水供給管路３２の一端は純水供給源３１に接続されている。また、純水供給管路３２には、純水供給源３１側から順に開閉弁３６と流量コントローラ３７が介設されている。これら開閉弁３６と流量コントローラ３７は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、開閉弁３６は、純水を流すか否かの開閉制御され、また、流量コントローラ３７は、純水の流量を調整すべく開度が制御されるようになっている。水蒸気発生器３３の内部には、ヒータ（図示せず）が設けられており、水蒸気発生器３３内に供給された純水が、ヒータの熱により気化されて水蒸気１が生成されるようになっている。なお、水蒸気発生器３３には、後述するミストトラップ１１０に接続される排出管路１１１が接続されている。この排出管路１１１は、水蒸気発生器３３内で気化されなかった純水をミストトラップ１１０に排液したり、水蒸気発生器３３の温度と蒸気吐出が安定するまで水蒸気１をミストトラップ１１０に排気するように構成されている。
【００３５】
一方、オゾンガス供給手段４０は、オゾンガス生成手段４１と、オゾンガス生成手段４１からのオゾンガス２を供給するオゾンガス供給管路４２と、オゾンガス供給管路４２からのオゾンガス２を処理容器１０のオゾン処理室１０ａ内に吐出するオゾンガスノズル４３とで主に構成されている。
【００３６】
この場合、オゾンガス生成手段４１は、原料となる基ガスとしての酸素（Ｏ２）を、高周波電源４４に接続されて高周波電圧が印加される放電電極４５，４６間を通過させることで、オゾン（Ｏ３）を生成している。これら高周波電源４４と放電電極４５，４６とを接続する電気回路４７には、スイッチ４８が介設されている。スイッチ４８は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、スイッチ４８は、オゾンを生成するか否か制御されるようになっている。また、オゾンガス供給管路４２には、オゾンガス生成手段４１側に開閉弁４９が介設されている。この開閉弁４９は、制御手段であるＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて制御されるようになっている。すなわち、開閉弁４９は、オゾンガスを流すか否かの開閉制御されるようになっている。
【００３７】
エア供給手段７０は、エアを供給するエア供給管路７１と、このエア供給管路７１から供給されたエアを加熱してホットエア３を発生させるホットエアジェネレータ７２と、ホットエアジェネレータ７２内のホットエア３を供給するホットエア供給管路７３と、ホットエア供給管路７３から供給されたホットエア３を吐出する一対のエアノズル７４とで主に構成されている。
【００３８】
この場合、エア供給管路７１の一端には、エア供給源７５が接続されいる。また、エア供給管路７１には、エア供給源７５側から順に開閉弁７６と流量コントローラ７７が介設されている。これら開閉弁７６と流量コントローラ７７は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されて、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいてエアの供給の正否が制御されると共に、エアの供給量が制御されるようになっている。また、ホットエアジェネレータ７２の内部には、エアを加熱するヒータ７８が配設されている。また、ホットエア供給管路７３には、エアを逃がして後述する排気マニホールド８３に導入するエア導入管路８５が接続されている。このエア導入管路８５には、開閉弁８６が介設されている。この開閉弁８６は、制御手段であるＣＰＵ１００によって制御されるようになっている。
【００３９】
内部排気手段５０は、処理容器１０内に設けられた排気部５１と、処理容器１０の内部雰囲気を排気する第１の内部排気管路５２と、この第１の内部排気管路５２に接続する冷却部５３と、この冷却部５３の下流側に接続する液溜部５３Ａとからなるミストトラップ１１０と、ミストトラップ１１０の上部に接続された第２の内部排気管路５４とで主に構成されている。
【００４０】
この場合、排気部５１は、処理容器１０の内部雰囲気を取り込むように構成されている。各排気部５１には、前記第１の内部排気管路５２が接続されている。また、第１の内部排気管路５２には、バイパス管路５５が分岐して接続されており、このバイパス管路５５にエジェクタ機構を具備する強制排気機構５６が介設されている。この強制排気機構５６は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されて、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて作動制御されるように構成されている。
【００４１】
冷却部５３は、前記水蒸気発生器３３から排気された水蒸気１及び処理容器１０内から排気された水蒸気１を冷却して凝縮するように構成されている。この場合、冷却部５３内に、前記排出管路１１１と第１の内部排気管路５２が貫通した状態に配管され、冷却部５３に、冷却水を供給する冷却水供給管路５７と、冷却水を排液する冷却水排液管路５８とがそれぞれ接続されている。なお、冷却水供給管路５７及び冷却水排液管路５８には、それぞれ流量調整弁５９ａが介設されて、冷却水の供給量、排液量が調整されるように構成されている。
【００４２】
ミストトラップ１１０は、気体と液体とを分離して排出するように構成されている。すなわち、各排気部５１は、処理容器１０内の水蒸気１及びオゾンガス２を、第１の内部排気管路５２を介してミストトラップ１１０に排気するようになっている。この場合、冷却部５３には、冷却水供給管路５７により冷却水が供給されているので、処理容器１０内から排気された水蒸気１は、冷却部５３内を通過する間に冷却されて凝縮される。水蒸気１が凝縮して液化した液滴は、ミストトラップ１１０の液溜部５３Ａに滴下される。一方、オゾンガス２は、そのままミストトラップ１１０内に導入される。このようにして、処理容器１０から排気された内部雰囲気を、オゾンガス２と液滴に分離し、分離されたオゾンガス２は、前記第２の内部排気管路５４に排気され、液滴は、後述する第２の排液管路９３に排液されるようになっている。また、水蒸気発生器３３から排出された水蒸気１及び純水は、排出管路１１１を介してミストトラップ１１０に導入される。純水は、そのまま排出管路１１１内を流れてミストトラップ１１０に滴下される。水蒸気１は、冷却部５３内を通過する間に冷却されて凝縮され、液滴になってミストトラップ１１０に滴下される。
【００４３】
前記第２の内部排気管路５４には、排気された内部雰囲気中のオゾン濃度を検出する濃度検出手段としての第１の濃度センサ８１と、オゾンキラー８０とが順次介設されており、第２の内部排気管路５４の出口は、排気マニホールド８３に接続されている。
【００４４】
第２の内部排気管路５４に設けられた第１の濃度センサ８１は、オゾンキラー８０より上流側に設置されている。オゾンキラー８０内に流入する前の排気された内部雰囲気中のオゾン濃度を検出することで、処理容器１０内のオゾン濃度を検出するようになっている。第１の濃度センサ８１は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第１の濃度センサ８１からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００は、第１の濃度センサ８１により検出されたオゾン濃度に基づいて容器カバー１２の開閉を制御するようになっている。容器カバー１２の開閉制御は、例えば処理容器１０内のオゾン濃度が所定の値（例えば、人体に悪影響を与えない０．１ｐｐｍ）以下でなければ、容器カバー１２を開けないように設定されて、安全面の配慮がなされている。
【００４５】
オゾンキラー８０は、加熱によりオゾンを酸素に熱分解するように構成されている。このオゾンキラー８０の加熱温度は、例えば４００℃以上に設定されている。なお、オゾンキラー８０は、工場内の無停電電源装置（図示せず）に接続され、停電時でも、無停電電源装置から安定的に電力供給が行われるように構成する方が好ましい。停電時でも、オゾンキラー８０が作動し、オゾンを除去して安全を図ることができるからである。
【００４６】
また、オゾンキラー８０には、オゾンキラー８０の作動状態を検出する作動検出手段としての温度センサ８４が設けられている。この温度センサ８４は、オゾンキラー８０の加熱温度を検出するように構成されている。また、温度センサ８４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、温度センサ８４からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、温度センサ８４からの検出信号に基づいて、オゾンを除去するのにオゾンキラー８０に十分な準備が整っているか判断するようになっている。
【００４７】
排気マニホールド８３は、装置全体の排気を集合して行うように構成されている。すなわち、排気マニホールド８３には、前記第２の内部排気管路５４と、前記エア導入管路８５と、後述する第１の周囲排気管路６１とが接続されている。また、処理装置背面の雰囲気を取り込むための配管（図示せず）が複数設置され、処理装置からオゾンガス２が周囲に拡散するのを防止している。更に、排気マニホールド８３は、工場内の酸専用の排気系（ＡＣＩＤ ＥＸＴＨＡＵＳＴ）に接続されており、酸専用の排気系に流す前の各種排気の合流場所として機能するようになっている。
【００４８】
また、排気マニホールド８３には、オゾン濃度を検出する第２の濃度センサ８２が設けられている。排気マニホールド８３に設けられた第２の濃度センサ８２は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第２の濃度センサ８２からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００にて、第２の濃度センサ８２により検出されたオゾン濃度に基づいて、オゾンキラー８０のオゾン除去能力を把握し、例えばオゾンキラー８０の故障によるオゾンガス２の漏洩を監視するようになっている。
【００４９】
周囲排気手段６０は、処理容器１０の周囲を包囲するケース６２と、このケース６２の下部に一端が接続され、他端が前記排気マニホールド８３に接続された第１の周囲排気管路６１と、ケース６２の下部に一端が接続され、他端が前記第１の内部排気管路５２に接続された第２の周囲排出管路１１１とで主に構成されている。
【００５０】
ケース６２では、上方から清浄なエアのダウンフローが供給されており、このダウンフローにより、ケース６２の内部雰囲気、すなわち処理容器１０の周囲雰囲気が外部に漏れるのを防止すると共に、下方に押し流されて第１の周囲排気管路６１、第２の周囲排気管路６３に流入し易いようにしている。また、ケース６２には、処理容器１０の周囲雰囲気中のオゾン濃度を検出する周囲の濃度検出手段としての第２の濃度センサ６６が設けられている。第２の濃度センサ６６は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、第２の濃度センサ６６からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、第２の濃度センサ６６により検出されたオゾン濃度に基づいてオゾンガス２の漏れを感知するようになっている。
【００５１】
また、第１の周囲排気管路６１には、開閉弁６４が設けられている。この開閉弁６４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、清浄に処理が進行している間、ＣＰＵ１００からの信号によって開閉弁６４は開放されている。なお、この間、第１の周囲排気管路６１は、処理容器１０の周囲雰囲気を排気マニホールド８３に排気するようになっている。
【００５２】
また、第２の周囲排気管路６３には、エジェクタ機構を具備した周囲強制排気機構６５が設けられている。この周囲強制排気機構６５は、処理容器１０の周囲雰囲気を急激な吸い込みによってミストトラップ１１０側に圧送することで、強制排気を行うように構成されている。周囲強制排気機構６５は制御手段であるＣＰＵ１００に接続されており、ＣＰＵ１００からの制御信号によって周囲強制排気機構６５の作動が制御されるようになっている。なお、正常に処理が行われている間、周囲強制排気機構６５に制御信号は出力されず、その作動は停止される。
【００５３】
排気手段９０は、処理容器１０の底部と前記第１の内部排気管路５２とに接続された第１の排液管路９１と、ミストトラップ１１０の底部に接続された第２の排液管路９３とを具備している。また、第１の排液管路９１には、開閉弁９２が介設されている。また、第２の排液管路９３には、開閉弁９４が介設されている。なお、液中にオゾンが残存する恐れがあるので、第２の排液管路９３は、工場内の酸専用の排液系（ＡＣＩＤ ＤＲＡＩＮ）に連通されている。
【００５４】
なお、ミストトラップ１１０には、下から順に、空防止センサ１１２、排液開始センサ１１３、液オーバーセンサ１１４が配置されている。この場合、図示しないが、前記開閉弁９２，９４及び各センサ１１２，１１３，１１４は、制御手段であるＣＰＵ１００に接続されている。そして、センサ１１２，１１３，１１４からの検出信号に基づいて開閉弁９２，９４が開閉制御されるようになっている。すなわち、液滴がミストトラップ１１０内にある程度溜められ、液面が排液開始センサ１１３にて検出されると、排液開始センサ１１３からの検出信号がＣＰＵ１００に伝達され、ＣＰＵ１００からの制御信号によって開閉弁９４を開放して排液が開始される。また、液面の高さが液オーバーセンサ１１４まで達すると、液オーバーセンサ１１４からの警告信号がＣＰＵ１００に入力される。一方、液面が空防止センサ１１２より下回っている場合には、空防止センサ１１２から禁止信号がＣＰＵ１００に入力され、ＣＰＵ１００からの制御信号によって開閉弁９４を閉じるように構成されている。この空防止センサ１１２によって液滴が全て流れてミストトラップ１１０内が空になり、オゾンガス２が工場内の酸専用の排液系に漏出する事態を防止することができる。
【００５５】
次に、この発明に係る基板処理装置の作動態様について、図２、図４ないし図７を参照して、説明する。まず、図示しないウエハ搬送手段によって搬送された複数例えば５０枚のウエハＷを、処理容器１０の容器本体１１の上方に上昇するウエハガイド２０に受け渡し、次いで、ウエハガイド２０が下降した後、容器カバー１２が閉鎖してウエハＷを処理容器１０内に密封状態に収容する。
【００５６】
処理容器１０内にウエハＷを収容した状態において、最初に、図４に示すように、エア供給手段７０の開閉弁７６が開放されると共に、ホットエアジェネレータ７２が作動して、処理容器１０内に約２８０℃に加熱されたホットエア３が供給され、ウエハＷ及び処理容器１０の雰囲気温度を常温（２５℃）から所定の温度（例えば８０℃〜９０℃）に昇温する。
【００５７】
次に、図５に示すように、オゾンガス供給手段であるオゾンガス生成手段４１が作動して供給される酸素（Ｏ２）に高周波電圧を印加してオゾン（Ｏ３）ガスを生成すると共に、開閉弁４９が開放して、オゾンガス２を処理容器１０内に供給することで、ウエハＷ及び処理容器１０内の雰囲気を予備加圧する。このとき、オゾン濃度が約９％ｗｅｔ（体積百分率）のオゾンガス２を、約１０リットル／分供給することで、処理容器１０内の圧力を、零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より高い圧力０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａとすることができる。これにより、処理容器１０内をオゾンガス２のみの雰囲気にすることができるので、ウエハＷの表面に安定した酸化膜が形成され、金属腐食を防止することができる。
【００５８】
処理容器１０内の予備加圧を所定時間（例えば１〜２分）行った後、オゾンガス供給手段すなわちオゾンガス生成手段４１を作動した状態で、水蒸気供給手段３０を作動させて、処理容器１０内にオゾンガス２と共に水蒸気１を供給して、水蒸気１（溶媒の蒸気）とオゾンガス（処理ガス）との反応により生じた反応物質によってウエハＷの処理すなわちレジストの除去のための処理を行う（図２参照）。この際、処理容器１０内の圧力が零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａ高い圧力に予備加圧により維持されているので、水分子の層に対するオゾン分子の混合量を増加させて水酸基ラジカルの発生量を増やすことができる。したがって、オゾンガス供給手段４０が酸素（Ｏ２）のみを放電によりオゾン化するオゾンガス生成手段４１を用いる場合においても、十分にレジストの除去のための処理を行うことができる。更に、高い温度雰囲気の中でオゾンを利用した処理を行うことができるので、処理能力の向上を図ることができる。
【００５９】
処理を所定時間（例えば３〜６分）、レジストの種類によっても異なるが、その際の処理容器１０内の圧力を例えば零調整された大気圧（０．１ＭＰａ）より０．０５ＭＰａ高い圧力として処理を行った後、水蒸気供給手段３０からの水蒸気の供給を停止すると共に、オゾンガス生成手段４１の作動を停止し、基ガスの酸素（Ｏ２）のみを処理容器１０内に供給して、処理容器１０内の急激な減圧及び湿度の低下を防止する（図６参照）。したがって、処理容器１０内の水蒸気が結露して、その水滴がウエハＷに付着するのを防止することができる。
【００６０】
酸素の供給を所定時間（例えば１分）行った後、酸素の供給を停止し、次いで、強制排気機構５６を作動させて、処理容器１０内に残留する水蒸気及びオゾンガスを強制的に排気して、処理を終了する（図７参照）。このとき、開閉弁９２を開放して、処理容器１０の底部に溜まった液体を排液する。
【００６１】
その後、昇降機構１５を作動させて、容器カバー１２を上昇して、容器本体１１の搬入・搬出口１４を開放した後、ウエハガイド２０を上昇して、ウエハＷを処理容器１０の上方に搬出する。そして、図示しないウエハ搬送手段にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを次の純水等の洗浄処理部に搬送して、洗浄処理部において、レジストを洗い流す。
【００６２】
したがって、前記基板処理によれば、配線工程を有するウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止は勿論、配線工程を有しないその他のウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止にも適用できるものである。
【００６３】
図８は、この発明に係る基板処理装置の第二実施形態を示す要部断面図である。前記実施形態では、ウエハＷのレジスト除去、金属腐食の防止及びパーティクルの防止を行うために、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０が、酸素（Ｏ２）のみを放電によってオゾン化する場合について説明した。第二実施形態は、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０のオゾンガス生成手段４１に、酸素（Ｏ２）を供給すると共に、窒素（Ｎ２）を供給して、オゾンガス化の効率を向上させると共に、窒素の供給量を制御してウエハＷのレジスト除去と共に、金属エッチング量の制御を可能にした場合である。
【００６４】
すなわち、第二実施形態は、処理ガス供給手段であるオゾンガス供給手段４０Ａのオゾンガス生成手段４１Ａに、酸素を供給する酸素供給管路２００とは別に、窒素を供給する窒素供給管路２０１を接続し、この窒素供給管路２０１に介設される流量調整弁２０２を制御手段であるＣＰＵ１００に接続して、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて流量調整弁２０２を制御して、オゾンガス２中に含有される窒素の含有量を調整可能にした場合である。
【００６５】
このようにオゾンガス生成手段４１Ａに酸素と共に窒素を供給することにより、オゾンガス生成手段４１Ａの放電電極４５，４６に付着した酸素分子を窒素分子で分解してオゾンガスの生成効率を高めることができる。また、オゾンガス２中に含有された窒素がウエハＷの金属例えばアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等に接触することでこれら金属をエッチングすることができる。また、窒素の供給量を制御することで、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さないウエハＷのレジスト除去及び金属エッチング処理に好適である。
【００６６】
なお、上記説明では、オゾンガス生成手段４１Ａに窒素（Ｎ２）を供給して、オゾンガス中の窒素（Ｎ２）量を制御しているが、図８に二点鎖線で示すように、処理容器１０に窒素供給管路２０３を接続すると共に、窒素供給管路に介設された流量調整２０２Ａを制御手段であるＣＰＵ１００によって制御して、直接処理容器１０の処理室１０ａ内に窒素（Ｎ２）を供給するようにしてもよい。
【００６７】
なお、第二実施形態において、その他の部分は、前記第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００６８】
なお、前記第二実施形態では、窒素の供給量を制御してウエハＷのレジスト除去と共に、金属エッチング量の制御を行う場合について説明したが、窒素の供給量を制御して酸化膜の成長を抑制することもできる。すなわち、図１０に示した処理工程における第１のレジスト除去工程（図１０（ｄ）参照）にこの発明の処理方法を適用することにより、ウエハＷの表面にケミカル酸化膜が成長するのを抑制することができ、薄い酸化膜の膜厚の均一化及び膜質の向上を図れるようにすることができる。
【００６９】
なお、前記実施形態では、被処理基板がウエハＷである場合について説明したが、被処理基板は必ずしもウエハＷである必要はなく、例えばレジスト塗布されるものや金属被膜を有するものであれば、例えばＬＣＤ用基板やＣＤ等の基板であってもよい。
【００７０】
【実施例】
◎実施例１
オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合と、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませない場合の金属のエッチングレートを調べるために、以下の条件で実験を行った。
【００７１】
実験条件
Ａ）試料金属：アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）
Ｂ）処理条件
１）オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合
・圧力：１４．７［ｋＰａ］
・ウエハ温度：８０［℃］
・水蒸気温度：１００［℃］
・処理時間：５［ｍｉｎ］
２）オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませない場合
・圧力：９８０．７［ｋＰａ］
・ウエハ温度：８０［℃］
・水蒸気温度：１２４［℃］
・処理時間：５［ｍｉｎ］
前記条件で実験を行ったところ、図９に示すような結果が得られた。
【００７２】
例えば、アルミニウム（Ａｌ）においては、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合のエッチングレートが８６．３８［Å／ｍｉｎ］であったが、オゾンガスのみの場合は、殆どエッチングされず、−１．０６［Å／ｍｉｎ］であった。また、銅（Ｃｕ）においては、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合のエッチングレートは１００［Å／ｍｉｎ］以上であったが、オゾンガスのみの場合は、２２．２８［Å／ｍｉｎ］であった。また、タングステン（Ｗ）の場合のエッチングレートは４５．８２［Å／ｍｉｎ］であったが、オゾンガスのみの場合は、３．３２［Å／ｍｉｎ］であった。
【００７３】
前記実験の結果、オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含ませた場合、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やタングステン（Ｗ）等の金属が大幅にエッチングできることが判った。したがって、窒素（Ｎ２）の含有量すなわち圧力、温度等の条件を適宜変える（制御）ことにより、前記金属のエッチング量を制御することができる。
【００７４】
◎実施例２
オゾンガス中の窒素（Ｎ２）の添加量（含有量）によるレジスト除去処理における処理前と処理後のケミカル酸化膜の成長量を調べるために、以下の条件で実験を行った。
【００７５】
実験条件
オゾンガス：１０リットル／分（Ｎ2添加１０％、Ｎ2無添加４％）
水蒸気：１２０℃
ウエハ温度：９０℃
圧力：０．０５ＭＰａ（大気圧０．１ＭＰａで零調整）
オゾンガス／水蒸気の供給時間：５分
Ｎ2供給量：０．０８リットル／分
前記条件で実験を行ったところ、表１に示すような結果が得られた。
【００７６】
【表１】
前記実験の結果、Ｎ2添加入りオゾンガス（Ｏ3濃度１０％）でレジスト除去処理を行う場合では、処理前の酸化膜の膜厚が３．３５Åであったが、処理後の酸化膜の膜厚は１６．９０Åであり、酸化膜の成長量が１３．５５Åであった。これに対し、Ｎ2無添加のオゾンガス（Ｏ3濃度４％）でレジスト除去処理を行う場合では、処理前の酸化膜の膜厚が３．７０Åであり、処理後の酸化膜の膜厚は１１．２３Åであり、酸化膜の成長量が７．５４Åであった。
【００７８】
したがって、Ｎ2無添加のオゾンガスでレジスト除去処理を行うことにより、Ｎ2添加入りオゾンガスでレジスト除去処理を行う場合に比べて、酸化膜の成長量を１３．５５−７．５４＝６．０１（Å）抑制できることが判った。
【００７９】
通常、例えば炉によって形成される図１０（ｅ）の薄い酸化膜ＯＸ2は、１０Å〜１５Å程度が要求されるが、上述のようにＮ2添加入りオゾンガスで処理を行うと、処理後の酸化膜厚が１６．９０Åとなり、要求される膜厚の最大値１５Åを超えてしまう。しかし、Ｎ2無添加のオゾンガスで処理を行った場合、処理後の酸化膜厚は、１１．２３Åで要求膜厚の範囲内であることから、更に炉によって前記膜質が高く（密度が高く）、かつ膜厚の均一な薄い酸化膜を形成することができる。
【００８０】
前記実験では、Ｎ2供給量が０．０８リットル／分と０（零）との場合について説明したが、その他のＮ2供給量に基づくレジスト除去処理の前後の酸化膜の膜厚を実験により求め、また、その他の条件の実験データ等を求め、そのデータを予め制御手段であるＣＰＵ１００に記憶しておけば、レジスト除去処理に当たって酸化膜の成長の抑制を任意に制御することができる。
【００８１】
【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。
【００８２】
１）請求項１記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に処理ガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内に処理ガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板が処理ガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。
【００８３】
２）また、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制することができる。したがって、前記１）に加えて更に被処理体に液滴が付着するのを防止することができでき、歩留まりの向上を図ることができる。
【００８４】
３）請求項２記載の発明によれば、処理容器内の雰囲気を処理ガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧した状態で、処理容器内に供給される溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を処理した後、溶媒の蒸気の供給を停止すると共に、処理ガスの生成を停止し、処理ガスの基ガスを処理容器内に供給することにより、処理容器内の急激な減圧を抑制して溶媒蒸気が結露するのを抑制し、その後、基ガスの供給を停止すると共に、処理容器内の雰囲気ガスを排気することができる。したがって、前記１）、２）に加えて更に被処理基板に金属汚染やパーティクルを発生させることなく、溶媒の蒸気と処理ガスによって被処理基板を連続的に処理することができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００８５】
４）請求項３，５，６記載の発明によれば、処理容器内に収容された被処理基板に溶媒蒸気とオゾンガスを供給して被処理基板を処理する前に、処理容器内にオゾンガスを供給して被処理基板の周囲雰囲気を加圧することにより、処理容器内の雰囲気をオゾンガス雰囲気に置換すると共に、処理容器内を予備加圧することができる。したがって、被処理基板がオゾンガス以外のガス等に接触する恐れがないので、金属汚染やパーティクルの発生を防止することができる。また、次に処理容器内に供給される溶媒の蒸気とオゾンガスとの反応速度を高めて処理効率の向上を図ることができる。更には、窒素ガスの供給量を制御することにより、金属のエッチング量を制御することができる。したがって、配線工程を有さない被処理基板の処理に好適である。更に、窒素ガスの供給量を抑制することにより、被処理基板の表面に形成される酸化膜の成長を抑制することができる。したがって、金属配線の有無にかかわらずパーティクルやコンタミネーションの発生を防止することができると共に、薄い酸化膜を形成する場合の膜厚の均一化及び膜質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】第一実施形態の基板処理装置の要部を示すもので、処理容器内のウエハに水蒸気とオゾンガスを供給した状態を示す断面図である。
【図３】この発明におけるウエハガイドを示す斜視図である。
【図４】処理容器内のウエハにホットエアを供給した状態を示す概略断面図である。
【図５】処理容器内のウエハにオゾンガスを供給した予備加圧の状態を示す概略断面図である。
【図６】処理容器内のウエハに酸素ガスを供給した状態を示す概略断面図である。
【図７】処理容器内の雰囲気ガスを排気した状態を示す概略断面図である。
【図８】この発明に係る基板処理装置の第二実施形態の要部を示す断面図である。
【図９】オゾンガスに窒素（Ｎ２）を含む場合と含まない場合のアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）のエッチングレートを示すグラフである。
【図１０】ウエハの処理工程の一例を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１０ 処理容器
３０ 水蒸気供給手段
３４ 水蒸気供給管路
３６ 開閉弁
４０，４０Ａ オゾンガス供給手段（処理ガス供給手段）
４１，４１Ａ オゾンガス生成手段
４８ スイッチ
４９ 開閉弁
５０ 内部排気手段
７０ エア供給手段
７２ ホットエアジェネレータ
７３ ホットエア供給管路
７６ 開閉弁
９０ 排液手段
９２ 開閉弁
２００ 酸素供給管路
２０１ 窒素供給管路
２０２，２０２Ａ 流量調整弁
２０３ 窒素供給管路
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