JP2003224102A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板処理方法

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JP2003224102A JP2002021534A JP2002021534A JP2003224102A JP 2003224102 A JP2003224102 A JP 2003224102A JP 2002021534 A JP2002021534 A JP 2002021534A JP 2002021534 A JP2002021534 A JP 2002021534A JP 2003224102 A JP2003224102 A JP 2003224102A
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ozone
water
wafer
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Yasuhiro Nagano
泰博 長野
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理後の基板に付着するパーティクル等を低
減させることができる基板処理装置及び基板処理方法を
提供する。 【解決手段】 チャンバー４５に収納した基板Ｗにオゾ
ンガスと水蒸気を供給して処理する基板処理装置２３ａ
において，前記チャンバー４５にオゾン水を供給し，前
記チャンバー４５を洗浄することとした。また，基板Ｗ
にオゾンガスを供給して処理する基板処理方法におい
て，基板Ｗをチャンバー４５に収納し，前記基板Ｗにオ
ゾンガス及び水蒸気を供給して基板Ｗを処理し，基板Ｗ
をチャンバー４５から搬出し，その後，前記チャンバー
４５にオゾン水を供給して前記チャンバー４５を洗浄す
ることとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，例えば半導体ウェ
ハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板をオゾンガスと水蒸気
の混合流体によって処理する基板処理装置及び基板処理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程におい
ては，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）に付
着した汚染物を除去したり，ウェハに塗布されたレジス
トを剥離する処理を行う処理システムが使用される。レ
ジストを剥離する処理工程としては，レジストを水溶性
に変質させ，変質したレジストを純水によりウェハから
除去するものが知られている。このようなレジスト剥離
を行う処理システムには，ウェハを収納したチャンバー
内にオゾンガスと水蒸気を供給し，レジストを酸化させ
て水溶性に変質させる基板処理装置が組み込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
基板処理装置にあっては，ウェハから剥離した汚染物，
パーティクル，変質したレジスト等が処理後のチャンバ
ー内に付着し，その後に処理するウェハに付着して汚染
する問題があった。
【０００４】従って，本発明の目的は，処理後の基板に
付着するパーティクル等を低減させることができる基板
処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，チャンバーに収納した基板にオゾ
ンガスと水蒸気を供給して処理する基板処理装置であっ
て，前記チャンバーにオゾン水を供給し，前記チャンバ
ーを洗浄することを特徴とする，基板処理装置が提供さ
れる。
【０００６】また，前記チャンバーから回収したオゾン
ガスを純水に通過させてオゾン水を生成するオゾン水生
成ユニットを備え，前記チャンバーを洗浄するオゾン水
を，前記オゾン水生成ユニットにおいて生成することを
特徴とする基板処理装置が提供される。この場合，基板
の処理に使用したオゾンガスをチャンバーの洗浄に再利
用することができる。
【０００７】また，前記チャンバー及び前記オゾン水生
成ユニットから回収したオゾンガスを分解するオゾン分
解装置を備えることが好ましい。前記チャンバーから回
収したオゾンガスと水蒸気の混合流体から水蒸気を分離
するミストトラップを備えることが好ましい。
【０００８】また，本発明によれば，基板にオゾンガス
を供給して処理する基板処理方法であって，基板をチャ
ンバーに収納し，前記基板にオゾンガス及び水蒸気を供
給して基板を処理し，基板をチャンバーから搬出し，そ
の後，前記チャンバーにオゾン水を供給して前記チャン
バーを洗浄することを特徴とする，基板処理方法が提供
される。さらに，前記チャンバーから回収したオゾンガ
スを純水に通過させることにより，前記チャンバーを洗
浄するオゾン水を生成することを特徴とする，基板処理
方法が提供される。
【０００９】さらに，本発明によれば，基板にオゾンガ
スを供給して処理する基板処理方法であって，基板をチ
ャンバーに収納し，前記基板にオゾンガス及び水蒸気を
供給して基板を処理し，基板をチャンバーから搬出し，
その後，前記チャンバーに前記オゾンガス及び水蒸気の
混合流体を供給して結露させ，前記チャンバーを洗浄す
ることを特徴とする，基板処理方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，基板の一例としてのウェハに対して，ウェハの表
面に塗布されたレジストを水溶化する処理を施す，基板
処理装置としての基板処理ユニットに基づいて説明す
る。図１は，本実施の形態にかかる基板処理ユニット２
３ａ〜２３ｈを組み込んだ処理システム１の平面図であ
る。図２は，その側面図である。この処理システム１
は，ウェハＷに洗浄処理及びレジスト水溶化処理を施す
処理部２と，処理部２に対してウェハＷを搬入出する搬
入出部３から構成されている。
【００１１】搬入出部３は，複数枚，例えば２５枚のウ
ェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（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との間でウェハＷの受け渡しを行うウェハ搬送装
置７が備えられたウェハ搬送部５と，から構成されてい
る。
【００１２】ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬
入出され，キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設け
られている。また，ウェハＷを所定間隔で保持するため
の棚板が内壁に設けられており，ウェハＷを収容する２
５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半
導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に
保持した場合に上側となっている面）となっている状態
で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１３】イン・アウトポート４の載置台６上には，
例えば，３個のキャリアを水平面の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。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
ウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境
界壁８においてキャリア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のウェハ搬送部５側
には，窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機
構１０が設けられている。
【００１４】この窓部開閉機構１０は，キャリアＣに設
けられた蓋体もまた開閉可能であり，窓部９の開閉と同
時にキャリアＣの蓋体も開閉する。窓部９を開口してキ
ャリアＣのウェハ搬入出口とウェハ搬送部５とを連通さ
せると，ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７
のキャリアＣへのアクセスが可能となり，ウェハＷの搬
送を行うことが可能な状態となる。
【００１５】ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装
置７は，Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり，かつ，Ｘ―
Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。ま
た，ウェハ搬送装置７は，ウェハ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
スライド自在となっている。こうして，ウェハ搬送装置
７は，載置台６に載置された全てのキャリア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
れた主ウェハ搬送装置１８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側へウェハＷを搬送することができ
るようになっている。
【００１６】処理部２は，主ウェハ搬送装置１８を備え
たウェハ搬送部２０と，４台の基板洗浄ユニット１２，
１３，１４，１５と，本実施の形態にかかる基板処理ユ
ニット２３ａ〜２３ｈとを備えている。また，処理部２
には，基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈに供給するオゾ
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１２，１３，１４，１５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ェハ搬
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。
【００１７】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，ウェハ搬送部５に向けて
流出する構造となっている。これにより，ウェハ搬送部
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の清浄度が保持されるようになっている。
【００１８】ウェハ搬送部２０に配設された主ウェハ搬
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（θ方向）で回転自在に構成されてい
る。また，主ウェハ搬送装置１８は，ウェハＷを把持す
る搬送アーム３５を有し，この搬送アーム３５はＹ方向
にスライド自在となっている。こうして，主ウェハ搬送
装置１８は，ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装
置７と，基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５，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。
【００１９】各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１
５は，基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈに搬入する前の
ウェハＷに対して洗浄処理及び乾燥処理を施す。さら
に，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ェハＷに対して，洗浄処理及び
乾燥処理を施す。基板洗浄ユニット１２，１３，１４，
１５は，上下２段で各段に２台ずつ配設されている。図
１に示すように，基板洗浄ユニット１２，１３と基板洗
浄ユニット１４，１５とは，その境界をなしている壁面
４１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，各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１
５は概ね同様の構成を備えている。
【００２０】各基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈは，ウ
ェハＷの表面に塗布されているレジストを水溶化する処
理を行う。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，２
３ｃ，２３ｄが上からこの順で配設され，右段には基板
処理ユニット２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈが上から
この順で配設されている。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４２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，各基板処理ユニット２３ａ〜
２３ｈは概ね同様の構成を備えている。そこで，基板処
理ユニット２３ａを例として，その構造について詳細に
以下に説明することとする。
【００２１】図３は，基板処理ユニット２３ａの概略図
である。基板処理ユニット２３ａに備えられる密閉構造
のチャンバー４５は，上部が開口した基板収納容器４６
と，基板収納容器４６を上部から塞ぐ蓋４７から構成さ
れる。基板収納容器４６の上面と蓋４７の下面との間に
は，密閉部材５０ａ，５０ｂが設けられており，蓋４７
の下面を基板収納容器４６に接触させたときに，チャン
バー４５内の雰囲気が外部に漏れ出ることを防止する。
従って，チャンバー４５内の雰囲気を密閉することがで
きる。基板収納容器４６の上面において密閉部材５０ａ
はチャンバー４５の内部の空間に沿って設けられ，チャ
ンバー４５内の雰囲気を確実に密閉する。密閉部材５０
ｂは密閉部材５０ａよりも外側に設けられている。な
お，密閉部材５０ａ，５０ｂとしては，例えばＯリング
が使用され，この場合，基板収納容器４６の上面及び蓋
４７の下面にＯリングを挟む溝が設けられる。
【００２２】また，図５に示すように，密閉部材５０ａ
と密閉部材５０ｂの間を排気する密閉部材排気回路５１
が設けられている。密閉部材排気回路５１には，図示し
ない適当な吸引手段が設けられており，基板収納容器４
６の上面と蓋４７の下面との間の隙間において密閉部材
５０ａと密閉部材５０ｂに挟まれた雰囲気を排出して減
圧することができる。これにより，基板収納容器４６の
上面と蓋４７の下面を密着させ，チャンバー４５内の雰
囲気を密閉することができる。
【００２３】基板収納容器４６の内部には，ウェハＷを
載置する基板載置台５２が設けられている。ウェハＷを
チャンバー４５に収納するときは，図４に示すように，
基板載置台５２の上面にウェハＷの下面（裏面）を接触
させて載置する。また，チャンバー４５の内部の空間に
処理流体等を供給するチャンバー供給路５４と，チャン
バー４５の内部の流体を排出するチャンバー排出路５５
が，基板収納容器４６の壁面を貫通して設けられてい
る。チャンバー供給路５４は，基板載置台５２に載置さ
れたウェハＷの上面（表面）よりも上方からウェハＷに
対して処理流体を吐出するように設けられている。チャ
ンバー排出路５５は，基板載置台５２に載置されたウェ
ハＷの下面よりも下方から流体を排出するように設けら
れている。また，チャンバー供給路５４の吐出口とチャ
ンバー排出路５５の排出口は，ウェハＷの周囲において
対向する位置，例えばウェハＷの周囲において中心角が
１８０°となるように配設されている。
【００２４】ウェハＷをチャンバー４５に収納して蓋４
７を閉じたとき，蓋４７の下面はウェハＷの上面に近接
してウェハＷの上面を覆うようになっており，ウェハＷ
上面と蓋４７の下面との間に形成された隙間に処理流体
を供給し，ウェハＷ上面を処理することができる。ま
た，ウェハＷは基板収納容器４６の内壁とウェハＷの周
縁との間に余裕をもって収納され，基板収納容器４６内
壁とウェハＷ周縁との間の隙間に処理流体を供給し，ウ
ェハＷ周縁を処理することができる。さらに，基板載置
台５２上面がウェハＷ下面に接触する面積は，ウェハＷ
下面の面積よりも小さく，ウェハＷ下面の周辺部は基板
載置台５２上面に接触しない。従って，チャンバー４５
内に処理流体を供給したとき，ウェハＷ下面の周辺部に
処理流体を供給し，ウェハＷ下面の周辺部を処理するこ
とができる。
【００２５】さらに，基板収納容器４６の底部には下温
度調整装置６０が，蓋４７の内部には上温度調整装置６
０が設けられている。下温度調整装置６０は，チャンバ
ー４５内の雰囲気及びウェハＷをチャンバー４５内の下
方から温調し，上温度調整装置６０は，チャンバー４５
内の流体及びウェハＷをチャンバー４５内の上方から温
調する。
【００２６】図５は，基板処理ユニット２３ａにおける
流体の供給回路及び排出回路を示している。基板処理ユ
ニット２３ａは，オゾンガス発生装置２４と，ウェハＷ
に供給する水蒸気を発生させる水蒸気発生装置７１と，
チャンバー４５内に供給するガスの供給源であるガス供
給源７２を備えている。オゾンガス発生装置２４，水蒸
気発生装置７１及びガス供給源７２は，切替混合弁７５
を介してチャンバー供給路５４に接続されている。な
お，オゾンガス発生装置２４はオゾンガスと酸素を供給
することができる。ガス供給源７２から供給されるガス
としては，例えばＮ２ガス等の不活性ガスや，空気等が
用いられる。また，チャンバー供給路５４は，チャンバ
ー供給路５４の形状に沿って管状に設置される温度調節
器５４ａを備え，チャンバー供給路５４を通過するオゾ
ンガス，水蒸気等の流体は，チャンバー供給路５４を通
過する間，温度調節器５４ａによって温度調節される。
【００２７】さらに，基板処理ユニット２３ａは，チャ
ンバー４５から流体を回収し，流体から液体を分離する
ミストトラップ７７と，チャンバー４５から回収した流
体中のオゾンガスを分解するオゾン分解装置８０を備え
ている。チャンバー排出路５５は，チャンバー４５とミ
ストトラップ７７を接続し，チャンバー４５から排出し
た流体をミストトラップ７７に送出する。また，チャン
バー排出路５５には開閉弁５５ａが介設されており，開
閉弁５５ａを開くことによりチャンバー４５から処理流
体を排出してミストトラップ７７に送出する状態にす
る。ミストトラップ７７とオゾン分解装置８０は，ミス
トトラップ７７からオゾンガスを排気するミストトラッ
プ排気管８２によって接続されている。チャンバー４５
内のオゾンガスは，チャンバー排出路５５，ミストトラ
ップ７７，ミストトラップ排気管８２を通過してオゾン
分解装置８０に回収される。
【００２８】ウェハＷに塗布されたレジストを水溶化す
る処理を行うときは，ウェハＷを収納して密閉したチャ
ンバー４５の内部に，オゾンガスと水蒸気の混合流体を
充填させて処理する。即ち，オゾンガス発生装置２４か
ら供給するオゾンガスと水蒸気発生装置７１から供給す
る水蒸気を送出し，切替混合弁７５においてオゾンガス
と水蒸気の混合流体を生成して，チャンバー供給路５４
によってチャンバー４５の内部に供給する。
【００２９】また，例えばチャンバー４５内からオゾン
ガスと水蒸気の混合流体を排出するときは，切替混合弁
７５を切り替えてガス供給源７２とチャンバー供給路５
４を接続する状態とし，ガス供給源７２からチャンバー
４５内にガスを供給するとともに，開閉弁５５ａを開く
ことによりチャンバー排出路５５から混合流体が排出さ
れるようにする。そして，チャンバー４５内の混合流体
をガスによってチャンバー排出路５５に押し出す。この
ガスは，例えば最大で１００リットル／分程度の流量に
て供給する。
【００３０】また，オゾンガス発生装置２４，切替混合
弁７５，オゾンガス発生装置２４と切替混合弁７５とを
接続するオゾンガス発生装置供給路２４ａの中に残留し
ているオゾンガスを排出するときは，切替混合弁７５の
切り替えによりオゾンガス発生装置供給路２４ａとチャ
ンバー供給路５４を接続する状態とし，オゾンガス発生
装置２４から酸素を供給して，オゾンガス発生装置２
４，切替混合弁７５，オゾンガス発生装置供給路２４ａ
中に残留しているオゾンガスを酸素により追い出す。そ
の後，切替混合弁７５の切り替えにより，ガス供給源７
２とチャンバー供給路５４を接続する状態とし，ガス供
給源７２からチャンバー４５内にガスを供給して，チャ
ンバー４５内の混合流体等の雰囲気をガスによってチャ
ンバー排出路５５に押し出すようにする。このようにオ
ゾンガス発生装置２４，切替混合弁７５，オゾンガス発
生装置供給路２４ａからオゾンガスを排出することによ
り，安全性を高めることができる。
【００３１】さらに，基板処理ユニット２３ａは，チャ
ンバー４５内を洗浄する処理液であるオゾン水を生成す
るオゾン水生成装置８５を備える。オゾン水生成装置８
５は，オゾン水供給路８７によって切替混合弁７５に接
続され，チャンバー供給路５４にオゾン水を送出する。
【００３２】例えばウェハから剥離した汚染物，パーテ
ィクル，変質したレジスト等の異物がチャンバー４５の
内壁に付着することにより，チャンバー４５が汚染され
たときは，オゾン水生成装置８５からチャンバー４５内
にオゾン水を供給して，変質したレジスト等をオゾン水
に溶解させる。さらに，開閉弁５５ａを開くことにより
チャンバー排出路５５からチャンバー４５内のオゾン水
が排出されるようにし，異物をオゾン水によって押し流
してチャンバー４５内から排出する。
【００３３】オゾンガス発生装置２４は，酸素中に放電
を行うことによりオゾンガスを発生させる。また，放電
を停止させることにより，酸素を供給することができ
る。オゾンガス発生装置２４から供給するオゾンガス及
び酸素は，オゾンガス発生装置２４と切替混合弁７５を
接続するオゾンガス発生装置供給路２４ａによって，切
替混合弁７５に供給される。
【００３４】水蒸気発生装置７１は内部に熱源９１を備
え，純水供給回路９２から水蒸気発生装置７１に供給さ
れる純水（ＤＩＷ）を高温に熱することにより，チャン
バー４５内に供給する水蒸気を発生させる。水蒸気発生
装置７１内で発生した水蒸気は，水蒸気供給管９３を通
過して切替混合弁７５に送出される。水蒸気供給管９３
は，水蒸気供給管９３の形状に沿って管状に設置される
水蒸気温度調節器９６を備え，水蒸気供給管９３を通過
する間，水蒸気は水蒸気温度調節器９６によって温度調
節される。これにより，水蒸気発生装置７１から供給さ
れる水蒸気は，水蒸気発生装置７１から切替混合弁７５
に送出される間，所望の温度が維持される。また，切替
混合弁７５に供給された水蒸気は，切替混合弁７５にお
いてオゾンガスと混合して混合流体となり，チャンバー
供給路５４を通過して，チャンバー４５に供給される。
混合流体は，チャンバー供給路５４を通過する間，温度
調節器５４ａにより所望の温度に維持される。
【００３５】純水供給回路９２の途中には，オゾン水生
成装置８５に接続する純水供給路９７が介設されてい
る。純水供給回路９２から供給される純水の一部は，純
水供給路９７によってオゾン水生成装置８５に送液され
る。純水供給路９７には流量調節弁９７ａが介設されて
いる。オゾン水生成装置８５に供給する純水の供給量
は，流量調節弁９７ａによって調節する。
【００３６】また，水蒸気発生装置７１は，ミストトラ
ップ７７に接続する水蒸気排気管１０１と，開閉弁５５
ａの下流においてチャンバー排出路５５の途中に接続す
る純水排液管１０２とを備えている。ウェハＷに供給し
ない水蒸気を水蒸気発生装置７１から排出するとき，又
は水蒸気発生装置７１内の圧力を低下させるとき等は，
水蒸気排気管１０１によってミストトラップ７７内に排
気する。水蒸気発生装置７１内の純水を排液するとき
は，水蒸気発生装置７１の下部から純水排液管１０２に
よって排出し，チャンバー排出路５５を通過させてミス
トトラップ７７内に排液する。
【００３７】ミストトラップ７７は，ミストトラップ７
７から液体を排液するミストトラップ排液管１１１と，
ミストトラップ７７内の流体を冷却する冷却水循環ライ
ン１１２を備えている。チャンバー４５内からチャンバ
ー排出路５５によって排出された流体，水蒸気発生装置
７１から水蒸気排気管１０１によって排気された水蒸
気，水蒸気発生装置７１から純水排液管１０２とチャン
バー排出路５５によって排液された純水は，ミストトラ
ップ７７内部に貯留される。そして，ミストトラップ７
７外部に巻回された冷却水循環ライン１１２に冷却水を
通過させることにより，これらのミストトラップ７７内
部に貯留された回収流体を冷却する。即ち，水蒸気を凝
縮して液化し，ミストトラップ７７の下部に貯留させる
ことにより，ミストトラップ７７内に貯留されたオゾン
ガス，水蒸気，純水，ガス，酸素，オゾン水等の回収流
体を，オゾンガスを含む気体と液滴とに好適に分離する
ことができるようになっている。これにより，チャンバ
ー４５内から排出された処理流体から水蒸気を分離する
ことができる。オゾンガス等のミストトラップ７７内の
気体はミストトラップ排気管８２によってミストトラッ
プ７７内から排気される。また，チャンバー４５の内部
を洗浄したオゾン水と共に排出される変質レジスト，パ
ーティクル，汚染物等の異物も，ミストトラップ７７内
の液体と共にミストトラップ排液管１１１から排出され
る。
【００３８】オゾン分解装置８０は，ヒータ１１９によ
ってオゾンガスを高温にして分解するオゾンキラー１２
０と，オゾンキラー１２０を通過した気体を冷却する冷
却装置１２２を備えている。また，オゾンガスを分解し
冷却した気体をオゾン分解装置８０から排気するオゾン
分解装置排気管１２６を備えている。ミストトラップ排
気管８２を通過してオゾン分解装置８０に回収されるオ
ゾンガスは，ヒータ１１９の加熱により酸素に熱分解さ
れ，冷却装置１２２によって冷却される。冷却装置１２
２は，冷却水を循環供給する冷却水供給回路１２７を備
えている。即ち，冷却水を循環供給することにより，冷
却装置１２２内の気体を冷却する。冷却水供給回路１２
７には，ミストトラップ７７の内部を冷却する冷却水循
環ライン１１２が介設され，冷却水供給回路１２７内を
循環する冷却水の一部はミストトラップ７７の内部を冷
却するために冷却水循環ライン１１２内に循環供給され
るようになっている。このように，オゾンキラー１２０
を通過する際にオゾンガスを除去して，基板処理ユニッ
ト２３ａから排気する気体の無害化を図るようになって
いる。
【００３９】ミストトラップ排気管８２の途中には，オ
ゾンガスをオゾン水生成装置８５に供給する再利用オゾ
ンガス供給路１３０が介設されている。再利用オゾンガ
ス供給路１３０には，流量調節弁１３０ａが介設されて
いる。ミストトラップ７７から排出されミストトラップ
排気管８２を通過するオゾンガスの一部は，再利用オゾ
ンガス供給路１３０によってオゾン水生成装置８５内に
供給され，残りのオゾンガスはオゾン分解装置８０に送
出される。オゾン水生成装置８５に供給するオゾンガス
の供給量は，流量調節弁１３０ａによって調節する。
【００４０】オゾン水生成装置８５は内部にオゾン水又
は純水を貯留し，貯留されるオゾン水又は純水の上方に
はオゾンガスを含む気体が貯留される。また，オゾン水
生成装置８５には，純水供給路９７によって純水が供給
され，再利用オゾンガス供給路１３０によってオゾンガ
スが供給される。純水供給路９７によって供給された純
水は，オゾン水生成装置８５内部に貯留される。再利用
オゾンガス供給路１３０の下流端は，オゾン水生成装置
８５内に貯留された純水又はオゾン水の中に浸漬されて
いる。即ち，再利用オゾンガス供給路１３０から供給す
るオゾンガスを純水又はオゾン水に通過させることによ
り，所定濃度のオゾン水を生成する構成となっている。
即ち，チャンバー４５内及びウェハＷに供給した後，ミ
ストトラップ７７に回収されたオゾンガスは，ミストト
ラップ排気管８２，再利用オゾンガス供給路１３０によ
ってオゾン水生成装置８５に供給され，純水を通過して
オゾン水を生成する。このように，チャンバー４５内及
びウェハＷに供給した後のオゾンガスは，オゾン水を生
成するオゾンガスとして再利用することができる。
【００４１】また，オゾン水生成装置８５は，オゾン水
生成装置８５の上部からオゾンガスを排気するオゾンガ
ス排気管１３１と，オゾン水生成装置８５の下部から純
水又はオゾン水を排気するオゾン水生成装置排液管１３
２とを備えている。オゾンガス排気管１３１の下流端
は，再利用オゾンガス供給路１３０の上流端がミストト
ラップ排気管８２に接続する箇所より下流側においてミ
ストトラップ排気管８２の途中に接続している。純水又
はオゾン水を通過した気体はオゾン水生成装置８５内上
部に貯留されるが，オゾン水生成装置８５内上部に入り
きらない場合は，オゾン水生成装置８５からオゾンガス
排気管１３１によって排気され，ミストトラップ排気管
８２によってオゾン分解装置８０に送出されて，オゾン
ガスが分解される。また，チャンバー４５内に供給しな
いオゾン水をオゾン水生成装置８５から排液するとき，
又はオーバーフローさせる場合は，オゾン水生成装置排
液管１３２によって排液する。オゾン水供給路８７には
フィルター１３５が介設されており，オゾンガスを再利
用して生成したオゾン水を清浄化してチャンバー４５内
に供給するようになっている。
【００４２】チャンバー排出路５５には，チャンバー４
５と開閉弁５５ａとの間において，強制排気管１４０が
介設されている。強制排気管１４０には，開閉弁１４０
ａとエゼクタ１４２がこの順に介設されている。強制排
気ミストトラップ１４５は，強制排気した回収流体から
分離されたオゾンガスを排気する強制排気ミストトラッ
プ排気管１４８と，強制排気した回収流体から分離され
た純水を排液する強制排気ミストトラップ排液管１４９
を備えている。強制排気ミストトラップ排気管１４８の
下流端は，再利用オゾンガス供給路１３０の上流端がミ
ストトラップ排気管８２に接続する箇所より下流側にお
いてミストトラップ排気管８２の途中に接続している。
【００４３】チャンバー４５内から流体を強制的に排気
するときは，開閉弁１４０ａを開くとともに開閉弁５５
ａを閉じる。また，切替混合弁７５を切り替えてガス供
給源７２とチャンバー排出路５５を接続する状態とす
る。この状態でエゼクタ１４２を作動させ，チャンバー
排出路５５を介してチャンバー４５内の処理流体を強制
排気管１４０に引き込み，強制的に強制排気ミストトラ
ップ１４５に排出することができる。ガスは，例えば約
１０リットル／分程度の流量にて供給する。このような
強制排気方式は，例えば，チャンバー４５がウェハＷの
処理を開始する前のスタンバイ時，又は，チャンバー４
５内において異常事態が発生したときなどに使用する。
【００４４】ミストトラップ排液管１１１，オゾン水生
成装置排液管１３２及び強制排気ミストトラップ排液管
１４９は，基板処理ユニット２３ａの各部から純水等の
液体を排液する基板処理ユニット排液管１５３に接続さ
れている。密閉部材排気回路５１とオゾン分解装置排気
管１２６は，基板処理ユニット２３ａの各部から気体を
排気する基板処理ユニット排気管１５４に接続されてい
る。
【００４５】以上が基板処理ユニット２３ａの構成であ
るが，処理システム１に備えられた他の基板処理ユニッ
ト２３ｂ〜２３ｈも，基板処理ユニット２３ａと同様の
構成を有し，オゾンガスと水蒸気の混合流体により，ウ
ェハＷに塗布されたレジストを水溶性に変質させること
ができる。
【００４６】次に，以上のように構成された本実施の形
態に係る処理システム１におけるウェハＷの処理工程を
説明する。先ず，図示しない搬送ロボットにより未だ洗
浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキ
ャリアＣがイン・アウトポート４に載置される。そし
て，このイン・アウトポート４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ェハＷが取
り出され，取出収納アーム１１から主ウェハ搬送装置１
８にウェハＷが受け渡される。そして，搬送アーム３５
によってウェハＷは各基板洗浄ユニット１２，１３，１
４，１５に適宜搬入され，ウェハＷに付着しているパー
ティクルなどの汚染物質を除去する洗浄が施され，乾燥
処理される。こうして所定の洗浄処理が終了したウェハ
Ｗは，搬送アーム３５によって各基板洗浄ユニット１
２，１３，１４，１５から適宜搬出される。次に，主ウ
ェハ搬送装置１８をＸ−Ｙ平面内で回転させ，所定の洗
浄処理が終了したウェハＷを，搬送アーム３５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
ェハ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ェハＷは，
搬送アーム３５によって各基板処理ユニット２３ａ〜２
３ｈから適宜搬出される。その後，ウェハＷは，再び各
基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５に搬送アーム
３５によって適宜搬入され，ウェハ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施される。こ
れにより，ウェハ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は，
ウェハＷに対して洗浄処理を施した後，乾燥処理を行
い，その後，ウェハＷは再び搬送アーム３５によって各
基板処理ユニット２３ａ〜２３ｈから搬出される。そし
て，搬送アーム３５から取出収納アーム１１にウェハＷ
が受け渡され，レジストが剥離されたウェハＷが取出収
納アーム１１によってキャリアＣに収納される。
【００４７】ここで，代表して基板処理ユニット２３ａ
での処理について説明する。先ず，基板処理ユニット２
３ａの蓋４７を基板収納容器４６の上面から相対的に離
隔させる。そして，ウェハＷを保持した搬送アーム３５
をチャンバー４５内に進入させ，基板載置台５２上にウ
ェハＷを載置する。その後，搬送アーム３５はチャンバ
ー４５の内部から退出し，退出後，蓋４７を基板収納容
器４６の上面に接触させてチャンバー４５を閉じる。そ
して，密閉部材排気回路５１によって密閉部材５０ａと
密閉部材５０ｂの間を減圧し，チャンバー４５を密閉す
る。
【００４８】先ず，下温度調整装置６０と上温度調整装
置６０を作動させ，チャンバー４５内の雰囲気及びウェ
ハＷを昇温させる。これにより，ウェハＷのレジスト水
溶化処理が均一に実施されなくなることを防止する。続
いて，チャンバー４５内に所定濃度のオゾンガスを供給
する。切替混合弁７５を切り替えてオゾンガス発生装置
２４とチャンバー供給路５４を接続し，チャンバー排出
路５５の開閉弁５５ａを開いた状態とし，チャンバー４
５内を排気しながらオゾンガスを供給する。そして，チ
ャンバー４５内の圧力を一定に保ちながら，チャンバー
４５内をオゾンガス雰囲気にする。この場合，チャンバ
ー４５内の圧力は，大気圧より高い状態，例えばゲージ
圧０．２ＭＰａ程度に保つ。こうして，チャンバー４５
内に所定濃度のオゾンガスを充填する。また，下温度調
整装置６０と上温度調整装置６０の加熱により，チャン
バー４５内の雰囲気及びウェハＷの温度を維持する。チ
ャンバー排出路５５によって排気したチャンバー４５内
の雰囲気は，ミストトラップ７７に排出される。
【００４９】その後，チャンバー４５内にオゾンガスと
水蒸気を同時に供給して，ウェハＷのレジスト水溶化処
理を行う。切替混合弁７５を切り替えてオゾンガス発生
装置２４と水蒸気発生装置７１をチャンバー供給路５４
に接続し，チャンバー排出路５５の開閉弁５５ａを開い
た状態とし，チャンバー４５内を排気しながらオゾンガ
スと水蒸気を同時に供給する。水蒸気発生装置７１から
供給される水蒸気は，水蒸気温度調節器９６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水
蒸気供給管９３を通過し，切替混合弁７５においてオゾ
ンガスと混合してチャンバー供給路５４を通過する。そ
して，チャンバー４５内の圧力を一定に保ちながら，チ
ャンバー４５内のオゾンガスをオゾンガスと水蒸気の混
合処理流体に置換する。この場合も，チャンバー４５内
の圧力は，大気圧より高い状態，例えばゲージ圧０．２
ＭＰａ程度に保つ。また，下温度調整装置６０と上温度
調整装置６０の加熱により，チャンバー４５内の雰囲気
及びウェハＷの温度を維持する。こうしてチャンバー４
５内に充填したオゾンガスと水蒸気の混合処理流体によ
り，ウェハＷの表面に塗布されたレジストを酸化させ
る。
【００５０】レジスト水溶化処理中は，チャンバー供給
路５４から混合処理流体の供給を続け，チャンバー排出
路５５から混合処理流体の排出を続ける。チャンバー供
給路５４は，ウェハＷの上面よりも上方から混合処理流
体を吐出する。チャンバー排出路５５は，ウェハＷの周
囲においてチャンバー供給路５４と対向する位置から，
また，ウェハＷの下面よりも下方から混合処理流体を排
出する。従って，ウェハＷ上面の混合処理流体は，ウェ
ハＷの上面と蓋４７の下面との間に形成された隙間を，
チャンバー排出路５５に向かって流れる。また，ウェハ
Ｗの周囲の混合処理流体は，ウェハＷの周縁に沿って，
チャンバー排出路５５に向かって流れる。なお，チャン
バー供給路５４から混合処理流体の供給を止め，チャン
バー４５内の圧力を一定に保ちながら，チャンバー４５
内を満たす混合流体によってウェハＷのレジスト水溶化
処理を行っても良い。
【００５１】所定のレジスト水溶化処理が終了したら，
チャンバー４５からオゾンガスと水蒸気の混合処理流体
を排出する。先ず，切替混合弁７５を切り替えてガス供
給源７２をチャンバー供給路５４に接続し，チャンバー
排出路５５の開閉弁５５ａを開いた状態とする。そし
て，チャンバー４５内を排気しながらガス供給源７２か
らガスを供給する。これにより，チャンバー供給路５
４，チャンバー４５，チャンバー排出路５５の中のオゾ
ンガスと水蒸気の混合流体を排出し，チャンバー供給路
５４，チャンバー４５，チャンバー排出路５５の中をガ
スによってパージすることができる。排気されたオゾン
ガスは，チャンバー排出路５５によってミストトラップ
７７に排出される。
【００５２】その後，基板処理ユニット２３ａ内からウ
ェハＷを搬出する。基板処理ユニット２３ａの蓋４７を
基板収納容器４６の上面から相対的に離隔させる。そし
て，主ウェハ搬送装置１８が搬送アーム３５を装置内に
進入させ，基板載置台５２上からウェハＷを離して受け
取り，チャンバー４５の内部から退出する。
【００５３】ところで，チャンバー排出路５５によって
チャンバー４５からミストトラップ７７に回収されたオ
ゾンガス，水蒸気，純水，ガス，酸素等の回収流体は，
ミストトラップ７７に貯留され，オゾンガスを含む気体
と液体に分離される。気体はミストトラップ排気管８２
によってミストトラップ７７から排出され，オゾンガス
を含む気体の一部は，再利用オゾンガス供給路１３０に
よってオゾン水生成装置８５内に供給され，残りの気体
はオゾン分解装置８０に送出される。オゾン水生成装置
８５内に供給されたオゾンガスは，純水又はオゾン水に
バブリングされて所定濃度のオゾン水を生成する。な
お，Ｎ２ガス等の不活性ガス，空気等のガスや，酸素な
どは，純水をそのまま通過してオゾンガス排気管１３１
によってオゾン水生成装置８５から排気され，その後，
オゾン分解装置８０に送出される。チャンバー４５及び
オゾン水生成装置８５からオゾン分解装置８０に回収さ
れた気体は，気体中のオゾンガスが酸素に熱分解され
て，冷却された後オゾン分解装置排気管１２６によって
排気される。
【００５４】以上の基板処理ユニット２３ａにおける基
板処理工程においては，ウェハＷから剥離した変質レジ
スト，パーティクル，汚染物等の異物がチャンバー４５
の内側に付着し，基板処理ユニット２３ａにおけるウェ
ハＷの処理枚数に応じて付着した異物が増加するので，
基板処理ユニット２３ａにおける基板処理工程を所定回
数行った後，チャンバー４５を洗浄するチャンバー洗浄
工程が行われる。
【００５５】基板処理ユニット２３ａ内から処理を終了
したウェハＷを搬出した後，チャンバー４５を密閉す
る。そして，切替混合弁７５を切り替えてオゾン水供給
路８７とチャンバー供給路５４を接続し，チャンバー排
出路５５の開閉弁５５ａを開いた状態とし，チャンバー
４５内を排気しながらオゾン水を供給する。チャンバー
洗浄中は，チャンバー供給路５４からオゾン水の供給を
続け，チャンバー排出路５５からオゾン水の排出を続け
る。オゾン水は，基板載置台５２の上面と蓋４７の下面
との間をチャンバー排出路５５に向かって流れる。ま
た，基板収納容器４６の内壁，基板載置台５２の周囲に
沿って，チャンバー排出路５５に向かって流れる。こう
して，異物をオゾン水とともにチャンバー４５から排出
して，チャンバー４５の内部を洗浄する。異物とオゾン
水はチャンバー排出路５５によってミストトラップ７７
に排出される。このように，ウェハＷから剥離した汚染
物，パーティクル，変質したレジスト等の異物が処理後
のチャンバー４５内に付着しても，オゾン水の供給によ
りチャンバー４５内を洗浄するので，その後に処理する
ウェハＷが異物により汚染されることを防止する。ま
た，ウェハＷの処理に使用したオゾンガスをチャンバー
４５の洗浄に再利用することができ，オゾンガスの消費
量を抑制する。
【００５６】かかる基板処理ユニット２３ａによれば，
オゾン水の供給によりチャンバー４５内を洗浄するの
で，ウェハＷにチャンバー４５内の異物が付着して汚染
されることを防止する。また，ウェハＷの処理に使用し
たオゾンガスをチャンバー４５の洗浄に再利用すること
ができ，オゾンガスの消費量を抑制する。
【００５７】以上，本発明の好適な実施の形態の一例を
示したが，本発明はここで説明した形態に限定されな
い。例えば，基板は半導体ウェハに限らず，その他のＬ
ＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板，プリント基板，セラミッ
ク基板などであっても良い。
【００５８】チャンバー４５を洗浄する処理液は，オゾ
ンガス及び水蒸気の混合流体を結露させて生成するよう
にしても良い。この場合，基板処理ユニット２３ａ内か
らウェハＷを搬出し，チャンバー４５を密閉した後，先
ず，チャンバー４５内にオゾンガス及び純水を供給す
る。即ち，切替混合弁７５の切り替えによりオゾンガス
発生装置２４と水蒸気発生装置７１をチャンバー供給路
５４に接続し，オゾンガス発生装置２４と水蒸気発生装
置７１から，それぞれオゾンガス，水蒸気を送出する。
そして，オゾンガスと水蒸気の混合流体をチャンバー４
５内に供給する。チャンバー４５内に所定量の混合流体
を充填した後，下温度調整装置６０，上温度調整装置６
１の温度調整を停止すると，チャンバー４５内の温度が
低下し，混合流体が結露して，チャンバー４５内におい
てオゾン水の液滴が生成される。このような結露により
生成されたオゾン水を用いても，チャンバー４５内を洗
浄することが可能である。なお，オゾンガスと水蒸気の
混合流体の供給を開始する前に，下温度調整装置６０，
上温度調整装置６１の温度調整を停止して，予めチャン
バー４５内の温度を混合流体が結露する温度に低下させ
ておくようにしても良い。また，下温度調整装置６０及
び上温度調整装置６１を，チャンバー４５内の温度を冷
却可能な構成とし，チャンバー４５内の温度を迅速に冷
却して，混合流体を早く結露させるようにしても良い。
さらに，温度調節器５４ａを用いて，チャンバー供給路
５４内を通過するオゾンガス及び水蒸気の混合流体の温
度を低下させることにより，チャンバー供給路５４内に
て混合流体を結露させ，このように予め結露により生成
したオゾン水をチャンバー４５内に供給するようにして
も良い。
【００５９】オゾン水を生成する際に，オゾン水生成装
置８５にオゾンガス発生装置２４からオゾンガスを供給
しても良い。また，オゾン水生成装置８５によってオゾ
ン水を生成するのではなく，切替混合弁７５やチャンバ
ー４５内においてオゾン水を生成しても良い。例えば，
オゾンガス発生装置２４からオゾンガスを，水蒸気発生
装置７１から水蒸気又は純水を同時に供給して，切替混
合弁７５においてオゾンガスと水蒸気又は純水とが混合
してオゾン水が生成されるようにし，チャンバー４５内
に供給して洗浄する。この場合，オゾン水生成装置８５
を設置する必要が無いので，省スペースを図ることがで
きる。また，純水は純水供給回路９２から直接，切替混
合弁７５やチャンバー４５内に供給するようにしても良
い。
【００６０】
【発明の効果】本発明の基板処理装置及び基板処理方法
によれば，オゾン水の供給により基板処理装置のチャン
バーを洗浄するので，基板にチャンバー内の異物が付着
して汚染されることを防止する。また，基板の処理に使
用したオゾンガスをチャンバーの洗浄に再利用すること
ができ，オゾンガスの消費量を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理システムの平面図である。
【図２】処理システムの側面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニット
の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニット
の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニット
の回路系統を説明する説明図である。
【符号の説明】
Ｃ キャリア Ｗ ウェハ １ 処理システム ２ 処理部 １２，１３，１４，１５ 基板洗浄ユニット １８ 主ウェハ搬送装置 ２３ａ〜２３ｈ 基板処理ユニット ２４ オゾンガス発生装置 ４５ チャンバー ４６ 基板収納容器 ４７ 蓋 ５２ 基板載置台 ５４ チャンバー供給路 ５５ チャンバー排出路 ７１ 水蒸気発生装置 ７２ ガス供給源 ７５ 切替混合弁 ７７ ミストトラップ ８０ オゾン分解装置 ８２ ミストトラップ排気管 ８５ オゾン水生成装置 １４２ エゼクタ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャンバーに収納した基板にオゾンガス
    と水蒸気を供給して処理する基板処理装置であって，前
    記チャンバーにオゾン水を供給し，前記チャンバーを洗
    浄することを特徴とする，基板処理装置。
  2. 【請求項２】 前記チャンバーから回収したオゾンガス
    を純水に通過させてオゾン水を生成するオゾン水生成ユ
    ニットを備え，前記チャンバーを洗浄するオゾン水を，
    前記オゾン水生成ユニットにおいて生成することを特徴
    とする，請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 【請求項３】 前記チャンバー及び前記オゾン水生成ユ
    ニットから回収したオゾンガスを分解するオゾン分解装
    置を備えることを特徴とする，請求項２に記載の基板処
    理装置。
  4. 【請求項４】 前記チャンバーから回収したオゾンガス
    と水蒸気の混合流体から水蒸気を分離するミストトラッ
    プを備えることを特徴とする，請求項１，２又は３に記
    載の基板処理装置。
  5. 【請求項５】 基板にオゾンガスを供給して処理する基
    板処理方法であって，基板をチャンバーに収納し，前記
    基板にオゾンガス及び水蒸気を供給して基板を処理し，
    基板をチャンバーから搬出し，その後，前記チャンバー
    にオゾン水を供給して前記チャンバーを洗浄することを
    特徴とする，基板処理方法。
  6. 【請求項６】 前記チャンバーから回収したオゾンガス
    を純水に通過させることにより，前記チャンバーを洗浄
    するオゾン水を生成することを特徴とする，請求項５に
    記載の基板処理方法。
  7. 【請求項７】 基板にオゾンガスを供給して処理する基
    板処理方法であって，基板をチャンバーに収納し，前記
    基板にオゾンガス及び水蒸気を供給して基板を処理し，
    基板をチャンバーから搬出し，その後，前記チャンバー
    に前記オゾンガス及び水蒸気の混合流体を供給して結露
    させ，前記チャンバーを洗浄することを特徴とする，基
    板処理方法。
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