JP2004200666A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被処理基板を短時間で処理温度に加熱し、被処理基板に均一に処理流体を供給して、スループットの向上及び処理の均一化を図れるようにすること。
【解決手段】 ヒータ３１Ａ（加熱手段）を具備する処理容器３４の処理室３４ａ内に、保持手段３５によって保持されたウエハＷを収容した状態で、ウエハＷと加熱手段の加熱面（容器本体３２の水平底部表面）とを相対的に近接させて近接（予熱）位置Ｐａにおいた状態で、ウエハＷを処理温度に加熱（昇温）し、ウエハＷを処理温度まで加熱（昇温）した後、ウエハＷと容器本体３２の水平底部表面とを処理位置Ｐｂまで離間する。この状態で、処理容器３４の処理室３４ａ内に処理流体を供給すると共に、保持手段３５と加熱手段（容器本体３２の水平底部表面）を断続又は連続して相対的に接離移動する。
【選択図】 図９

Description

この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板を処理容器内に収容して例えばオゾンガスと水蒸気等の処理流体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。

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）にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、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レジスト膜に転写し、これを現像処理し、その後、ウエハ等からレジスト膜を除去する一連の処理が施されている。

また、上記レジスト膜の除去方法としては、近年の環境保全の観点から廃液処理が容易なオゾン（Ｏ_３）を用いる方法が提案されている。

従来のオゾンを利用した半導体デバイスの製造工程において、処理室内に収容されたウエハ等を所定の温度例えば約１００℃近くまで昇温する必要がある。そこで、従来では、加熱手段である加熱機構部と支持機構部とからなる支持台の上方に支持台からの異物転写を防ぐため空隙例えば０．１〜０．５ｍｍを設けてウエハ等を載置した状態でウエハ等を昇温すると共に、処理流体例えばオゾンを供給してウエハ等を処理している（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２４９６０３号公報（段落番号０００７、図１）

また、最近オゾン処理室内にウエハ等を収容した後、オゾン処理室内を昇温、加圧した状態で、水蒸気とオゾンを含む処理ガス（処理流体）をウエハ等に供給してレジスト膜を水溶性に変質させ、その後に洗浄処理室に搬送して水洗処理を行うことにより、レジスト膜をウエハから除去する方法も提案されている。

しかしながら、従来の処理方法は、処理容器の支持台の上方に所定の空隙例えば０．１〜０．５ｍｍを設けてウエハ等を載置（固定）した状態でウエハ等を昇温すると共に、処理流体例えばオゾンを供給してウエハ等を処理する方法であるため、ウエハ等と支持台との空隙を０．１〜０．５ｍｍのように小さくすると、ウエハ等と支持台との空隙内への処理ガスの流入が停滞して、スループットの低下をきたすと共に、処理の均一化が図れないということが考えられる。また、処理流体にオゾンと水蒸気を用いる場合、加熱機構の均一性が悪いと、基板と支持台の一部に水蒸気が結露して処理に支障をきたす虞がある。この問題を解決するために、ウエハ等と支持台との空隙を０．５ｍｍ以上に設定すると、ウエハ等の昇温に多くの時間を要する。

この発明は上記事情に鑑みなされたもので、被処理基板を短時間で処理温度に加熱し、被処理基板に均一に処理流体を供給して、スループットの向上及び処理の均一化を図れ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。

上記目的を達成するために、この発明の基板処理方法は、加熱手段を具備する処理容器の処理室内に、保持手段によって保持された被処理基板を収容した状態で、上記加熱手段によって上記被処理基板を所定温度に加熱すると共に、処理室内に処理流体を供給して上記被処理基板に処理を施す基板処理方法を前提とし、 第１の基板処理方法は、上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させて被処理基板を処理温度に加熱する工程と、 上記被処理基板を処理温度まで加熱した後、被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを処理位置まで離間する工程と、 上記処理容器の処理室内に上記処理流体を供給する工程と、を有することを特徴とする（請求項１）。

また、第２の基板処理方法は、上記第１の基板処理方法において、 上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させる工程の前に、上記処理容器の外部から搬送される上記被処理基板を受け渡し位置で上記保持手段が受け取る工程を更に有し、 上記処理容器内に上記処理流体を供給する工程の後に、処理に供された処理流体を上記処理容器内から排出する工程を更に有する、ことを特徴とする（請求項２）。請求項２記載の基板処理方法において、 上記被処理基板を受け渡し位置で上記保持手段が受け取る工程の前に、上記処理容器を構成する蓋体を開状態にする工程を更に有し、 上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させた後で、上記被処理基板が処理温度に達する前に、上記蓋体を閉状態にする工程を更に有し、 処理に供された処理流体を上記処理容器内から排出する工程の後に、上記蓋体を開状態にし、上記被処理基板を処理位置から上記受け渡し位置へ移動し、上記被処理基板を上記処理容器の外部に搬出する工程を更に有する、ようにしてもよい（請求項４）。

この発明の基板処理方法において、上記処理容器の処理室内に処理流体を供給すると共に、上記保持手段と上記加熱手段の加熱面とを断続又は連続して相対的に接離移動してもよい（請求項３）。この場合、上記保持手段と上記加熱手段の加熱面とを相対的に接離移動するには、保持手段又は加熱手段の加熱面のうちの少なくとも一方を他方に対して接離移動するものであれば、いずれの手段を用いてもよい。例えば、上記処理容器を貫通して上記処理室内に突入する進退可能な上記保持手段にて被処理基板を水平状態に保持すると共に、保持手段を鉛直方向に進退移動して、被処理基板と加熱手段の加熱面とを接離移動することができる（請求項５）。

また、この発明の基板処理方法において、上記処理容器内における上記処理流体の流れ方向に対して略直交する方向に上記保持手段と上記加熱手段の加熱面とを接離移動する方が好ましい（請求項６）。

この場合、上記処理流体の供給を、上記処理室内に向かって面方向に拡散させると共に、拡散面に直交する方向に迂回させる方が好ましい（請求項７）。

この発明の基板処理装置は、上記基板処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理容器と、 上記処理容器内で上記被処理基板を保持する保持手段と、 上記処理容器に設けられ、上記被処理基板を所定温度に加熱する加熱手段と、 上記処理容器に設けられた供給口に接続される供給管路と、 上記供給管路を介して上記処理容器内に処理流体を供給する処理流体供給源と、 上記保持手段に保持された被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に接離移動する接離移動手段と、 上記接離移動手段と上記供給管路に介設された開閉手段の開閉動作を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする（請求項８）。

この発明の基板処理装置において、上記接離移動手段は、保持手段又は加熱手段の加熱面のうちの少なくとも一方を他方に対して接離移動するものであれば、任意のものでよく、例えば、保持手段を加熱手段の加熱面に対して接離移動するか、加熱手段を保持手段に対して接離移動するか、あるいは、保持手段と加熱手段の双方をそれぞれ他方に対して接離移動させるものにて形成することができる。上記保持手段を加熱手段に対して接離移動する場合は、保持手段を、処理容器に設けられた貫通孔を気水密に貫通し、処理室内に突入して被処理基板を水平状態に保持する進退可能な複数の保持棒と、各保持棒の先端部に設けられ、被処理基板の周辺部下面を保持する保持部材とで構成し、各保持棒の上記処理容器の外部側を連結部材を介して接離移動手段に連結する方が好ましい（請求項９）。この場合、上記保持手段の保持部材は、被処理基板の周辺部下面を保持する保持部と、この保持部の外側から被処理基板の上面より上方に起立する起立部とを具備すると共に、起立部の内側面を上方に向かって拡開するテーパ面とする方が好ましい（請求項１０）。また、保持部材の材質を、一般に金属製材料にて形成される処理容器より軟質かつ耐食、耐薬品性に富む合成樹脂製材料、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいはフッ素樹脂製材料にて形成する方が好ましい。

また、上記接離移動手段を、正逆回転可能なモータと、このモータの回転運動を直線運動に変換する変換部とを具備するボールねじ機構にて形成する方が好ましい（請求項１１）。

また、上記制御手段を、被処理基板の処理容器に対する受け渡し位置と、加熱手段の加熱面に対する近接位置と、加熱手段の加熱面から近接位置よりも離間する処理位置に接離移動手段を制御可能に形成すると共に、処理位置におかれた被処理基板に処理流体を供給すべく開閉手段の開閉動作を制御可能に形成する方が好ましい（請求項１２）。この場合、上記制御手段は、更に、被処理基板の処理位置において、被処理基板を断続的又は連続的に接離移動するように接離移動手段を制御可能に形成される方が好ましい（請求項１３）。

また、上記処理容器は、加熱面を形成する水平底部に上記加熱手段を具備すると共に、水平底部の周辺から起立する側壁における対向する部位に処理流体供給口と排出口を有する処理容器本体と、この処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞する鉛直方向に進退移動可能な蓋体とを具備する構造とする方が好ましい（請求項１４）。また、上記処理容器は、加熱面を形成する水平底部に上記加熱手段を具備すると共に、処理流体供給口と排出口を有する処理容器本体と、鉛直方向に進退移動可能になされると共に、上記処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞する蓋体とを具備し、上記処理容器本体が上記蓋体により閉塞された状態において、上記被処理基板の上記近接位置と上記処理位置との間の移動が行われるように形成してもよい（請求項１５）。この場合、処理容器に、処理流体供給口と処理室内とを連通する連通路を設け、この連通路に、上記処理流体供給口から両側に広がる拡散用凹溝部と、この凹溝部内に突入する垂下壁片とからなる迂回部を設ける方が好ましい（請求項１６）。また、上記蓋体は、加熱手段を更に具備する方が好ましい（請求項１７）。

請求項１，２，４，５，８〜１２記載の発明によれば、被処理基板を保持手段によって保持した状態で、被処理基板と加熱手段の加熱面とを相対的に近接させて被処理基板を処理温度に加熱することにより、被処理基板を短時間で処理温度に加熱（昇温）することができる。そして、被処理基板を処理温度に加熱（昇温）した後、被処理基板と加熱手段の加熱面とを処理位置まで離間し、この状態で、処理容器の処理室内に処理流体を供給することにより、処理流体を均一に供給させることができる。この場合、処理室内に処理流体を供給と共に、保持手段と加熱手段の加熱面とを断続又は連続して相対的に接離移動することにより、被処理基板の表裏面側への処理流体の回り込みを円滑にし、更に、処理流体を均一に供給させることができる（請求項３，１３）。

また、請求項６，１４，１５記載の発明によれば、処理流体の流れ方向に対して略直交する方向に保持手段と加熱手段の加熱面を接離移動することにより、被処理基板の表裏面側への処理流体の回り込みを更に円滑にすることができる。この場合、処理流体の供給を、処理室内に向かって面方向に拡散させると共に、拡散面に直交する方向に迂回させることにより、被処理基板に平均して処理流体を供給することができる（請求項７，１６）。

また、請求項１４，１５記載の発明によれば、処理容器は、加熱面を形成する水平底部に加熱手段を具備すると共に、水平底部の周辺から起立する側壁における対向する部位に処理流体供給口と排出口を有する処理容器本体と、この処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞する鉛直方向に進退移動可能な蓋体とを具備するので、蓋体が処理容器本体から後退して、外部から搬送される被処理基板の保持手段への受け渡しを容易にし、処理時には、蓋体が処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞して、処理室を外部から遮断すると共に、気水密雰囲気にして被処理基板を昇温して処理することができる。この場合、蓋体に加熱手段を更に具備することにより、処理室内の処理温度を更に均一に維持することができる（請求項１７）。

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。

１）請求項１〜５，８〜１３記載の発明によれば、被処理基板を短時間で処理温度に加熱（昇温）することができると共に、被処理基板の表裏面側への処理流体の回り込みを円滑にし、処理流体を均一に供給させることができるので、スループットの向上が図れると共に、処理の均一化が図れる。

２）請求項６，１４，１５記載の発明によれば、処理流体の流れ方向に対して略直交する方向に保持手段と加熱手段の加熱面を接離移動するので、上記１）に加えて更に被処理基板の表裏面側への処理流体の回り込みを円滑にすることができ、更に処理の均一化を図ることができる。この場合、処理流体の供給を、処理室内に向かって面方向に拡散させると共に、拡散面に直交する方向に迂回させることにより、被処理基板に平均して処理流体を供給することができる（請求項７，１６）。

３）請求項１４，１５記載の発明によれば、蓋体が処理容器本体から後退して、外部から搬送される被処理基板の保持手段への受け渡しを容易にし、処理時には、蓋体が処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞して、処理室を外部から遮断すると共に、気水密雰囲気にして被処理基板を昇温して処理することができるので、上記１）、２）に加えて更にスループットの向上及び処理の均一化を図ることができる。この場合、蓋体に加熱手段を更に具備することにより、処理室内の処理温度を更に均一に維持することができる（請求項１７）。

以下に、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置をウエハの表面に対してレジスト水溶化処理（オゾン処理）及び洗浄処理等するように構成された基板処理ユニットに適用した場合について説明する。

図１は、複数の基板処理ユニットを組込んだ処理システムを示す概略平面図、図２は、処理システムの一部を断面で示す概略側面図である。

上記基板処理システム１は、被処理基板例えば半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷという）に処理を施す処理部２と、この処理部２にウエハＷを搬入・搬出する搬入出部３とで主要部が構成されている。

上記搬入出部３は、処理前及び処理後の複数枚例えば２５枚のウエハＷを収納するウエハキャリアＣと、このウエハキャリアＣを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたキャリアＣと処理部２との間で、ウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５とで構成されている。

ウエハキャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設けられており、この蓋体を開蓋した状態でウエハＷがウエハキャリアＣの一側面を通して搬入出されるように構成されている。また、ウエハキャリアＣには、ウエハ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、ウエハＷを収容する例えば２５個のスロットが形成されている。なお、ウエハＷは半導体デバイスを形成する面が上面となっている状態で、各スロットに１枚ずつ収容される。

上記イン・アウトポート４の載置台６には、例えば３個のウエハキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。ウエハキャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との仕切壁８側に向けて載置される。仕切壁８においてウエハキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には、窓部９をシャッタ等により開閉する窓開閉機構１０が設けられている。

ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は、水平のＹ方向と鉛直のＺ方向及びＸ−Ｙ平面内（θ方向）で移動自在に構成されている。また、ウエハ搬送装置７は、ウエハＷを把持する取出収納アーム１１を有し、この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在に構成されている。このようにして、ウエハ搬送装置７は、載置台６に載置されたすべてのウエハキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし、また、処理部２に配設された上下２台のウエハ受け渡しユニット１６，１７にアクセスして、イン・アウトポート４側から処理部２側へ、逆に処理部２側からイン・アウトポート４側へウエハＷを搬送することができるように構成されている。

上記処理部２は、搬送手段である主ウエハ搬送装置１８と、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受け渡しユニット１６，１７と、複数例えば６台のこの発明に係る基板処理装置であるオゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆと、複数例えば４台の基板洗浄ユニット１２〜１５とを具備している。

また、処理部２には、オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆに供給する処理ガス例えばオゾンガスを発生させるオゾンガス発生器４２を備えたオゾンガス処理ユニット（図示せず）と、基板洗浄ユニット１２〜１５に送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（図示せず）とが配設されている。処理部２の天井部には、各ユニット及び主ウエハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。

上記ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受け渡しユニット１６，１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、処理部２内が清浄に保たれる。

上記ウエハ受け渡しユニット１６，１７は、いずれもウエハ搬送部５との間でウエハＷを一時的に載置するものであり、これらウエハ受け渡しユニット１６，１７は上下２段に積み重ねられて配置されている。この場合、下段のウエハ受け渡しユニット１７は、イン・アウトポート４側から処理部２側へ搬送するようにウエハＷを載置するために用い、上段のウエハ受け渡しユニット１６は、処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウエハを載置するために用いることができる。

上記主ウエハ搬送装置１８は、Ｘ方向とＺ方向に移動可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で図示しないモータによって回転可能に形成されている。また、主ウエハ搬送装置１８は、ウエハＷを保持する１本又は複数の搬送アーム１８ａを具備し、この搬送アーム１８ａはＹ方向にスライド自在に形成されている。このように構成される主ウエハ搬送装置１８は、受渡ユニット１６，１７、基板洗浄ユニット１２〜１５、オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆの全てのユニットにアクセス可能に配設されている。また、主ウエハ搬送装置１８は、制御手段例えばＣＰＵに電気的に接続されており、ウエハＷを各オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆに順次搬送するよう制御されている。

各基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５は、後述するレジスト水溶化処理（オゾン処理）が施されたウエハＷに対して洗浄処理及び乾燥処理を行い、ウエハＷからレジスト膜を除去可能に形成されている。更に、その後、薬液を使用した洗浄処理及び乾燥処理が可能に形成されている。

なお、図１に示すように、基板洗浄処理ユニット１２，１３と、基板洗浄処理ユニット１４，１５とは、その境界をなしている壁面２７に対して対称な構造を有しているが、対称であることを除けば、各基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５は概ね同様の構造となっている。

一方、オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆは、ウエハＷ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。これらオゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆは、図２に示すように、上下方向に３段で各段に２台ずつ配設されている。左段にはオゾン処理ユニット２３ａ，２３ｃ，２３ｅが上から順に配設され、右段にはオゾン処理ユニット２３ｂ，２３ｄ，２３ｆが上から順に配設されている。図１に示すように、オゾン処理ユニット２３ａとオゾン処理ユニット２３ｂ、オゾン処理ユニット２３ｃとオゾン処理ユニット２３ｄ、オゾン処理ユニット２３ｅとオゾン処理ユニット２３ｆとは、その境界をなしている壁面２８に対して対称な構造を有しているが、対称である以外は、各オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆは概ね同様の構造となっている。そこで、主にオゾン処理ユニット２３ａを代表例として、以下にその構造について詳細に説明する。

◎第一実施形態
上記オゾン処理ユニット２３ａを構成するオゾン処理装置３０は、図３に示すように、加熱手段３１を具備すると共にウエハＷを収容する処理容器本体３２（以下に容器本体３２という）と、容器本体３２の上面を覆い、容器本体３２との間に処理室３４ａを形成する蓋体３３とで構成される処理容器３４と、容器本体３２を貫通して処理室３４ａ内に突入してウエハＷを水平状態に保持する進退移動可能な保持手段３５と、保持手段３５を鉛直方向に進退移動すなわち容器本体３２の水平底部３２ａに対して接離移動する接離移動手段３６と、処理室３４ａ内に処理流体としてのオゾンと水蒸気を供給する処理流体供給源３７とで主要部が構成されている。

容器本体３２は、図３及び図６に示すように、円盤状の水平底部３２ａと、水平底部３２ａの外側に起立する側壁３２ｂとを具備している。この容器本体３２は、例えばステンレス製部材の表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜あるいはフッ素樹脂膜が施されて、耐オゾン性に富むように形成されている。

水平底部３２ａの同一円周上の４箇所に貫通孔３２ｃが設けられており、各貫通孔３２ｃ内に、後述する保持手段３５を構成する保持棒３５ａがシール部材例えばＯリング３２ｅを介して気水密に接離移動可能に貫通されている。なお、貫通孔３２ｃの上端開口側には、後述する保持手段３５の保持部材３５ｂを収納する拡径部３２ｄが形成されている。

また、水平底部３２ａの下面には、加熱手段である面状のヒータ３１ａが密接状態で固定されており、外部カバー３１ｃによって外部から被覆されている。このように水平底部３２ａの下面にヒータ３１ａを密接状態で固定することによって、水平底部３２ａが加熱面を構成する。なお、面状のヒータ３１ａに代えて容器本体３２の水平底部３２ａの内部にヒータ３１Ａを内蔵させてもよい（図９参照）。このようにヒータ３１ａ（３１Ａ）を設けることによって、処理室３４ａ内の雰囲気及びウエハＷを処理温度例えば約１００℃に昇温可能にすることができる。

また、側壁３２ｂには、処理室３４ａ内に処理流体を導入する供給口３２ｆと、処理室３４ａ内に導入された処理流体を排出する排出口３２ｇが容器本体３２の中心に対して対向する位置に設けられ、供給口３２ｆには供給管路３８が、また、排出口３２ｇには排出管路７０がそれぞれ接続されている。

側壁３２ｂの上面には、周溝３２ｈが設けられており、この周溝３２ｈ内にＯリング３２ｉが嵌合されている。これにより、水平底部３２ａの周縁部上面と後述する蓋体３３の垂下壁３３ｂ下面とを密着させ、処理室３４ａを密閉することができる。

また、容器本体３２には、供給口３２ｆと処理室３４ａ内とを連通する連通路３００が設けられている。この連通路３００は、図６に示すように、供給口３２ｆから両側に広がる拡散用凹溝部３０１と、蓋体３３の垂下壁３３ｂの下面から凹溝部３０１内に突入する垂下壁片３０２とからなる迂回部３０３を具備している。このように供給口３２ｆと処理室３４ａとの間に連通路３００を形成することにより、供給口３２ｆから処理室３４ａ内に供給される処理流体すなわちオゾンと水蒸気の混合流体を略水平の面状に拡散させると共に、面方向と直交する方向に迂回させて供給することができる。したがって、オゾンと水蒸気の混合流体を処理室３４ａ内に満遍なく供給することができ、ウエハＷに均一にオゾンと水蒸気の混合流体を供給することができる。

上記蓋体３３は、円盤状の基体３３ａと、基体３３ａの周縁部下面に垂下される垂下壁３３ｂとで主に構成されており、垂下壁３３ｂにおける上記凹溝部３０１と対向する部位に垂下壁片３０２が突設されている。この蓋体３３も容器本体３２と同様に例えばステンレス製部材にて形成されており、処理室３４ａ内側の下面表面に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜あるいはフッ素樹脂膜が施されて、耐オゾン性に富むように形成されている。また、蓋体３３の基体３３ａの上面には、加熱手段である面状のヒータ３１ｂが密接状態に固定されており、外部カバー３１ｄによって外部から被覆されている。なお、ヒータ３１ｂに代えて基体３３ａにヒータ３１Ｂを内蔵してもよい（図９参照）。

このように形成される蓋体３３は、昇降手段例えばシリンダ機構４００によって容器本体３２に対して接離移動され、垂下壁３３ｂが容器本体３２の側壁頂面に密接された状態で処理室３４ａ内が密閉されるようになっている。なお、処理室３４ａ内の高さ寸法は約５ｍｍに形成されている。

上記保持手段３５は、容器本体３２に設けられた貫通孔３２ｃを気水密に貫通し、処理室３４ａ内に突入してウエハＷを水平状態に保持する進退可能な複数の保持棒３５ａと、各保持棒３５ａの先端部に設けられ、ウエハＷの周辺部下面を保持する保持部材３５ｂとで構成されている。また、各保持棒３５ａの容器本体３２の外部側の下端部は連結部材３５ｃに連結されており、この連結部材３５ｃを介して接離移動手段３６に連結されている。なお、容器本体３２の下方に突出する保持棒３５ａは、容器本体３２の下面と連結部材３５ｃの上面との間に配設される伸縮自在な蛇腹５００によって被覆されている。この蛇腹５００には、排気口（図示せず）が設けられており、図示しない排気装置に接続されている。

この場合、保持部材３５ｂは、図４及び図５に示すように、ウエハＷの周辺部下面を保持する突起部３５ｄを有する保持部３５ｅと、この保持部３５ｅの外側からウエハＷの上面より上方に起立する起立部３５ｆとを具備すると共に、起立部３５ｆの内側面が上方に向かって拡開するテーパ面３５ｇに形成されている。この保持部材３５ｂは、処理容器３４より軟質かつ耐食、耐薬品性に富む合成樹脂製材料、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）あるいはフッ素樹脂製材料にて形成されている。

なお、保持手段３５を構成する４本の保持棒３５ａは、図６に示すように、供給口３２ｆと排出口３２ｇとを結ぶ中心線Ｃに関して左右に２本ずつ分かれて配設されており、分けられた２本の保持棒３５ａ間の中心点からの角度θは鋭角になっている。このように、４本の保持棒３５ａを配設することにより、供給口３２ｆから処理室３４ａ内に供給されるオゾンと水蒸気の混合流体の流れが保持棒３５ａ及び保持部材３５ｂによって乱されるのを防止することができる。また、供給口３２ｆと排出口３２ｇとを結ぶ中心線Ｃに対して直交する方向からウエハＷを搬送する搬送アーム１８ａのウエハ保持部を保持棒３５ａ及び保持部材３５ｂと干渉しない範囲で可及的に広くすることができる。

上記接離移動手段３６は、図３に示すように、正逆回転可能な例えばステッピングモータあるいはサーボモータ等のモータ３６ａと、このモータ３６ａの駆動軸に連結される回転ねじ軸３６ｂに図示しない多数のボールを介して螺合して回転運動を直線運動に変換する変換部３６ｃとを具備するボールねじ機構３６ｄにて形成されている。また、モータ３６ａは制御手段例えばＣＰＵ２００に電気的に接続されており、ＣＰＵ２００からの制御信号によって正逆回転し、ボールねじ機構３６ｄを介して保持手段３５の保持棒３５ａを昇降すなわち保持部材３５ｂにて保持されるウエハＷを加熱手段の加熱面である容器本体３２の水平底部３２ａの表面に対して接離移動し、ウエハＷを水平底部３２ａに近接させる近接位置（予熱位置）Ｐａ（隙間Ｓａ＝０．２〜０．５ｍｍ）と、ウエハＷを水平底部３２ａから離間させた処理位置Ｐｂ（隙間Ｓｂ＝１〜２ｍｍ）と、ウエハＷを更に上方に移動させた受け渡し位置Ｐｈとに停止し、かつ、処理位置ＰｂにおいてウエハＷを断続的又は連続的に接離方向に移動（揺動）制御するように形成されている。この場合、モータ３６ａの回転が回転検出器例えばエンコーダ３６ｅによって検出され、その検出信号がＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいてモータ３６ａの回転が制御されるように形成されている。

また、ＣＰＵ２００は、処理容器３４に設けられた供給口３２ｆと後述する処理流体供給源３７とを接続する処理流体供給管路３８に介設された開閉手段４１と電気的に接続されている。

次に、この発明におけるオゾン処理ユニット２３ａの配管系統を、図７を参照して説明する。上記処理容器３４に設けられた供給口３２ｆに接続する処理流体供給管路３８（以下に主供給管路３８という）を介して処理流体供給源を構成する溶媒蒸気供給源である蒸気発生器４０が接続されると共に、蒸気発生器４０と協働して処理流体供給源を構成するオゾンガス発生器４２と、窒素供給源４３とが、それぞれ開閉手段である供給切換手段４１を介して接続されている。供給切換手段４１は、主供給管路３８の連通・遮断と流量調整をそれぞれ行う流量調整弁５０と、オゾンガス発生器４２によって発生させたオゾンガスを処理室３４ａ内に供給するオゾンガス供給管５１の連通・遮断と流量調整を行う流量調整弁５２と、窒素供給源４３から窒素（Ｎ_２）を処理室３４ａ内に供給する窒素供給管５３の連通・遮断を行う切換弁５４とをそれぞれ具備している。

オゾンガス発生器４２は、図８に示すように、基ガスとしての酸素（Ｏ_２）を、高周波電源４２ａに接続されて高周波電圧が印可される放電電極４２ｂ，４２ｃ間を通過させることで、オゾン（Ｏ_３）を生成している。これら高周波電源４２ａと放電電極４２ｂ，４２ｃとを接続する電気回路４２ｄには、スイッチ４２ｅが介設されている。スイッチ４２ｅは、制御手段例えばＣＰＵ２００と電気的に接続されており、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいて制御可能に形成されている。

オゾンガス供給管５１は、図７に示すように、オゾンガス発生器４２に接続されている。このオゾンガス供給管５１には、フィルター６４と、オゾンガス発生器４２によって発生させたオゾンガス中のオゾン（Ｏ_３）の濃度を検出するオゾン濃度検出器６５と、オゾンガスの流量をそれぞれ検出するフローメーター６６と、上述した流量調整弁５２が、オゾンガス発生器４２側からそれぞれこの順に介設されている。

流量調整弁５２は、処理室３４ａにオゾンガスを連通させた際にフローメータ６６が検出する流量が常に同じになるように、流量調整量のバランスが予め設定される。

窒素供給管５３は、図７に示すように、大流量部と小流量部を切り換え可能な流量切換弁６８と、上述した切換弁５４が窒素供給源４３側からこの順にそれぞれ介設されている。

また、流量切換弁６８の大流量部又は小流量部を調節して、流量調整量のバランスを調整することにより、Ｎ_２ガス供給源４３からＮ_２ガス供給管５３、主供給管路３８を通過するＮ_２ガスが、処理室３４ａに所定の流量で供給されるようになっている。また、流量調整弁５０を調節して、流量調整量のバランスを調整することにより、蒸気発生器４０において生成され主供給管路３８を通過する蒸気が、処理室３４ａに所定流量で供給されるようになっている。

また、オゾンガス発生器４２は、図８に示すように、酸素供給管１８０を介して酸素供給源１８１が接続され、酸素供給管１８０に介設する窒素供給管１８２を介して窒素供給源１８３が接続されている。

この場合、酸素供給管１８０には、酸素供給管１８０の連通・遮断を行う開閉弁１８５と、オゾンガス発生器４２に供給する酸素（Ｏ_２）の流量を調整する酸素流量調整部としてのマスフローコントローラ１８８と、窒素供給管１８２が、酸素供給源１８１側からこの順に介設されている。また、窒素供給管１８２には、窒素供給管１８２の連通・遮断を行う開閉弁１９０と、オゾンガス発生器４２に供給する窒素（Ｎ_２）の流量を調整する窒素流量調整部としてのマスフローコントローラ１９１が、窒素供給源１８３側からこの順に介設されている。上記マスフローコントローラ１８８，１９１は、制御手段例えばＣＰＵ２００に電気的に接続されているおり、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいてオゾンガス発生器４２に供給する含酸素気体の流量が調整されるようになっている。

このように形成することにより、酸素供給源１８１から送出される酸素と、窒素供給源１８３から送出される窒素は、マスフローコントローラ１８８，１９１によってそれぞれ流量調整された後、合流して、酸素及び窒素を混合した含酸素気体となり、酸素供給管１８０を通過してオゾンガス発生器４２に供給される。そして、オゾンガス発生器４２において放電が行われることにより、含酸素気体中の酸素の一部がオゾンとなる。これにより、含酸素気体はオゾンが含有されたオゾンガスとなり、オゾンガス主供給管６０に送出される。

更に、ＣＰＵ２００は、オゾン濃度検出器６５の濃度検出値を検知する機能と、オゾンガス発生器４２の放電圧を制御する機能を有し、濃度検出値をフィードバック信号としてオゾンガス発生器４２の放電圧を制御する。これにより、オゾンガス中のオゾン濃度がフィードバック制御される。したがって、オゾンガス発生器４２に供給する含酸素気体の流量を変化させたり、酸素及び窒素の混合比を変化させても、これら流量、混合比、及びオゾンガス発生器４２内の含酸素気体の圧力の変化に、放電圧の変化を追従させて、安定したオゾン濃度のオゾンガスを発生させることができる。

以上のようなＣＰＵ２００の制御により、処理室３４ａに供給するオゾンガスの圧力及び流量を所望の値とし、オゾン濃度を安定したものとする。これにより、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）が均質に施され、レジスト水溶化処理（オゾン処理）の均一性、信頼性を向上させることができる。

一方、処理容器３４の処理室３４ａにおける主供給管路３８の接続部と対向する部位に設けられた排出口３２ｇには、排出管路７０が接続されている。この排出管路７０は圧力調整手段である排気切換部７２と排出管路７１を介設してミストトラップ７３に接続されている。

この場合、排気切換部７２は、分岐管７６，７７を備え、分岐管７６，７７には、開放時に少量の排気を行う第１の排気流量調整弁８１、開放時に大量の排気を行う第２の排気流量調整弁８２がそれぞれ介設されている。この分岐管７６，７７における排気流量調整弁８１，８２の下流側は合流して再び排出管路７１となっている。また、分岐管７７における排気流量調整弁８２の上流側と、分岐管７６，７７の合流部分の下流側を接続する分岐管８５が設けられており、分岐管８５には、通常では閉鎖状態を維持し、緊急時、例えば処理室３４ａ内の圧力が過剰に上昇する場合などに開放する第３の排気切換弁８６が介設されている。

ミストトラップ７３は、排出された処理流体を冷却し、排出流体を、オゾンガスを含む気体と液体とに分離して、液体を排液管９０から排出する。分離したオゾンガスを含む気体は、排気管９１によってオゾンキラー９２に送出され、オゾンガス成分を酸素に熱分解され、冷却装置９３によって冷却された後、排気管９４によって排気される。

上述のように、処理室３４ａに供給する蒸気の流量は流量調整弁５０によって調整され、処理室３４ａに供給するオゾンガスの流量は、流量調整弁５２によって調整される。また、蒸気、オゾンガス、又は蒸気とオゾンガスとの混合流体等の雰囲気による処理室３４ａ内の圧力は、排気切換部７２によって、処理室３４ａ内から排気する流量を調節することにより制御される。

なお、処理室３４ａには、リークセンサ９５が取り付けられて、処理室３４ａ内の処理流体の洩れを監視できるようになっている。

蒸気発生器４０は、図７に示すように、タンク１３０内に貯留した純水（ＤＩＷ）を図示しないヒータによって加熱して蒸気を発生させるように構成されている。この場合、タンク内は約１２０℃程度に温度調節され加圧状態に維持される。なお、主供給管路３８における蒸気発生器４０から各供給切換手段４１までの間には、主供給管路３８の形状に沿って管状に設けられる温度調節器１３６が備えられ、蒸気発生器４０から送出される蒸気は、主供給管路３８を各供給切換手段４１まで通過する間、温度調節されるようになっている。

タンク１３０内に純水を供給する純水供給管１４０には、流量調整弁Ｖ２が介設されており、純水供給源１４１が接続されている。この純水供給管１４０における流量調整弁Ｖ２の下流側には、窒素供給管５３から分岐された分岐管１４２を介して窒素供給源４３が接続されている。この分岐管１４２には流量調整弁Ｖ３が介設されている。この場合、両流量調整弁Ｖ２，Ｖ３は、共に連通及び遮断動作を同様に行えるようになっている。

タンク１３０内から純水を排液するドレン管１４５には、流量調整弁Ｖ３と連動するドレン弁ＤＶが介設されており、下流端にはミストトラップ１４８が接続されている。また、タンク１３０には、タンク１３０内の圧力が異常に上昇した際に蒸気をタンク１３０から排出して圧力を下降させるための逃がし路１５０が接続されており、ドレン管１４５のドレン弁ＤＶの下流側に、逃がし路１５０の下流端が接続されている。逃がし路１５０には、流量調整弁Ｖ４，開閉弁Ｖ５が介設されると共に、この流量調整弁Ｖ４の上流側から分岐して開閉弁Ｖ５の下流側に接続する分岐管１５３が接続され、この分岐管１５３にリリーフ弁ＲＶが介設されている。ミストトラップ１４８は、ドレン管１４５から排液された純水及び逃がし路１５０から排出された蒸気を冷却して、液体にして排液管１５４から排液するように構成されている。

蒸気発生器４０内の純水は、一定の出力で稼働するヒータによって加熱される。また、上述のように、蒸気発生器４０において発生した蒸気が、各処理室３４ａに所定の流量で供給されるように、流量調整弁５０の流量調整量が予め設定される。

なお、逃がし路１５０によって排出された蒸気は、ドレン管１４５を通過してミストトラップ１４８に送出される。また、タンク１３０内の圧力が過剰に上昇するなどの異常時には、リリーフ弁ＲＶを開いて、蒸気をタンク１３０内から逃がし路１５０、分岐管１５３、逃がし路１５０、ドレン管１４５の順に通過させて排出する。

上記のように、蒸気発生器４０において発生させた蒸気を、流量調整弁Ｖ４によって流量調整しながら逃がし路１５０によって排出することにより、処理室３４ａに供給する蒸気の流量を調整することができる。

次に、この発明に係る基板処理方法について、図９及び図１０を参照して説明する。まず、イン・アウトポート４の載置台６に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され、取出収納アーム１１によって取り出したウエハＷをウエハ受け渡しユニット１７に搬送する。すると、主ウエハ搬送装置１８がウエハ受け渡しユニット１７からウエハＷを受け取り、主ウエハ搬送装置１８によって各オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆに順次搬入する。

具体的には、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａがウエハＷを保持した状態で、オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆの処理容器３４内にウエハＷを搬入する。このとき、処理室３４ａの容器本体３２に対して蓋体３３を離間させた状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａを蓋体３３の下方に移動させ、接離移動手段３６によって上方の受け渡し位置Ｐｈに移動される保持手段３５の保持部材３５ｂが、搬送アーム１８ａからウエハＷを受け取る（図９（ａ）参照）。次に、接離移動手段３６を駆動して保持部材３５ｂを下降させて容器本体３２の水平底部３２ａに近接させてウエハＷを近接（予熱）位置Ｐａに移動させる。この動作と共に、又は後に蓋体３３を下降させて、蓋体３３の垂下壁３５ｂを容器本体３２の側壁３２ｂの上面に当接すると共に、Ｏリング３２ｉを圧接して容器本体３２を閉塞すなわち密閉する（図９（ｂ）参照）。この際、ウエハＷ下面と容器本体３２の水平底部表面との間には隙間Ｓａ（約０．２〜０．５ｍｍ）が形成される。この状態でヒータ３１ａからの加熱を約３０秒行うことにより、ウエハＷは短時間で処理温度（約１００℃）付近まで加熱（予熱）される（予熱工程）。これにより、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）を促進させることができる。

処理室３４ａ内のウエハＷが十分に昇温すると、ＣＰＵ２００に対して十分に昇温した旨の情報が送信され、ＣＰＵ２００は、処理室３４ａに対してオゾンガスの供給を開始するよう制御信号を送る。処理室３４ａに対して供給するオゾンガスは、ＣＰＵ２００によるマスフローコントローラ１８８，１９１及びオゾンガス発生器４２の制御によって、流量及びオゾン濃度が制御されている。まず、流量調整弁５２の開閉状況に基づき、ＣＰＵ２００によってマスフローコントローラ１８８，１９１の流量調整量が制御され、オゾンガス発生器４２に供給する含酸素気体の全流量が調節される。また、ＣＰＵ２００、オゾンガス発生器４２、オゾン濃度検出器６５から構成されるフィードバック系により、オゾン濃度が所定値にフィードバック制御される。

また、ＣＰＵ２００から流量調整弁５２に送信される制御信号により、流量調整弁５２が開かれ、オゾンガス発生器４２から、オゾンガス供給管５１、流量調整弁５２、主供給管路３８を介して処理室３４ａ内に所定濃度のオゾンガスが供給される。オゾンガスは、流量調整弁５２の流量調整量に応じた流量で、処理室３４ａ内に供給される。なお、流量調整弁５２の流量調整量は、予め流量調整弁５２とのバランスによって調整されている。更に、排気切換部７２の第１の排気流量調整弁８１を開放した状態とし、処理室３４ａ内からの排出管路７０による排気流量を第１の排気流量調整弁８１によって調整する。このように、処理室３４ａ内を排出管路７０によって排気しながらオゾンガスを供給することにより、処理室３４ａ内の圧力を一定に保ちながら処理室３４ａ内をオゾンガス雰囲気にする。この場合、処理室３４ａ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。また、ヒータ３１ａ，３１ｂの加熱によって、処理室３４ａ内の雰囲気及びウエハＷの温度が維持される。排出管路７０によって排気した処理室３４ａ内の雰囲気は、ミストトラップ７３に排出される。このようにして、処理室３４ａ内に所定濃度のオゾンガスを充填する（オゾンガス充填工程）。

オゾンガスを充填した後、接離移動手段３６のモータ３６ａを駆動して保持手段３５の保持棒３５ａを上昇させると共に、保持部材３５ｂ及びウエハＷを水平底部表面から離間された処理位置Ｐｂ（隙間Ｓｂ＝１〜２ｍｍ）に移動する（図９（ｃ）参照）。この動作と同時に、処理室３４ａ内にオゾンガスと水蒸気の混合流体とを同時に処理室３４ａ内に供給して、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）を行う（オゾン処理工程）。この際、供給口３２ｆから処理室３４ａ内に供給されるオゾンガスと水蒸気の混合流体は、連通路３０の拡散用凹溝部３０１によって水平方向に拡散されると共に、迂回部３０３によって拡散された水平方向と直交する方向に迂回されながら処理室３４ａ内に供給されるので、処理室３４ａ内の広い範囲に渡って均一に供給されウエハＷの表裏面に対する水蒸気と混合流体の回り込みを円滑にできる。更に、このオゾン処理工程中に、接離移動手段３６のモータ３６ａを断続的又は連続的に正逆回転させてウエハＷを水平底部表面に対して接離移動させる処理も可能である。このようにすることにより、ウエハＷの表裏面に対するオゾンガスと水蒸気の混合流体の回り込みを円滑にすることができ処理の均一性の向上が図れる。

次に、排出管路７０に介設された排気切換部７２の第１の排気流量調整弁８１を開放した状態として、処理室３４ａ内のオゾンガスと水蒸気の混合流体を排出する。この際、接離移動手段３６のモータ３６ａを断続的又は連続的に正逆回転させてウエハＷを水平底部表面に対して接離移動させることもできる。なお、処理室３４ａ内を排気しながらオゾンガスと水蒸気の混合流体を同時に供給してもよい。この場合も、処理室３４ａ内の圧力は、大気圧よりも高い状態、例えばゲージ圧０．２ＭＰａ程度に保たれている。また、ヒータ３１ａ，３１ｂの加熱により、処理室３４ａ内の雰囲気及びウエハＷの温度が維持される。このようにして、処理室３４ａ内に充填したオゾンガスと蒸気の混合処理流体によってウエハＷの表面に塗布されたレジストを酸化させる（レジスト水溶化処理工程）。

所定のレジスト水溶化処理（オゾン処理）が終了した後、まず、主供給管路３８の流量調整弁５０，５２を閉じて、切換弁５４を開き、流量切換弁６８を大流量部側に切り換えて窒素供給源４３から大量の窒素を処理室３４ａ内に供給すると共に、排出管路７０に介設された排気切換部７２の第２の排気流量調整弁８２を開放した状態にする。そして、処理室３４ａ内を排気しながら窒素供給源４３から窒素を供給する。これにより、主供給管路３８、処理室３４ａ、排出管路７０の中を窒素によってパージすることができる。排出されたオゾンガスは、排出管路７０によってミストトラップ７３に排出される。このようにして、処理室３４ａからオゾンガスと蒸気の混合処理流体を排出する（排出工程）。

その後、昇降機構４００を作動させて蓋体３３を上方に移動させ、次に、接離移動手段３６のモータ３６ａを駆動させて保持手段３５の保持部材３５ｂを受け渡し位置Ｐｈまで上昇させる。この状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａをウエハＷの下方に進入させ、保持部材３５ｂにて保持されているウエハＷを受け取り、処理室３４ａ内からウエハＷを搬出する（ウエハ搬出工程）。

なお、処理室３４ａ内には、主ウエハ搬送装置１８によって新たにウエハＷが搬入され、同様にレジスト水溶化処理（オゾン処理）が行われる。

また、各オゾン処理ユニット２３ｂ〜２３ｆについても同様にして、ウエハＷを順次搬入してレジスト水溶化処理（オゾン処理）を行う。この際、２台のオゾン処理ユニット２３ａ，２３ｂによってレジスト水溶化処理（オゾン処理）を行う場合には、ＣＰＵ２００によって、マスフローコントローラ１８８，１９１が制御され、オゾンガス発生器４２によって発生させるオゾンガスの流量がオゾン処理ユニット２３ａ，２３ｂで消費される２台分の流量に制御される。また、３台又は４台のオゾン処理ユニットによってオゾン処理が行われる場合も同様にＣＰＵ２００によって、マスフローコントローラ１８８，１９１が制御され、オゾンガス発生器４２によって発生させるオゾンガスの流量がオゾン処理ユニットで消費される３台分又は４台分の流量に制御される。

各オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆにおいてレジスト水溶化処理（オゾン処理）が施されたウエハＷは、次に基板洗浄処理ユニット１２〜１５に順次搬送され、ウエハＷに対してそれぞれ洗浄処理及び乾燥処理が施される。

◎第二実施形態
図１１は、この発明に係る基板処理装置の第二実施形態を示す分解断面図、図１２は、第二実施形態における保持手段を示す断面図（ａ）及び（ａ）のIII−III線に沿う断面図（ｂ）である。

第二実施形態は、保持手段３５Ａを処理容器３４を構成する蓋体３３に設けられた貫通孔３３ｃを気水密に貫通して、加熱面である容器本体３２の水平底部３２ａに対して接離移動可能に形成した場合である。すなわち、保持手段３５Ａを、蓋体３３に設けられた複数例えば４個の貫通孔３３ｃ内をシール部材であるＯリング３３ｄを介して貫通する４本の保持棒３５ａと、各保持棒３５ａの先端部に装着されるウエハＷの周辺部下面を水平状に保持する保持部材３５ｈとで構成し、各保持棒３５ａに連結される連結部材３５ｃを介して接離移動手段３６Ａに連結した場合である。

この場合、保持部材３５ｈは、図１２に示すように、保持棒３５ａの先端部すなわち下端部に例えばねじ結合によって装着される断面略Ｌ字状に形成されており、保持部材３５ｈの水平片３５ｉの先端部にウエハＷの周辺下面を保持する保持段部３５ｊが設けられている。このように構成される保持手段３５Ａの保持部材３５ｈは、接離移動手段３６Ａによって容器本体３２の水平底部表面側に近接した状態で、水平底部３２ａの表面に設けられた凹所３２ｊ内に下部側の一部が収容されて、ウエハＷと水平底部表面との隙間Ｓａを例えば０．２〜０．５ｍｍに設定できるように構成されている。

上記接離移動手段３６Ａは、第一実施形態と同様に、正逆回転可能な例えばステッピングモータあるいはサーボモータ等のモータ３６ａと、このモータ３６ａの駆動軸に連結される回転ねじ軸３６ｂに螺合して回転運動を直線運動に変換する変換部３６ｃとを具備するボールねじ機構３６ｄにて形成されている。また、モータ３６ａは制御手段例えばＣＰＵ２００に電気的に接続されており、ＣＰＵ２００からの制御信号によって正逆回転し、ボールねじ機構３６ｄを介して保持手段３５Ａの保持棒３５ａを昇降すなわち保持部材３５ｈにて保持されるウエハＷを加熱手段｛具体的には、加熱面である容器本体３２の水平底部３２ａの表面｝に対して接離移動し、ウエハＷを水平底部３２ａに近接させる近接位置（予熱位置）Ｐａ（隙間Ｓａ＝０．２〜０．５ｍｍ）と、ウエハＷを水平底部３２ａから離間させた処理位置Ｐｂ（隙間Ｓｂ＝１〜２ｍｍ）と、ウエハＷを更に上方に移動させた受け渡し位置Ｐｈとに停止し、かつ、処理位置ＰｂにおいてウエハＷを断続的又は連続的に接離方向に移動（揺動）制御するように形成されている。

なお、蓋体３３の上方に突出する保持棒３５ａは、連結部材３５ｃの下面と蓋体３３の上面との間に配設される伸縮自在な蛇腹５００によって被覆されている。

第二実施形態において、その他の部分は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。

次に、第二実施形態の基板処理方法について、図１３を参照して説明する。まず、第一実施形態と同様に、イン・アウトポート４の載置台６に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され、取出収納アーム１１によって取り出したウエハＷをウエハ受け渡しユニット１７に搬送する。すると、主ウエハ搬送装置１８がウエハ受け渡しユニット１７からウエハＷを受け取り、主ウエハ搬送装置１８によって各オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆに順次搬入する。

具体的には、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａがウエハＷを保持した状態で、オゾン処理ユニット２３ａ〜２３ｆの処理容器３４内にウエハＷを搬入する。このとき、処理室３４ａの容器本体３２に対して蓋体３３を離間させた状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａを蓋体３３の下方に移動させ、接離移動手段３６Ａによって上方に移動される保持手段３５Ａの保持部材３５ｈが、搬送アーム１８ａからウエハＷを受け取る（図１３（ａ）参照）。次に、接離移動手段３６Ａを駆動して保持部材３５ｈを下降させて容器本体３２の水平底部３２ａに近接させてウエハＷを近接（予熱）位置Ｐａに移動させる。この動作と共に、又は後に蓋体３３を下降させて、蓋体３３の垂下壁３５ｂを容器本体３２の側壁３２ｂの上面に当接すると共に、Ｏリング３２ｉを圧接して容器本体３２を閉塞すなわち密閉する（図１３（ｂ）参照）。この際、ウエハＷ下面と容器本体３２の水平底部表面との間には隙間Ｓａ（約０．２〜０．５ｍｍ）が形成される。この状態でヒータ３１ａからの加熱を約３０秒行うことにより、ウエハＷは短時間で処理温度（約１００℃）付近まで加熱（予熱）される（予熱工程）。これにより、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）を促進させることができる。

処理室３４ａ内のウエハＷが十分に昇温すると、ＣＰＵ２００に対して十分に昇温した旨の情報が送信され、ＣＰＵ２００は、上述したように処理室３４ａに対してオゾンガスの供給を開始するよう制御信号を送る。また、ＣＰＵ２００、オゾンガス発生器４２、オゾン濃度検出器６５から構成されるフィードバック系により、オゾン濃度が所定値にフィードバック制御される。

また、ＣＰＵ２００から流量調整弁５２に送信される制御信号により、上述したように、主供給管路３８を介して処理室３４ａ内に所定濃度のオゾンガスが供給される。オゾンガスは、流量調整弁５２の流量調整量に応じた流量で、処理室３４ａ内に供給される。なお、流量調整弁５２の流量調整量は、予め流量調整弁５２とのバランスによって調整されている。更に、排気切換部７２の第１の排気流量調整弁８１を開放した状態とし、処理室３４ａ内からの排出管路７０による排気流量を第１の排気流量調整弁８１によって調整する。このように、処理室３４ａ内を排出管路７０によって排気しながらオゾンガスを供給することにより、処理室３４ａ内の圧力を一定に保ちながら処理室３４ａ内をオゾンガス雰囲気にする。この場合、処理室３４ａ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。また、ヒータ３１Ａ，３１Ｂの加熱によって、処理室３４ａ内の雰囲気及びウエハＷの温度が維持される。排出管路７０によって排気した処理室３４ａ内の雰囲気は、ミストトラップ７３に排出される。このようにして、処理室３４ａ内に所定濃度のオゾンガスを充填する（オゾンガス充填工程）。

オゾンガスを充填した後、接離移動手段３６Ａのモータ３６ａを駆動して保持手段３５Ａの保持棒３５ａを上昇させると共に、保持部材３５ｈ及びウエハＷを水平底部表面から離間された処理位置Ｐｂ（隙間Ｓｂ＝１〜２ｍｍ）に移動する（図１３（ｃ）参照）。この動作と同時に、処理室３４ａ内にオゾンガスと水蒸気の混合流体とを同時に処理室３４ａ内に供給して、ウエハＷのレジスト水溶化処理（オゾン処理）を行う（オゾン処理工程）。この際、供給口３２ｆから処理室３４ａ内に供給されるオゾンガスと水蒸気の混合流体は、連通路３０の拡散用凹溝部３０１によって水平方向に拡散されると共に、迂回部３０３によって拡散された水平方向と直交する方向に迂回されながら処理室３４ａ内に供給されるので、処理室３４ａ内の広い範囲に渡って均一に供給される。このオゾン処理工程中に、接離移動手段３６Ａのモータ３６ａを断続的又は連続的に正逆回転させてウエハＷを水平底部表面に対して接離移動させることも可能である。このようにすることにより、ウエハＷの表裏面に対するオゾンガスと水蒸気の混合流体の回り込みを円滑にすることができ処理の均一性の向上が図れる。

次に、排出管路７０に介設された排気切換部７２の第１の排気流量調整弁８１を開放した状態として、処理室３４ａ内のオゾンガスと水蒸気の混合流体を排出する。この際、接離移動手段３６のモータ３６ａを断続的又は連続的に正逆回転させてウエハＷを水平底部表面に対して接離移動させる。なお、処理室３４ａ内を排気しながらオゾンガスと水蒸気の混合流体を同時に供給してもよい。この場合も、処理室３４ａ内の圧力は、大気圧よりも高い状態、例えばゲージ圧０．２ＭＰａ程度に保たれている。また、ヒータ３１ａ，３１ｂの加熱により、処理室３４ａ内の雰囲気及びウエハＷの温度が維持される。このようにして、処理室３４ａ内に充填したオゾンガスと蒸気の混合処理流体によってウエハＷの表面に塗布されたレジストを酸化させる（レジスト水溶化処理工程）。

所定のレジスト水溶化処理（オゾン処理）が終了した後、上述したように、窒素供給源４３から大量の窒素を処理室３４ａ内に供給すると共に、排出管路７０に介設された排気切換部７２の第２の排気流量調整弁８２を開放した状態にする。そして、処理室３４ａ内を排気しながら窒素供給源４３から窒素を供給する。これにより、主供給管路３８、処理室３４ａ、排出管路７０の中を窒素によってパージすることができる。排出されたオゾンガスは、排出管路７０によってミストトラップ７３に排出される。このようにして、処理室３４ａからオゾンガスと蒸気の混合処理流体を排出する（排出工程）。

その後、昇降機構４００を作動させて蓋体３３を上方に移動させ、次に、接離移動手段３６Ａのモータ３６ａを駆動させて保持手段３５Ａの保持部材３５ｈを受け渡し位置Ｐｈまで上昇させる。この状態で、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム１８ａをウエハＷの下方に進入させ、保持部材３５ｈにて保持されているウエハＷを受け取り、処理室３４ａ内からウエハＷを搬出する（ウエハ搬出工程）。

なお、処理室３４ａ内には、主ウエハ搬送装置１８によって新たにウエハＷが搬入され、同様にレジスト水溶化処理（オゾン処理）が行われる。

上記ウエハＷと加熱手段の加熱面｛具体的には容器本体３２の水平底部表面｝との隙間を例えば、０ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ，４ｍｍに設定して、ウエハＷの温度（昇温）を調べるためのテストを行ったところ、図１４に示すような結果が得られた。この結果、隙間を０．２ｍｍに設定した場合、３０秒後に処理温度に近い９０℃まで昇温でき、６０秒後には１００℃まで昇温できた。また、隙間を０．３ｍｍに設定した場合と０．５ｍｍに設定した場合は、５５〜６０秒後に処理温度に近い９０℃まで昇温でき、９０秒後には１００℃近くまで昇温できた。これに対し、隙間を１ｍｍに設定した場合では、９０秒後に処理温度に近い９０℃に昇温でき、１５０秒後に１００℃付近まで昇温できた。また、隙間を２ｍｍに設定した場合では、１００秒後に処理温度に近い９０℃まで昇温でき、１８０秒後に１００℃まで昇温できた。なお、隙間を４ｍｍに設定した場合においても、２ｍｍに設定した場合と同様な温度特性であった。

上記テストの結果、ウエハＷと加熱手段の加熱面（容器本体３２の水平底部表面）との隙間を処理位置（隙間１〜２ｍｍ）より小さい０．２〜０．５ｍｍに設定することにより、短時間（約３０秒又は５５〜６０秒）に処理温度に近い９０℃に昇温することができ、９０℃に昇温後に処理位置に移動しても加熱手段からの加熱により昇温が続行されることを考慮すると、隙間を０．２〜０．５ｍｍに設定して、約３０秒間加熱した後、隙間を処理位置（隙間１〜２ｍｍ）に移動しても処理温度による支障がないことが判った。これに対して、隙間を１〜２ｍｍの処理位置に設定した場合では、同様に加熱を続行した場合を考慮しても、処理温度を維持するには６０〜１２０秒を要することが判った。したがって、ウエハＷと加熱手段の加熱面（容器本体３２の水平底部表面）との隙間を０．２〜０．５ｍｍに設定して約３０秒加熱（予熱）した後、隙間を処理位置（隙間１〜２ｍｍ）に設定してオゾン処理を行うことにより、当初から隙間を処理位置（隙間１〜２ｍｍ）に設定して加熱（昇温）し、オゾン処理を行う場合に比べて時間を約１／２〜１／４に短縮することができる。

◎その他の実施形態
（１）上記実施形態では、保持手段３５，３５Ａの保持棒３５ａが４本の場合について説明したが、保持棒３５ａの数は必ずしも４本である必要はなく、３本であってもよい。

（２）上記実施形態では、加熱手段の加熱面（容器本体３２の水平底部３２ａの表面）に対して保持手段３５，３５Ａを接離移動手段３６，３６Ａによって接離移動させてウエハＷと加熱手段の加熱面との隙間を近接（予熱）位置Ｐａ、処理位置Ｐｂ、受け渡し位置Ｐｈに設定すると共に、処理位置Ｐｂにおいて断続的又は連続的に接離（揺動）移動する場合について説明したが必ずしもこのような構造とする必要はない。例えば、保持手段３５，３５ＡすなわちウエハＷに対して加熱手段例えばヒータ３１ａ，３１Ａを接離移動してもよく、あるいは、保持手段３５，３５Ａと加熱手段の双方を相対的接離移動してもよい。

（３）上記実施形態では、この発明の基板処理方法をオゾンガスと水蒸気の混合流体に適用した場合について説明したが、気体や液体等の処理流体を供給するものであれば、オゾンガスと水蒸気の混合流体以外の処理流体を用いた処理方法及び装置にも適用することもできる。

（４）上記実施形態では、被処理基板が半導体ウエハの場合について説明したが、ウエハ以外に例えばＬＣＤ基板やフォトマスク用のレチクル基板等においてもこの発明が適用できることは勿論である。

この発明に係る基板処理装置を適用した半導体ウエハの処理システムを示す概略平面図である。 上記処理システムの一部を断面で示す概略側面図である。 この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を示す分解断面図である。 この発明における保持手段と連通路を示す要部拡大断面図である。 第一実施形態における保持手段の保持部材を示す斜視図である。 上記保持手段の保持棒と連通路を示す平面図（ａ）、（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図（ｂ）及び（ａ）のII−II線に沿う拡大断面図（ｃ）である。 この発明に係る基板処理装置の配管系統を示す概略構成図である。 この発明における処理流体供給源を構成するオゾン生成器を示す概略構成図である。 第一実施形態の基板処理方法を説明する説明図である。 この発明に係る基板処理方法における被処理基板と加熱手段の接離位置（隙間）と処理との関係を示すタイミングチャートである。 この発明に係る基板処理装置の第二実施形態を示す分解断面図である。 第二実施形態における保持手段の要部を示す断面図（ａ）及び（ａ）のIII−III線に沿う断面図（ｂ）である。 第二実施形態における基板処理方法を示す説明図である。 被処理基板（ウエハ）と加熱手段の加熱面との隙間を変えた場合の昇温特性を示すグラフである。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１８ 主ウエハ搬送装置
１８ａ 搬送アーム
２３ａ〜２３ｆ オゾン処理ユニット
３１ａ，３１ｂ，３１Ａ，３１Ｂ ヒータ（加熱手段）
３２ 処理容器本体
３２ａ 水平底部
３２ｃ 貫通孔
３２ｆ 供給口
３２ｇ 排出口
３２ｅ Ｏリング（シール部材）
３３ 蓋体
３３ｃ 貫通孔
３３ｄ Ｏリング（シール部材）
３４ 処理容器
３４ａ 処理室
３５，３５Ａ 保持手段
３５ａ 保持棒
３５ｂ，３５ｈ 保持部材
３５ｅ 保持部
３５ｆ 起立部
３５ｇ テーパ面
３６，３６Ａ 接離移動手段
３６ａ モータ
３６ｃ 変換部
３６ｄ ボールねじ機構
３７ 処理流体供給源
３８ 処理流体供給管路
４０ 蒸気発生器
４１ 開閉手段
４２ オゾンガス発生器（処理流体供給源）
２００ ＣＰＵ（制御手段）
３００ 連通路
３０１ 拡散凹溝部
３０２ 垂下壁片
３０３ 迂回部
Ｓａ，Ｓｂ 隙間
Ｐａ 近接（予熱）位置
Ｐｂ 処理位置
Ｐｈ 受け渡し位置

Claims (17)

1. 加熱手段を具備する処理容器の処理室内に、保持手段によって保持された被処理基板を収容した状態で、上記加熱手段によって上記被処理基板を所定温度に加熱すると共に、処理室内に処理流体を供給して上記被処理基板に処理を施す基板処理方法であって、
   上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させて被処理基板を処理温度に加熱する工程と、
   上記被処理基板を処理温度まで加熱した後、被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを処理位置まで離間する工程と、
   上記処理容器の処理室内に上記処理流体を供給する工程と、
   を有することを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１記載の基板処理方法において、
   上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させる工程の前に、上記処理容器の外部から搬送される上記被処理基板を受け渡し位置で上記保持手段が受け取る工程を更に有し、
   上記処理容器内に上記処理流体を供給する工程の後に、処理に供された処理流体を上記処理容器内から排出する工程を更に有する、
   ことを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項１又は２記載の基板処理方法において、
   上記処理容器の処理室内に処理流体を供給する工程において、上記保持手段と上記加熱手段の加熱面とを断続又は連続して相対的に接離移動することを特徴とする基板処理方法。
4. 請求項２記載の基板処理方法において、
   上記被処理基板を受け渡し位置で上記保持手段が受け取る工程の前に、上記処理容器を構成する蓋体を開状態にする工程を更に有し、
   上記被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に近接させた後で、上記被処理基板が処理温度に達する前に、上記蓋体を閉状態にする工程を更に有し、
   処理に供された処理流体を上記処理容器内から排出する工程の後に、上記蓋体を開状態にし、上記被処理基板を処理位置から上記受け渡し位置へ移動し、上記被処理基板を上記処理容器の外部に搬出する工程を更に有する、
   ことを特徴とする基板処理方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記処理容器を貫通して上記処理室内に突入する進退可能な上記保持手段にて上記被処理基板を水平状態に保持すると共に、保持手段を鉛直方向に進退移動して、被処理基板と加熱手段の加熱面とを接離移動することを特徴とする基板処理方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記処理容器内における上記処理流体の流れ方向に対して略直交する方向に上記保持手段と上記加熱手段の加熱面とを接離移動することを特徴とする基板処理方法。
7. 請求項６記載の基板処理方法において、
   上記処理流体の供給を、上記処理室内に向かって面方向に拡散させると共に、拡散面に直交する方向に迂回させるようにした、ことを特徴とする基板処理方法。
8. 被処理基板を収容する処理容器と、
   上記処理容器内で上記被処理基板を保持する保持手段と、
   上記処理容器に設けられ、上記被処理基板を所定温度に加熱する加熱手段と、
   上記処理容器に設けられた供給口に接続される供給管路と、
   上記供給管路を介して上記処理容器内に処理流体を供給する処理流体供給源と、
   上記保持手段に保持された被処理基板と上記加熱手段の加熱面とを相対的に接離移動する接離移動手段と、
   上記接離移動手段と上記供給管路に介設された開閉手段の開閉動作を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項８記載の基板処理装置において、
   上記保持手段を、上記処理容器に設けられた貫通孔を気水密に貫通し、処理室内に突入して被処理基板を水平状態に保持する進退可能な複数の保持棒と、各保持棒の先端部に設けられ、上記被処理基板の周辺部下面を保持する保持部材とで構成し、上記各保持棒の上記処理容器の外部側を連結部材を介して接離移動手段に連結してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項９記載の基板処理装置において、
    上記保持部材は、上記被処理基板の周辺部下面を保持する保持部と、この保持部の外側から上記被処理基板の上面より上方に起立する起立部とを具備すると共に、起立部の内側面を上方に向かって拡開するテーパ面とした、ことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記接離移動手段を、正逆回転可能なモータと、このモータの回転運動を直線運動に変換する変換部とを具備するボールねじ機構にて形成してなることを特徴とする基板処理装置。
12. 請求項８ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段を、上記被処理基板の上記処理容器に対する受け渡し位置と、上記加熱手段の加熱面に対する近接位置と、加熱手段の加熱面から近接位置よりも離間する処理位置に接離移動手段を制御可能に形成すると共に、処理位置におかれた被処理基板に処理流体を供給すべく開閉手段の開閉動作を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
13. 請求項１２記載の基板処理装置において、
    上記制御手段は、更に、被処理基板の処理位置において、被処理基板を断続的又は連続的に接離移動するように接離移動手段を制御可能に形成されている、ことを特徴とする基板処理装置。
14. 請求項８ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記処理容器は、加熱面を形成する水平底部に上記加熱手段を具備すると共に、水平底部の周辺から起立する側壁における対向する部位に処理流体供給口と排出口を有する処理容器本体と、この処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞する鉛直方向に進退移動可能な蓋体とを具備することを特徴とする基板処理装置。
15. 請求項８ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記処理容器は、加熱面を形成する水平底部に上記加熱手段を具備すると共に、処理流体供給口と排出口を有する処理容器本体と、鉛直方向に進退移動可能になされると共に、上記処理容器本体の開口部をシール部材を介して閉塞する蓋体とを具備し、
    上記処理容器本体が上記蓋体により閉塞された状態において、上記被処理基板の上記近接位置と上記処理位置との間の移動が行われるように形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
16. 請求項１４記載の基板処理装置において、
    上記処理容器に、処理流体供給口と処理室内とを連通する連通路を設け、この連通路に、上記処理流体供給口から両側に広がる拡散用凹溝部と、この凹溝部内に突入する垂下壁片とからなる迂回部を設けた、ことを特徴とする基板処理装置。
17. 請求項１４ないし１６のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記蓋体は、加熱手段を更に具備することを特徴とする基板処理装置。

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