JP2007180554A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い処理能力を得ることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗを収納し、内部で基板Ｗを処理するオゾン処理室１５と、オゾン処理室１５内に収納された基板Ｗを加熱するヒータ２０と、オゾン処理室１５内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段７５と、オゾン処理室１５内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段７と、オゾン処理室１５内で処理された後の基板Ｗにリンス洗浄を行うリンス処理室９３と、オゾン処理室１５とリンス処理室９３との間で基板を移動させるウェハガイド１２８とを備えている基板処理装置１４０である。
【選択図】図８

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。

例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）のフォトリソグラフィ処理においては、ウェハに対してレジストを塗布し、次いでパターンの露光を行い、その後現像を行う処理が行われる。その後、ウェハからレジストを除去する。

かかるレジスト除去の際には処理装置が用いられており、この処理装置では、ＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ_２の混合液）と呼ばれる薬液が充填された洗浄槽内にウェハを浸漬させてレジストの剥離を行う。一方、今日においては、環境保全の観点から薬液を使用せずに、廃液処理が容易なオゾン水を用いてレジスト除去を行うことが要望されている。この場合には、オゾン水が充填された洗浄槽内にウェハを浸漬させ、オゾン水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。

しかしながら、通常、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オゾン水を生成し、その後、このオゾン水を洗浄槽内に充填しているので、その間に、液中のオゾンが消滅していきオゾン濃度が低下していく場合があった。オゾン水の洗浄能力は、オゾン濃度の高低によって影響を受けるので、低濃度のオゾン水では洗浄能力が低く、レジスト除去が十分に行えない場合があった。また、オゾンとレジストの反応には高い温度が必要である。高温度のオゾン水を生成するために、例えば８０℃の純水にオゾンをバブリングさせる場合がある。しかしながら、高温度の純水は気体の溶解性が低いので、高濃度のオゾン水を生成することができず、高い反応速度を得ることができなかった。

従って、本発明の目的は、高い処理能力を得ることができる、基板処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明によれば、基板を収納し、内部で基板を処理するオゾン処理室と、前記オゾン処理室内に収納された基板を加熱するヒータと、前記オゾン処理室内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記オゾン処理室内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、前記オゾン処理室内で処理された後の基板にリンス洗浄を行うリンス処理室と、前記オゾン処理室と前記リンス処理室との間で基板を移動させるウェハガイドと、を備えていることを特徴とする、基板処理装置が提供される。
前記オゾン処理室内にＮ_２ガスを供給するＮ_２ガスを供給手段を備えていても良い。
また、前記オゾン処理室内を排気する排気管と、この排気管に設けられた流量コントローラと、前記オゾン処理室内を加圧するように前記流量コントローラを制御する制御部と、を備えていても良い。この場合、前記処理容器内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記流量コントローラは、前記圧力センサの検出に基いて、前記制御部によって制御されても良い。
また、前記ヒータは、前記オゾン処理室内に収納された基板を水蒸気の露点温度よりも高く、かつ、水蒸気の温度よりも低い温度に調節するように制御されても良い。

なお、本出願にあっては以下の発明をあわせて開示する。
基板を処理する方法であって、基板に溶媒の蒸気を供給する工程と、基板に処理ガスを供給する工程と、前記溶媒の蒸気と処理ガスとの反応により生じた反応物質によって基板を処理する工程とを有することを特徴とする、基板処理方法を開示する。
この基板処理方法においては、溶媒の蒸気には例えば水蒸気が、処理ガスには例えばオゾンガス等が適宜用いられる。この基板処理方法によれば、基板に溶媒の蒸気を供給し、また基板に処理ガスを供給し、溶媒の蒸気と処理ガスとの反応により生じた反応物質（原子、分子、ラジカル等）によって基板を処理する。このような反応物質は、処理室内で生じた後、消滅することなく直ちに処理に活用されるので、高い処理能力を発揮する。従って、例えば基板の表面にレジスト膜が形成されている場合、水蒸気とオゾンガスとの反応により生じた水酸基ラジカルをよって、このレジスト膜を水溶性の膜に好適に変質させることができる。

また、基板を処理する方法であって、基板の周囲雰囲気を加圧する工程と、基板に溶媒の蒸気を供給する工程と、基板に処理ガスを供給する工程と、前記溶媒の蒸気と処理ガスとの反応により生じた反応物質によって基板を処理する工程とを有することを特徴とする、基板処理方法を開示する。

この基板処理方法によれば、同様に溶媒の蒸気と処理ガスとの反応により生じた反応物質によって基板を処理する。また、基板の周囲雰囲気を加圧する。そうすれば、より高い温度雰囲気の中で基板を処理することが可能となる。温度が高い方が、反応物質の発生や、反応物質による反応が活発に行われるので、高い反応速度を得ることができる。

これらの基板処理方法において、前記基板の表面に、溶媒分子とガス分子とが混合した混合層を形成することが好ましい。かかる構成によれば、基板の表面に、溶媒分子とガス分子とが混合した混合層を形成するので、この混合層中に反応物質を生じさせて基板を処理することができる。前述したように溶媒の蒸気には例えば水蒸気が、処理ガスには例えばオゾンガスが用いられていれば、水分子とオゾン分子とが混合した混合層を形成することができる。また、基板の表面に溶媒分子の層を形成する一方で、この溶媒分子の層にガス分子を混合させて前記混合層を形成するようにしても良い。この場合、処理直前に、溶媒分子の層を、基板を処理可能な混合層に変質させるので、高い処理能力を得ることができる。さらに、基板の周囲雰囲気を加圧していれば、溶媒分子の層に対するガス分子の混合量を増加させることができるので、処理能力の更なる向上を図ることができる。

前記基板を前記溶媒の露点温度よりも高く、かつ溶媒の蒸気の温度よりも低い温度に調整することが好ましい。そうすれば、溶媒の蒸気を基板の表面に凝縮させて液滴、液膜を形成することがなく、基板の表面に高密度の溶媒分子の層を容易に形成することができる。溶媒の液膜に処理ガスを溶解させて生じた反応物質よりも、溶媒分子とガス分子とが混合した混合層中で生じた反応物質の方が、例えば基板の表面の処理対象物と直ちに反応することができる。また、高密度の溶媒分子の層にガス分子を適切に混合させて反応を活発に行い、高密度の溶媒分子とガス分子とが混合した混合層中に、反応物質を多量に発生させることができる。従って、処理を迅速に行うことができる。また、基板温度や、基板の周囲雰囲気の温度が高くなっても、溶媒分子の層に対するガス分子の混合量はあまり減退せず、高温度雰囲気下での処理が可能である。

前記基板に溶媒の蒸気を供給する工程の前に、基板を所定の温度に調整する工程を設けると良い。かかる構成によれば、所定の温度を、処理が最適に行われる温度の範囲内で、溶媒の露点温度よりも高く、かつ溶媒の蒸気の温度よりも低い温度に設定する。溶媒分子の層にガス分子を混合させる場合、溶媒の露点温度と基板温度の温度差が開いていると、基板の表面に低密度の溶媒分子の層が形成されることになる。そうなると、反応物質の発生量が低減して処理能力の低下を招いてしまう。しかしながら、基板を所定の温度に調整した後、基板に溶媒の蒸気を供給するので、確実に高密度の溶媒分子の層を形成することができ、反応物質を多量に発生させて処理能力の低下を防ぐことができる。

前記基板を所定の温度に調整する工程に際し、基板に温度調整された気流を供給しても良い。かかる方法によれば、直ちに基板を所定の温度に調整することができ、処理を迅速に行うことができる。なお、気流には、空気、不活性ガス（例えばＮ２ガス）又は処理ガス等を用いると良い。

前記基板に溶媒の蒸気を供給する工程の前に、前記基板に処理ガスを供給する工程を行うことが好ましい。かかる方法によれば、予め基板に処理ガスを供給しておけば、基板の表面に高密度の溶媒分子の層を形成した際に、溶媒分子の層にガス分子を直ちに混合させて反応物質を生じさせることができ、処理を迅速に行うことができる。

また、基板を処理する装置であって、基板の処理が行われる処理容器と、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、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理容器内で基板を保持する保持手段と、前記保持手段に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段とを備えていることを特徴とする、基板処理装置を開示する。

この基板処理装置によれば、処理容器内では、基板を保持手段により保持している。このような処理容器内に、溶媒蒸気供給手段によって溶媒の蒸気を供給する。一方、処理ガス供給手段から処理ガスを処理容器内に供給する。このように、溶媒の蒸気と処理ガスとを、個別の手段によって供給する。この基板処理装置は、開示した基板処理方法を好適に実施することができる。

また、例えば保持手段に溶媒の蒸気が凝縮する場合や、保持手段により、反応物質による処理後の基板を例えば次の水洗処理槽に移動させる場合に、保持手段に液滴が付着することがありえる。このような保持手段に基板が保持されると、基板の表面にも溶媒の液滴や水洗液の液滴が付着してしまう。ここで、溶媒の液滴に処理ガスを溶解させて生じた反応物質よりも、溶媒分子とガス分子とが混合した混合層中で生じた反応物質の方が、例えば基板の表面に付着している処理対象物と直ちに反応することができる。そこで、乾燥ガス供給手段から保持手段に乾燥ガスを供給し、保持手段を乾燥させて溶媒の液滴を取り除く。このため、処理ガスが溶媒の液滴に溶解する事態を防止することができ、処理を好適に行うことができる。同様に水洗液の液滴も取り除くことができる。

この基板処理装置において、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機構とを備えていることが好ましい。

かかる構成によれば、排気量調整機構により排気手段の排気量を絞って処理容器内を所定の加圧雰囲気する。この基板処理装置は、開示した基板処理方法を好適に実施することができる。

また、基板を処理する装置であって、基板を収納する第１の処理室と、前記第１の処理室に隣接配置された、基板を収納する第２の処理室と、前記第１の処理室内に溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給手段と、前記第１の処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記第２の処理室内に処理液を供給する処理液供給手段と、前記第１の処理室と前記第２の処理室との間で基板を移動させる移動手段と、前記第１の処理室内にて前記移動手段に対し乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段とを備えていることを特徴とする、基板処理装置を開示する。

この基板処理装置によれば、まず第１の処理室に基板を収納する。第１の処理室内に、溶媒蒸気供給手段により溶媒の蒸気を、処理ガス供給手段により処理ガスをそれぞれ供給する。この基板処理装置は、開示した基板処理方法を好適に実施することができる。さらに移動手段により基板を移動させて第２の処理室内に収納し、処理液供給手段により処理液を供給して基板を液処理することもできる。

また、第２の処理室にて移動手段に液滴が付着するが、乾燥ガス供給手段から乾燥ガスを供給するので、移動手段から液滴を取り除くことができる。このため、移動手段から基板の表面に液滴が付着し、処理ガスが液滴に溶解する事態を防止することができる。従って、処理を好適を行うことができる。

この基板処理装置において、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機構とを備えていることが好ましい。

かかる構成によれば、排気量調整機構により排気手段の排気量を絞って第１の処理室内を所定の加圧雰囲気する。この基板処理装置は、開示した基板処理方法を好適に実施することができる。

本発明によれば、処理直前に生じた反応物質（水酸基ラジカル）を消滅することなく直ちに処理に活用するので、高い処理能力を得ることができ、基板に対して効果的な処理を施すことができる。また、溶媒の液滴に処理ガスを溶解させて基板を処理する場合に比べて、高温度雰囲気下での処理が可能である。その結果、例えば基板から有機付着物を十分に除去することができる。

処理能力の更なる向上を図ることができる。また、溶媒分子（水分子）とガス分子（オゾン分子）とが混合した混合層中に反応物質（水酸基ラジカル）を生じさせて基板を処理することができる。

溶媒の蒸気（水蒸気）を基板の表面に凝縮させて液滴を形成することがない。また、高密度の溶媒分子（水分子）の層を基板の表面に容易に形成することができる。このため、混合層中で溶媒分子（水分子）とガス分子（オゾン分子）とを活発に反応させて、反応物質（水酸基ラジカル）を多量に発生させることができる。従って、処理を迅速に行うことができる。さらに溶媒分子（水分子）の層では、基板温度や、基板の周囲雰囲気の温度が高くなっても、ガス分子（オゾン分子）の混合量はあまり減退しない。より高い温度雰囲気下で、反応物質（水酸基ラジカル）の発生や反応物質による反応の促進を図ることができる。確実に高密度の溶媒分子（水分子）の層を形成することができ、処理能力の低下を防ぐことができる。基板の昇温時間を短縮することができる。溶媒分子（水分子）の層にガス分子（オゾン分子）を直ちに混合させて反応物質（水酸基ラジカル）を発生させることができ、処理を迅速に行うことができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照して、例えば５０枚のウェハＷを一括して処理するように構成された処理装置１に基づいて説明する。この処理装置１は、オゾンガスを利用してウェハＷからレジストを除去するものである。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる処理装置１の断面説明図である。

図１に示すように、処理装置１は、ウェハＷの処理が行われる処理容器２と、処理容器２内でウェハＷを保持する保持手段としてのウェハガイド３と、処理容器２内に水蒸気４を供給する溶媒蒸気供給手段としての水蒸気供給手段５と、処理容器２内にオゾン（Ｏ_３）ガス６を供給する処理ガス供給手段としてのオゾンガス供給手段７と、ウェハＷにホットＮ_２ガス（乾燥ガス）８を供給する乾燥ガス供給手段としてのＮ_２ガス供給手段９とを備えている。

処理容器２は、例えば５０枚のウェハＷを十分に収納可能な大きさを有する容器本体１０と、容器本体１０の上面開口部を開放・閉鎖する容器カバー１１に大別される。なお、図示の例のように、容器カバー１１が容器本体１０の上面開口部を閉鎖した際には、容器カバー１１と容器本体１０との間の空隙は、リップ式のＯリング１３で密閉され、処理容器２内に形成されたオゾン処理室１５の雰囲気は、外に漏れない構成になっている。

容器カバー１１の外周面（上面）に、ランプヒータ機構２０が設置されている。ランプヒータ機構２０は制御部２１に接続され、制御部２１からの給電により発熱する。制御部２１によって供給する電力量を調整することにより、ランプヒータ機構２０の発熱量を制御し、ウェハＷ及びウェハＷの周囲雰囲気を所定の温度に加熱するようになっている。

処理容器２内に、オゾン処理室１５の室内雰囲気を取り込んで外部に排気する排気ボックス２２、２２が設けられている。排気ボックス２２、２２に、工場の排気系に通じる排気管２３が接続されている。

図２に示すように、ウェハガイド３は、ガイド部２５と、ガイド部２５に水平姿勢で固着された４本の平行な保持部材２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄとを備えている。各保持部材２６ａ〜ｄに、ウェハＷの周縁下部を保持する溝２７が等間隔で５０箇所形成されている。従って、ウェハガイド３は、５０枚のウェハＷを等間隔で配列させた状態で保持する構成となっている。

水蒸気供給手段５は、容器本体１０の底部に設けられている。この水蒸気供給手段５は、容器本体１０の底部において内壁に固着された熱板３０と、熱板３０の下面に取り付けられたヒータ３１と、熱板３０の上面に純水を滴下する純水供給回路３２とを有している。ヒータ３１は制御部２１に接続されている。制御部２１からの給電によりヒータ３１の発熱量を制御するようになっている。純水供給回路３２の入口側は純水供給源３３に接続されている。純水供給回路３２の出口側は、熱板３０の上方に開口している。また、純水供給回路３２に、開閉弁３５、流量コントローラ３６が介装されている。開閉弁３５、流量コントローラ３６は、制御部２１に接続されている。制御部２１からの操作信号により、開閉弁３５の開閉を制御して純水を流すか否かを決め、流量コントローラ３６の開度を制御して純水供給回路３２内の純水の流量を調整する構成となっている。従って、発熱したヒータ３１によって熱を帯びた熱板３０に対し、純水供給回路３２から純水を滴下すれば、純水が気化して水蒸気４が発生するようになり、ウェハＷに水蒸気４を供給できるようになっている。なお、気化できなかった純水は、容器本体１０の底部において内壁に接続された排液管３７を通じて排液される。

オゾンガス供給手段７は、オゾンガス６の発生・供給を行うオゾンガス供給源４０と、オゾンガス発生源４０からのオゾンガス６を供給するオゾンガス供給回路４１と、オゾンガス供給回路４１からのオゾンガス６を処理容器２内に吐出するオゾンガスノズル４２とを備えている。オゾンガス供給回路４１に、開閉弁４３、流量コントローラ４４、ＵＶランプ４５が介装されている。開閉弁４３、流量コントローラ４４は制御部２１に接続されている。制御部２１からの操作信号により、開閉弁４３の開閉を制御してオゾンガス６を流すか否かを決め、流量コントローラ４４を制御してオゾンガス供給回路４１内のオゾンガス６の流量を調整する構成となっている。また、ＵＶランプ４５は、オゾンガス供給回路４１を通過するオゾンガス６に紫外線を照射し、オゾンを活性化させる。

Ｎ_２ガス供給手段９は、Ｎ_２ガス、ホットＮ_２ガスを供給するＮ_２ガス供給回路５０と、Ｎ_２ガス供給回路５０から供給されたＮ_２ガス、ホットＮ_２ガス８を吐出するＮ_２ガスノズル５１、５１とを備えている。Ｎ_２ガス供給回路５０の入口側は、Ｎ_２ガス供給源（図示せず）に接続されている。Ｎ_２ガス供給回路５０に、開閉弁５２、Ｎ_２ガスを加熱するためのヒータ５３が介装されている。開閉弁５２、ヒータ５３は、制御部２１に接続されている。従って、制御部２１により開閉弁５２を開放させると共に、ヒータ５３を作動させれば、Ｎ_２ガス供給源から供給された例えば常温のＮ_２ガスを加熱し、各Ｎ_２ガスノズル５１からホットＮ_２ガス８を吐出させることが可能である。このとき、ウェハハンド３に直接吹きかければ、迅速にウェハハンド３を乾燥させることができる。

処理装置１では、溶媒分子の層として水分子の層（Ｈ_２Ｏ ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｌａｙｅｒ）を形成する。この場合、制御部２１は、ヒータ３１に給電を行い水蒸気４を十分に発生できる程度にヒータ３１の発熱量を調整する一方で、ランプヒータ機構２０にも給電を行いウェハＷを水蒸気４の露点温度よりも高い温度に調整し、ウェハＷと水蒸気４の露点温度との温度差を適切に制御してウェハＷの表面に高密度の水分子の層を形成するようになっている。また、ウェハＷの表面に形成された水分子の層にオゾン分子を混合させて、高密度の水分子とオゾン分子とが混合した混合層を形成し、これによりオゾンを利用した処理を行う。この場合、制御部２１は、流量コントローラ３６を制御して水蒸気４の発生量を調整して水分子の層の形成の度合いを調整する一方で、流量コントローラ４４にも操作信号を送信して水分子の層の形成の度合いに見合うようなオゾンガス６の流量を調整し、水分子の層に対してオゾン分子を過不足なく適切に混合できるような状態にする。

その他、ウェハＷに純水を吐出してリンス洗浄を行う純水吐出ノズル５５が設けられている。また、前記Ｎ２ガスノズル５１、５１からウェハＷにホットＮ_２ガス８を吐出すれば、ウェハＷを乾燥させることもできる。

次に、以上のように構成された処理装置１で行われる処理について説明する。処理装置１では、ウェハＷに水蒸気４を供給し、またウェハＷにオゾンガス６を供給し、水蒸気４とオゾンガス６との反応により生じた水酸基ラジカルによってウェハＷを処理する。即ち、まず図３に示すように、ウェハＷの表面にレジスト膜６０を形成している。図１に示したように、このような５０枚のウェハＷを処理容器２内に収納する。なお、レジスト膜６０の厚さを例えば１２００ｎｍとする。

次いで、ヒータ３１を例えば１２０℃に発熱させると共に、熱板３０に対して純水供給回路３２から純水を滴下し、１２０℃の水蒸気４を発生させて処理容器２内に供給する。一方、オゾンガス供給回路４１から、例えばオゾンを１９２ｇ／ｍ^３（ｎｏｒｍａｌ）［９ｖｏｌ％（体積百分率）］程度有するオゾンガス６を供給し、オゾンガスノズル４２により処理容器２内に吐出する。このように、水蒸気４とオゾンガス６とを、個別の手段によって供給する。

また、ランプヒータ機構２０を発熱させてウェハＷを所定の温度に温度調整する。この所定の温度を、オゾンを利用した処理が最適に行われる温度の範囲内で、水蒸気４の露点温度よりも高く、かつ水蒸気４の温度よりも低い温度に設定している。ここで、ウェハＷを水蒸気４の露点温度よりも高い温度に温度調整しているので、水蒸気４を供給した際には、図４に示すように、水蒸気４が凝縮することがなく、これによって純水の液膜が形成されることもなく、ウェハＷの表面に高密度の水分子（Ｈ_２Ｏ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）６１の層を容易に形成することができる。

水分子６１の層にオゾン分子（Ｏ_３ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）６２を混合させ、ウェハＷの表面に、水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層を形成する。この混合層中で水分子６１とオゾン分子６２同士が反応し、ウェハＷの表面に例えば酸素原子ラジカル（Ｏ・ Ｏｘｙｇｅｎ ｒａｄｉｃａｌ）や水酸基ラジカル（ＯＨ・ Ｈｙｄｒｏｘｙ ｒａｄｉｃａｌ）等の反応物質が多量に発生する。ウェハＷの表面で発生した水酸基ラジカルは、消滅することなく、直ちに酸化反応を起こし、レジストをカルボン酸、二酸化炭素や水等に分解し、図４に示すように、レジスト膜６０を十分に酸化分解して水溶性の膜６０ａに変質させる。この水溶性の膜６０ａは、その後の純水によるリンス洗浄で容易に除去することができる。

このように、かかる処理方法によれば、高密度の水分子６１の層をウェハＷの表面に形成する一方で、高密度の水分子６１の層にオゾン分子６２を混合させる。このため、水分子６１の層を、レジスト膜６０を除去可能な、水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層に変質させることができる。この混合層は、ウェハＷ上で、かつ反応直前で生成され、時間的経過によるオゾン濃度の低下等が起こらず、水酸基ラジカルを有し、処理容器２内で発生した直後の水酸基ラジカルを消滅させることになく殆ど処理に活用することができるので、処理能力が高い。従って、ウェハＷに対してオゾンを利用した処理を効果的に施すことができる。例えば従来よりも１．５倍以上の除去速度（Ｒｅｍｏｖｅｌ Ｒａｔｅ）を得ることができる。

しかも、水蒸気４の露点温度よりも高く、かつ水蒸気４の温度よりも低い温度に調整されたウェハＷに水蒸気４を供給するので、ウェハＷの表面に水蒸気４を凝縮させて純水の液膜を形成することがない。純水の液膜にオゾンガス６を溶解させて生じた水酸基ラジカルよりも、水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層中で生じた水酸基ラジカルの方が、ウェハＷの表面のレジスト膜６０と直ちに反応することができる。

また、高密度の水分子６１の層を容易に形成することができる。高密度の水分子６１の層にオゾン分子６２を適切に混合させて反応を活発に行い、高密度の水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層中では、水酸基ラジカルを多量に発生させることができる。さらに純水の液膜では、液温が高くなるにつれて溶解性が低くなり、オゾンガス６が溶けにくくなるのに対し、水分子６１の層では、ウェハ温度や、ウェハＷの周囲雰囲気の温度が高くなっても、オゾン分子６２の混合量はあまり減退しない。このため、純水の液膜にオゾンガス６を溶解させてオゾンを利用した処理を行う場合に比べて、高温度雰囲気下でのオゾンを利用した処理を行うことが可能である。温度が高い方が、水酸基ラジカルの発生や、水酸基ラジカルによる反応が活発に行われる。従って、高い反応速度を得ることができ、オゾンを利用した処理を迅速に行うことができる。

また、オゾンガス供給回路４１から新たなオゾンガス６を供給させ、分子の層に対する混合を継続的に行う。このため、反応により消滅した分のオゾンや水酸基ラジカルを補い、分子の層を通してレジスト膜６０へ新たなオゾンや水酸基ラジカルを迅速かつ十分に供給することができる。従って、高い反応速度を維持することができる。なお、水分子の層や混合層等は、水滴を形成しない程度の密度であると良い。また、ウェハＷを、酸化反応を活発的に行える範囲内で水蒸気４の露点温度よりも高い温度に調整しているので、オゾンを利用した処理の促進を図ることができる。

その後、純水吐出ノズル５５から純水を吐出させてウェハＷから水溶化したレジストを洗い流し（リンス洗浄）、Ｎ２ガスノズル５１、５１からＮ２ガス（不活性ガス）を吐出させてウェハＷから液滴を取り除いた（乾燥）後、ウェハＷを処理装置１から搬出する。なお、リンス洗浄や乾燥を、処理装置１で行わずに、例えばレジスト膜６０を除去した後に処理装置１から搬出してリンス専用の処理装置や乾燥装置に搬入して行うようにしても良い。一方、処理装置１に、次の新たな５０枚のウェハＷを搬入し、続けてオゾンを利用した処理を行う。

ここで、処理中に、ウェハガイド３に水蒸気４が凝縮して水滴が付着する場合や、ウェハガイド３により、オゾンを利用した処理後のウェハＷを例えば次のリンス専用の処理装置に移動させる場合に、ウェハハンド３に水滴が付着することがありえる。このようなウェハガイド３に、未だ処理されていないウェハＷが保持されると、このウェハＷの表面にも水滴が付着してしまう。前述したように、ウェハＷの表面で、純水の液膜にオゾンガス６を溶解させるよりも、水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層を形成した方が、反応により生じた水酸基ラジカルは、レジスト膜６０と直ちに反応することができる。従って、次の新たな５０枚のウェハＷを搬入するまでの間、Ｎ２ガス供給手段９からウェハハンド３にホットＮ２ガス８を供給し、ウェハハンド３を乾燥させる。その結果、ウェハハンド３から水滴を取り除いてオゾンガス６が水滴に溶解する事態を防止することができ、オゾンを利用した処理を続けて好適に行うことができる。

かくして、本発明の第１の実施の形態にかかる処理方法によれば、処理直前に、ウェハＷの表面に高密度の水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層を生成し、この混合層中で生じた水酸基ラジカルを消滅させることになく殆ど処理に活用することができるので、ウェハＷに対して効果的なオゾンを利用した処理を施すことができる。また、高温度雰囲気下で、水分子６１とオゾン分子６２の反応を活発に行い、水酸基ラジカルの発生や水酸基ラジカルによる反応を促進させて、オゾンを利用した処理を施すことができる。その結果、レジスト膜６０を十分に除去することができる。また、本発明の実施の形態にかかる処理装置１は、以上の処理方法を好適に実施することができる。

なお、本発明の実施の形態におけるオゾンを利用した処理中については、水分子６１の層にオゾン分子６２を混合させる以外にも種々の反応が行われる。例えば処理容器２内で水蒸気４とオゾンガス６を衝突させて混合させ、混合ガスを生成する。この混合ガス中には、熱分解や衝突により遊離した水酸基ラジカル等が多量に発生する。混合ガスがウェハＷと接触した際には、水酸基ラジカルは酸化反応を起こし、先の水分子６１とオゾン分子６２とが混合した混合層と同様に、レジストをカルボン酸、二酸化炭素や水等に分解する。このように、ウェハＷと接触する直前に混合ガス中に水酸基ラジカルを多量に発生させ、水酸基ラジカルを消滅させることなくレジスト膜６０と直接的に反応させるので、高い処理能力を得ることができる。

次に、第２の実施の形態にかかる処理装置７０について図５に基づいて説明する。前記処理装置１では、排気管２３からそのまま排気を行っていたが、図５に示す処理装置７０は、排気管２３に流量コントローラ７１を設けて処理容器２内の圧力を自在に調整する構成となっている。流量コントローラ７１は、前記制御部２１に接続されている。また処理容器２に圧力センサ７２が取り付けられている。この圧力センサ７２により検出された処理容器２内の圧力は、制御部２１に入力される。そして制御部２１は、圧力センサ７２により検出された圧力に基づいて流量コントローラ７１を制御して排気管２３の排気量を絞るようになっている。一方、オゾンガス供給源４０は、オゾンガス６の供給圧を１９６ｋＰａに設定している。このため、処理容器２内は、所定の加圧雰囲気として例えば１９６ｋＰａに設定、維持が可能な構成となっている。なお、図１及び図５中において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。

さらに処理装置７０は、処理容器２の外部で水蒸気４を発生させ、この水蒸気４を処理容器２内に導入する構成となっている。即ち、水蒸気供給手段７５は、水蒸気４の発生、供給を行う水蒸気供給源７６と、水蒸気供給源７６からの水蒸気４を供給する水蒸気供給回路７７と、水蒸気供給回路７７からの水蒸気４を処理容器２内に吐出する水蒸気ノズル７８とを備えている。水蒸気供給源７６には、熱板やヒータ等が備えられている。水蒸気供給回路７７には、開閉弁７９、流量コントローラ８０が介装されている。開閉弁７９、流量コントローラ８０は制御部２１に接続され、制御部２１により水蒸気４の供給量が制御可能となっている。このような構成においては、処理容器２内に水蒸気供給手段を設ける必要がないので、その分、処理装置の小型化を図ることができる。

その他、処理容器２の底面開口部は、容器ボトム８１により塞がれている。処理容器２と容器ボトム８１の間の空隙は、ガスケット８２により密閉される。容器ボトム８１に排液管８３が接続され、排液管８３に開閉弁８４が介装されている。

次に、以上のように構成された処理装置７０で行われる処理方法について説明する。まず処理容器２内に常温（２３℃）のウェハＷを収納する。次いで、ランプヒータ機構２０を例えば１１５℃に発熱させてウェハＷを所定の温度に調整する。一方、オゾンガス供給手段７により、１９６ｋＰａの供給圧でオゾンガス６を処理容器２内に供給する。このとき、Ｎ_２ガス供給手段９により、例えば１５０℃のホットＮ_２ガス８をウェハＷに供給する。そうすれば、直ちにウェハＷを所定の温度に昇温させることができる。

ウェハＷを所定の温度に調整した後、ホットＮ_２ガス８の供給を停止し、水蒸気供給手段７５により水蒸気４を処理容器２内に供給する。一方、制御部２１により、排気管２３の流量コントローラ７１を絞って排気量を低くし、処理容器２内を１９６ｋＰａの加圧雰囲気にする。このような処理容器２内では、オゾンガス６の濃度が高められる。

ここで、ウェハＷの表面では、先の図４に示したように、高密度の水分子６１の層を形成することになるが、処理容器２内にオゾンガス６を予め供給して充満させているので、直ちに水分子６１の層にオゾン分子６２を混合させて混合層を生成し、混合層中に水酸基ラジカルを多量に発生させることができる。こうして混合層中の水酸基ラジカルにより、オゾンを利用した処理を迅速に行うことができる。

また、ウェハＷが常温状態のままで水蒸気４を供給すれば、水蒸気４の露点温度とウェハ温度の温度差が開いているため、水蒸気４を凝縮させて多量の水滴がウェハＷの表面に付着してしまう。そうなると、膜厚の厚い純水の液膜をウェハＷ上に形成して処理能力の低下を招いてしまう。しかしながら、前述したようにウェハＷを所定の温度に昇温させた後、ウェハＷに水蒸気４を供給するので、確実に高密度な水分子６１の層を形成することができ、処理能力の低下を防ぐことができる。しかもウェハＷの周囲雰囲気を１９６ｋＰａに加圧しているので、水分子６１の層に対するオゾン分子６２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。さらに、より高い温度雰囲気の中でオゾンを利用しうた処理を行うことが可能となる。従って、処理能力の更なる向上を図ることができる。

レジスト膜６０を水溶性の膜６０ａに変質させた後、処理容器２内からウェハＷを搬出し、その後にリンス専用の処理装置や乾燥装置に順次搬送して、リンス洗浄、乾燥を行う。一方、処理容器２内では、水蒸気４及びオゾンガス６の供給が停止する。処理容器２内の液滴を排液管８３により排液し、流量コントローラ７１を全開にさせると共に、Ｎ_２ガス供給手段９によりＮ_２パージを行い、処理容器２内から水蒸気４及びオゾンガス６を追い出して内部雰囲気を乾燥させる。また、前述したようにウェハガイド３も乾燥させ、液滴を取り除く。そして、次の常温のウェハＷを処理容器２内に収納する。ここで、水蒸気４が残存した状態で、常温のウェハＷを処理容器２内に収納してしまうと、ウェハガイド３に水滴が付着している時と同様に、多量の水滴がウェハＷの表面に付着してしまう。しかしながら、処理容器２と水蒸気供給源７６とを個別に設けて、処理容器２内の雰囲気を簡単に置換することができるので、新たなウェハＷを処理容器２内に搬入しても、このウェハＷの表面に水滴が付着することを防止でき、処理容器２内に水蒸気４を導入するまでは、ウェハＷの表面を乾燥させた状態に保つことができる。

かかる処理方法によれば、ホットＮ_２ガス８を用いてウェハＷの昇温時間を短縮させると共に、水蒸気４を供給する前にオゾンガス６を供給して混合層、混合層中の水酸基ラジカルの生成時間も短縮させるので、オゾンを利用した処理を迅速に行い、スループットを向上させることができる。さらにウェハＷの周囲雰囲気を加圧して、水分子６１の層に対するオゾン分子６２の混合量を向上させると共に、より高い温度雰囲気下での処理を可能にするので、レジスト膜６０の除去効率が増し、より一層効果的なオゾンを利用した処理を施すことができる。

かかる処理装置７０によれば、水蒸気供給回路７７を通じて処理容器２内に水蒸気４を供給するので、処理容器２内の水分量を容易に調整することができ、内部雰囲気を乾燥させることができる。さらに水蒸気供給源７６内に設けられたヒータの熱的影響は、処理容器２内のウェハＷに及ばない。従って、ウェハＷを過加熱することがなく、ウェハ温度が必要以上に上がらない。その結果、例えばウェハ温度が高くなり過ぎて、水分子６１がウェハＷの表面に吸着し難くなって水分子の層形成が行われず、オゾンを利用した処理が行えなくなる事態を防止することができる。また、処理装置１と同様に、ウェハガイド３を乾燥させて水滴を取り除き、オゾンガス６が水滴に溶解する事態を防止することができる。なお、処理装置７０に限らず、前記処理装置１の排液管２３にも流量コントローラ７１を設け、処理容器２内でウェハＷの周囲雰囲気を加圧するようにしても良い。

次に、第３の実施の形態にかかる処理装置９０について図６に基づいて説明する。図６に示す処理装置７０は、前記処理容器２と、洗浄槽９１と、処理容器２と洗浄槽９１との間に設けられた通路部９２とを備え、オゾンを利用した処理とリンス処理とを行えるように構成されている。

処理容器２内に形成されたオゾン処理室１５（第１の処理室）には、前記オゾンガス供給手段７によるオゾンガス６の供給、前記水蒸気供給手段７５による水蒸気４の供給、Ｎ_２ガス供給手段９によるＮ_２ガス、ホットＮ_２ガス８の供給が行われる。処理容器２の底面開口部は、塞がれておらず、前記通路部９２に形成された開閉位置１２１に通じている。

洗浄槽９１は、リンス処理室（第２の処理室）９３を形成する内槽９４と、内槽９４の開口部を取り囲んで装着された中槽９５と、中槽９５の開口部を取り囲んで装着された外槽９６とを備えている。

リンス処理室９３には、処理液供給手段としての純水供給手段９６により処理液としての純水（ＤＩＷ）の供給が行われる。純水供給手段９６は、純水を供給する純水供給回路１００と、純水供給回路１００から供給された純水をリンス処理室９３内に吐出する純水ノズル１１１、１１１とを備えている。純水供給回路１００の入口側は、純水供給源（図示せず）に接続されている。純水供給回路１００に、開閉弁１１２、流量コントローラ１１３が介装されている。これら開閉弁１１２、流量コントローラ１１３は、制御部２１により制御される。

内槽９４において、上面開口部は、前記通路部９２に形成された開閉位置１２１に通じている。内槽９４の底部中央に、リンス処理室９３内の純水を排液するための排液管１１５が接続されている。排液管１１５に、開閉弁１１６が介装されている。中槽９５は、内槽９４の上端からオーバーフローした純水を受け止め、底部に接続されたオーバーフロー管１１７に流すように構成されている。オーバーフロー管１１７に、開閉弁１１８が介装されている。外槽９６内には、常時純水が溜められていると共に、環状のシール板１１９が設けられている。シール板１１９の上端は、前記通路部９２の底面に密着されている。このため、外槽９６は、純水を利用した水シール機能を有し、洗浄槽９１内の液雰囲気を外部に漏らさないようになっている。

通路部９２には、オゾン処理室１５とリンス処理室９３との間を開閉するシャッタ１２０が設けられている。シャッタ１２０は、駆動機構（図示せず）により、上下方向（図６中のＺ方向）及び水平方向（図６中のＸ方向）に移動自在に構成されている。さらに通路部９２は、前述した開閉位置１２１と、シャッタ１２０を待機させる待機位置１２２とに大別される。従って、駆動機構によりシャッタ１２０を開閉位置１２１に移動させれば、オゾン処理室１５の室内雰囲気とリンス処理室９３の室内雰囲気とを遮断でき、一方、シャッタ１２０を待機位置１２２に移動させれば、オゾン処理室１５の室内雰囲気とリンス処理室９３の室内雰囲気とを連通させることができる。

通路部９２の一方側（図６中の右側）の底壁部９２ａに、Ｎ_２ガスを吐出するＮ_２ノズル１２３が、他方側の底壁部９２ａにＮ_２ノズル１２３がそれぞれ埋め込まれている。これらＮ_２ノズル１２３がＮ_２ガスを吐出すれば、リンス処理室９３の上方でエアカーテンが形成されることになる。前記シャッタ１２０やエアカーテンにより、オゾン処理室１５内の雰囲気がリンス処理室９３内に拡散したり、リンス処理室９３の液雰囲気がオゾン処理室１５内に流入することを防止できる。

通路部９２における待機位置１２２側の底部に、排液部１２５が設けられている。排液部１２５に、排液管１２６が接続されている。排液管１２６に、開閉弁１２７が介装されている。また、シャッタ１２０が閉じた場合、シャッタ１２０の底面に、洗浄槽９１の液雰囲気が凝縮して液滴が付着することがあっても、この液滴は、通路部９２に設けられた排液通路（図示せず）を通じて外部に排液される。また、液滴が付着した状態でシャッタ１２０が開いた場合でも、待機中にシャッタ１２０の底面から自重落下した液滴は、排液部１２５、排液管１２６を通じて排液される。

ウェハガイド１２８は、昇降機構（図示せず）により昇降自在に構成されている。このため、上下に配置されたオゾン処理室１５とリンス処理室９３との間でウェハＷを移動させることができる。図６中の実線で示したウェハＷは、上昇したウェハガイド１２８によりオゾン処理室１５における収納状態を示し、図６中の二点鎖線Ｗ’で示したウェハＷは、下降したウェハガイド１２８によりリンス処理室９３における収納状態を示している。処理装置９０は、ウェハガイド１２８を昇降移動させることにより、ウェハＷを収納する処理室をオゾン処理室１５とリンス処理室９３に切り換えるように構成されている。処理装置９０は、密閉された内部で、オゾンを利用した処理と、リンス処理を一貫して行うように構成されている。

処理容器２及び洗浄槽９１を収納するボックス１３０が設けられている。ボックス１３０内に、前記排液管１１５、１１７、１２６、前記排液通路が導入され、これらの出口側が開口している。ボックス１３０の底部には、排液回路１３１が接続され、この排液回路１３１は工場の排液系に通じている。排液回路１３１には、開閉弁１３２が介装されている。開閉弁１３２を開放させれば、排液管１１５、１１７、１２６内を流れる純水は、ボックス１３０、排液回路１３１を経由して工場の排液系に排液される。ボックス１３０に、排気が行われる排気回路１３３が接続されている。このため、ボックス１３０は、処理容器２及び洗浄槽９１の周囲雰囲気の排気をとることが可能となり、例えば容器カバー１１を開放させてウェハＷを搬入出させる場合、オゾン処理室１５の室内雰囲気やリンス処理室９３の液雰囲気が外部に拡散することを防止できるようになっている。

次に、以上のように構成された処理装置９０で行われる処理方法について、図７に示すフローチャートに従って説明する。容器カバー１１を開放させ、例えばレジスト膜６０が形成されたウェハＷ５０枚を処理容器２内に収納して装置内に搬入する（Ｓ１）。その後、容器カバー１１を閉鎖する（Ｓ２）。また、シャッタ１２０を閉めると共に、Ｎ_２ノズル１２３からＮ_２ガスを吐出させエアカーテンを形成し、オゾン処理室１５の室内雰囲気とリンス処理室９３の室内雰囲気とを遮断する。

次いで、オゾン処理室１５内でオゾンを利用した処理を行う（Ｓ３）。即ち、ランプヒータ機構２０等により、ウェハＷを所定の温度に加熱する。水蒸気供給手段７５によりオゾン処理室１５内に水蒸気４を供給し、ウェハＷの表面に水分子６１の層を形成する。また、オゾンガス供給手段７によりオゾンガス６を供給し、水分子６１の層にオゾン分子６２を混合させる。前記処理装置１、７０と同様に、水酸基ラジカルを多量に発生させ、レジスト膜６０を十分に酸化分解して水溶性に変質させる。

水蒸気４及びオゾンガス６の供給が停止し、オゾンを利用した処理を終了する。その後、リンス処理室９３内でリンス洗浄（リンス処理）を行う（Ｓ４）。即ち、予め純水供給手段９６の純水ノズル１１１、１１１によりリンス処理室９３内に純水を供給する。純水で充填すると、シャッタ１２０を開く。ここで、ウェハガイド１２８が下降し、処理装置９０内に閉じこめられた状態で、ウェハＷをリンス処理室９３内に迅速に収納する。このため、外気と接触する機会がないまま、短時間でウェハＷを純水中に浸漬させてリンス処理に移行することができる。ここで、前述したようにレジスト膜６０を水溶性の膜６０ａに変質させているので、リンス処理室９３内では、ウェハＷからレジストを容易に除去することができる。

リンス処理後、ウェハガイド１２８が上昇し、ウェハＷをオゾン処理室１５内に移動させる。そして、容器カバー１１を開放させ（Ｓ５）、ウェハＷを処理容器２内から取り出して処理装置９０から搬出する（Ｓ６）。容器カバー１１を開放させた際には、ボックス１３０により処理容器２及び洗浄槽９１の周囲雰囲気の排気をとり、オゾン処理室１５及びリンス処理室９３の室内雰囲気が周囲に拡散するのを防止する。また、次に処理されるウェハＷ５０枚に備えて、Ｎ２ガス供給手段９により常温のＮ２ガスをオゾン処理室１５内に供給してＮ２パージを行い、オゾン処理室１５の室内雰囲気を置換したり、またはホットＮ_２ガスをウェハガイド１２８に供給して液滴を取り除く。

処理装置９０から搬出されたウェハＷを、別の処理装置に搬送する。この別の処理装置では、例えば処理容器内で薬液処理、最終リンス処理、乾燥処理を行い、洗浄槽内でリンス処理を行うように構成されている。薬液処理には、例えばアンモニア（ＮＨ_４ＯＨ）の蒸気と水蒸気とを供給し、ウェハＷの表面からパーティクル、有機不純物を除去するＳＣ１処理（アンモニア処理）等がある。こうして、別の処理装置では、処理容器内でＳＣ１処理した後、洗浄槽内でリンス処理を行い、最後に処理容器内で最終リンス処理、乾燥処理を行う。もちろん、薬液処理、リンス処理、最終リンス処理と乾燥処理を行う装置をそれぞれ個別に設け、これら装置にウェハＷを順次搬送しても良い。

かかる処理装置９０によれば、オゾンを利用した処理、リンス処理を一貫して行うことができ、装置の小型化を図ることができる。また、オゾンを利用した処理を開始してからリンス処理を終了するまでは、ウェハＷを装置から搬出することはないので、オゾンを利用した処理後に、ウェハＷが外気と接触することを防止することができる。このため、ウェハＷの表面に自然酸化膜が形成されたり、オゾンを利用した処理により水溶性になった膜６０ａが、外気接触により、例えば硬化して不溶性に変質することを防止することができる。オゾンを利用した処理によりウェハＷの表面に生成された各種反応物が、外気接触により、違った形態に変化することを防止することできる。例えばコンタミネーション等に変化することを防止することができる。このため、リンス処理を好適に行うことができる。さらにウェハＷを迅速に昇降移動させて、オゾンを利用した処理後、直ちにリンス処理を実施でき、スループットを向上させることができる。また、処理装置１、７０と同様に、ウェハガイド１２８を乾燥させて水滴を取り除くことができる。

なお、処理装置９０では、オゾン処理室１５とリンス処理室９３を上下に配置した場合について説明したが、オゾン処理室１５とリンス処理室９３を横一列に並べて配置しても良い。かかる配置によっても、オゾンを利用した処理、リンス処理を一貫して行うことができ、外気接触の防止やスループットの向上を図ることができる。

次に、第４の実施の形態にかかる処理装置１４０について図８に基づいて説明する。図８に示す処理装置１４０は、前記第２の実施の形態にかかる処理装置７０と同様に、排気管２３に流量コントローラ７１が設けられると共に、処理容器２に圧力センサ７２が取り付けられている。そして、制御部２１は、圧力センサ７２により検出された圧力に基づいて流量コントローラ７１を制御して排気管２３の排気量を絞るようになっている。

かかる処理装置１４０によれば、オゾン処理室１５内を加圧雰囲気にすることができるので、前記処理装置７０と同様に、水分子６１の層に対するオゾン分子６２の混合量を増加させると共に、より高い温度雰囲気下での処理を可能にするので、処理能力の更なる向上を図ることができる。また、処理装置１、７０、９０と同様に、ウェハガイド１２８を乾燥させて水滴を取り除くことができる。

なお、本発明の実施の形態の一例ついて説明したが、本発明はこの例に限らず種々の態様を取りうるものである。例えば、触媒ガスを処理容器２内に微量に供給し、水酸基ラジカルの発生を促進させて酸化反応をより活発的に行えるようにするのも良い。この場合、触媒ガスには、ＮＯｘガス等が挙げられる。

また、オゾンガス６を利用してレジスト膜６０を除去した場合について説明したが、オゾンガス６を利用して他の膜を除去しても良い。例えばレジスト膜６０の下に塗り、解像度を上げるためのような有機物の膜（ＢＡＲＣ：ボトム・アンチ・リフレクティブ・コーティング）も除去可能である。さらに、オゾンガス６以外の他の処理ガスを利用してウェハ上に付着した様々な付着物を除去するようにしても良い。

例えば、塩素（Ｃｌ_２）ガスを供給し、水分子６１の層を、塩酸（ＨＣｌ）分子の層（水分子と塩素分子とが混合した混合層）に変質させて塩素原子ラジカルを発生させ、ウェハＷの表面から金属付着物、パーティクルを除去することが可能である。また、水素（Ｈ_２）ガスを供給し、水分子６１の層中に水素原子ラジカルを発生させ、ウェハＷの表面から金属付着物、パーティクルを除去することも可能である。また、フッ素（Ｆ_２）ガスを供給し、水分子６１の層を、例えばフッ酸（ＨＦ）分子の層（水分子とフッ素分子とが混合した混合層）に変質させてフッ素原子ラジカルを発生させ、ウェハＷの表面から自然酸化膜、パーティクルを除去することが可能である。

さらに、予め処理ガスに励起反応を起こさせて、ラジカルを有するようにしても良い。即ち、酸素原子ラジカルを有するオゾンガス、塩素原子ラジカルを有する塩素ガス、水素原子ラジカルを有する水素ガス、フッ素原子ラジカルを有するフッ素ガスを供給し、より多量のラジカルを発生させて処理の促進を図ることもできる。

本発明は、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の処理だけでなく、一枚ずつ基板を処理する枚葉式の処理の場合にも適用することができる。また、基板が、上記ウェハＷに限定されずにＬＣＤ基板、ＣＤ基板、プリント基板、セラミック基板等であってもよい。

次に、本発明の実施例を行った。まず処理対象を有機物膜（ＢＡＲＣ）とし、オゾンガス中のオゾン濃度と除去速度との関係を調べた。その結果を図９に示す。図９では、横軸をオゾン濃度［ｇ／ｍ３（ｎｏｒｍａｌ）］とし、縦軸を除去速度［ｎｍ／ｓ］とした。図９から理解できるように、オゾン濃度が高くなるにつれて除去速度が向上している。

次いで、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行った場合の除去速度と従来のＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ_２の混合液）による薬液処理を行った場合の除去速度を比較し、その結果を図１０に示す。処理対象に、レジスト膜と有機物膜を用いた。この場合、ウェハの周囲雰囲気を１９６ｋＰａに加圧すると共に、ウェハを１１０℃に加熱し、このウェハに１２０℃に加熱された水蒸気を供給する。棒グラフｇ、ｉは、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行った場合の除去速度を示し、棒グラフｈ、ｊは、ＳＰＭによる薬液処理を行った場合の除去速度を示している。レジスト膜に対し、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行うと、図１０中の棒グラフｇに示すように除去速度は２０［ｎｍ／ｓ］を得ることができ、ＳＰＭによる薬液処理を行うと、図１０中の棒グラフｈに示すように除去速度は約９．５［ｎｍ／ｓ］を得ることができる。また、有機物膜に対し、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行うと、図１０中の棒グラフｉに示すように除去速度は約０．２［ｎｍ／ｓ］を得ることができ、ＳＰＭによる薬液処理を行うと、図１０中の棒グラフｊに示すように除去速度は約０．０５［ｎｍ／ｓ］を得ることができる。このように図１０から、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行う方が高い除去速度を得ることを確認できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる処理装置の断面説明図である。 ウェハガイドの斜視図である。 図１の処理装置で行われる処理を説明するための第１の工程説明図である。 図１の処理装置で行われる処理を説明するための第２の工程説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる処理装置の断面説明図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる処理装置の断面説明図である。 図６の処理装置で行われる処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態にかかる処理装置の断面説明図である。 本発明の実施例において、オゾン濃度と除去速度の関係を示すグラフである。 本発明の実施例において、ウェハの周囲雰囲気を加圧した状態でオゾンを利用した処理を行った場合の除去速度とＳＰＭによる薬液処理を行った場合の除去速度を比較して示すグラフである。

符号の説明

１ 処理装置
２ 処理容器
３ ウェハガイド
４ 水蒸気
５ 水蒸気供給手段
６ オゾンガス
７ オゾンガス供給手段
８ ホットＮ_２ガス
９ Ｎ_２ガス供給手段
Ｗ ウェハ

Claims (5)

1. 基板を収納し、内部で基板を処理するオゾン処理室と、
   前記オゾン処理室内に収納された基板を加熱するヒータと、
   前記オゾン処理室内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、
   前記オゾン処理室内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、
   前記オゾン処理室内で処理された後の基板にリンス洗浄を行うリンス処理室と、
   前記オゾン処理室と前記リンス処理室との間で基板を移動させるウェハガイドと、を備えていることを特徴とする、基板処理装置。
2. 前記オゾン処理室内にＮ_２ガスを供給するＮ_２ガスを供給手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記オゾン処理室内を排気する排気管と、
   この排気管に設けられた流量コントローラと、
   前記オゾン処理室内を加圧するように前記流量コントローラを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記処理容器内の圧力を検出する圧力センサを備え、
   前記流量コントローラは、前記圧力センサの検出に基いて、前記制御部によって制御されることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記ヒータは、前記オゾン処理室内に収納された基板を水蒸気の露点温度よりも高く、かつ、水蒸気の温度よりも低い温度に調節するように制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。