JP3953361B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやLCDガラス基板等の基板を蒸気とガスを含む雰囲気下で処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、フォトリソグラフィー技術を用いて半導体ウエハに所定の回路パターンを形成している。具体的には、洗浄処理された半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光し、これを現像処理し、さらにエッチングや不純物注入等を行った後に、半導体ウエハから不用となったレジスト膜を除去(剥離)する一連の処理が行われている。
【0003】
ここで、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法としては、硫酸と過酸化水素とを含むSPMと称される薬液またはオゾンが溶解した薬液が貯留された洗浄槽内に半導体ウエハを浸漬させる方法が知られている。しかし、このような薬液に半導体ウエハを浸漬する方法では、薬液中に混入しているパーティクルが半導体ウエハに付着したり、半導体ウエハに付着していたパーティクルが薬液中に分散して、別の半導体ウエハに付着する等の問題があった。また、SPM薬液を用いた場合には、使用済み排液の処理にコストが掛かるといった問題もある。
【0004】
そこで、近年、水蒸気とオゾン含有ガスを用いてレジスト膜を変質させ、その後に水洗処理を行うことにより、半導体ウエハからレジスト膜を除去する方法が提案されている。このようなレジスト除去方法は、密閉された処理容器内に半導体ウエハを収納して、この処理容器内にオゾンと水蒸気を供給することによって行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスは腐食性が高いために、処理容器の内面や、処理容器内に設けられた各種の部材、例えば半導体ウエハを保持する保持部材を腐食させてしまい、こうして腐食した部分からパーティクル等が発生して半導体ウエハを汚染する問題がある。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、処理容器および処理容器内部に設けられた各種部材の腐食を防止した基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO2被覆が施され、前記処理容器は、前記処理容器の内部に設けられる部材を配設するための孔部を有し、前記孔部の内壁面にSiO 2 被覆が施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
また、本発明の第2の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO 2 被覆が施され、前記処理容器は容器本体と容器カバーとからなり、前記容器本体と前記容器カバーとの離接部にシール部が設けられ、前記処理容器の内面から前記シール部までSiO 2 被覆が延在して施されていることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
さらに、本発明の第3の観点によれば、処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO 2 被覆が施され、前記SiO 2 被覆は、膜厚が0.5μm〜1.5μmの被膜であり、有機Si化合物または有機Si化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理装置、が提供される。
【0008】
また、本発明の第4の観点によれば、レジスト膜が形成された基板を水蒸気とオゾン含有ガスにより処理する基板処理方法であって、表面にSiO2被覆が施された部材が内部に設けられ、かつ、内面がSiO2被覆された処理容器の内部に基板を収容する第1工程と、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する第2工程と、前記処理容器内への水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止する第3工程と、前記処理容器内のガスを排気し、前記処理容器内に空気を導入する第4工程と、を有し、前記SiO 2 被覆は、膜厚が0.5μm〜1.5μmの被膜であり、有機Si化合物または有機Si化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理方法、が提供される。
【0009】
このような基板処理装置および基板処理方法によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。このように本発明の基板処理装置は高い耐久性を有する。また、処理容器内におけるパーティクル等の発生が防止されるために、品質の高い基板を得ることが可能となる。さらに処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することによって処理時間を短縮することが可能であり、これによりスループットを向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。この実施の形態においては、レジスト膜が形成された半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)Wに、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガス(オゾンを一定量含む酸素をいうものとする)を供給し、これらの混合ガスによってレジスト膜を変性させ、半導体ウエハから不用なレジスト膜を除去するレジスト除去装置について説明する。
【0011】
図1はレジスト除去装置1の概略斜視図であり、図2はその断面図である。レジスト除去装置1は、ウエハWの処理が行われる処理容器10と、処理容器10内でウエハWを保持する保持手段としてのウエハガイド20と、処理容器10内に水蒸気を供給する水蒸気吐出ノズル30と、処理容器10内にガスであるオゾン(O3)含有ガスを供給するオゾンガス吐出ノズル40と、処理容器10内に空気を供給する空気吐出ノズル50と、を有している。
【0012】
処理容器10は、例えば50枚のウエハWを収容可能な大きさを有する容器本体11と、この容器本体11の上面に形成されたウエハ搬入出口11aを開閉する容器カバー12を有しており、容器カバー12は昇降機構15aによって昇降自在となっている。昇降機構15aは、制御手段例えば中央演算処理装置(CPU)100に接続されており、CPU100からの制御信号によって容器カバー12を昇降移動させる。
【0013】
容器本体11の上部にはフランジ部14aが形成されており、容器カバー12の下部にはフランジ部14bが形成されている。フランジ部14aの上面にはOリング16a・16bが設けられており、容器カバー12を降下させることによって、フランジ部14a・14b間を気密にシールすることができるようになっている。
【0014】
また、容器カバー12の上部には、ウエハガイド20のシャフト21を貫通させるための筒状突起部24が形成されている。筒状突起部24の内面には空気を注入することによって膨張する伸縮式のシール部材25a・25bが設けられており、このシール部材25a・25bに空気を注入することによって、筒状突起部24の内周面とシャフト21の外周との間の隙間を気密に封止することができるようになっている。容器カバー12を降下させてフランジ部14a・14b間がシールされた状態において、シール部材25a・25bに一定量の空気を注入することにより、処理容器10内を密閉雰囲気に保持することができる。
【0015】
容器カバー12は中央から端に向かう下り傾斜面を有する断面略逆V字状に形成されており、これにより容器カバー12の内壁に水蒸気が結露して液滴が生じても、この液滴は下り傾斜面に沿って下方へ流れ、さらに容器本体11の底部へ流れ落ちる。こうして処理容器10では、容器カバー12の内壁に液滴が付着しても、その液滴がウエハWに落下してウエハWに付着しないようになっている。
【0016】
容器本体11の外周面と底面にはそれぞれラバーヒータ17a・17bが取り付けられ、また容器カバー12の外周面にはラバーヒータ17cが取り付けられている。これらのラバーヒータ17a〜17cは電源(図示せず)からの電力供給を受けて発熱し、処理容器10の内部を加熱する。この電源からラバーヒータ17a〜17cへの給電制御はCPU100によって行われる。処理容器10内の温度は温度センサTSによって測定可能であり、温度センサTSが検出した温度がCPU100に送られ、CPU100は、処理容器10内が定められた一定温度に保持されるように、電源からラバーヒータ17a〜17cへの給電を制御する。これにより処理容器10の内部温度が、例えば80℃〜120℃(80℃以上120℃以下)の範囲内のほぼ一定の値に保持される。
【0017】
これらのラバーヒータ17a〜17cによって、処理容器10内の結露を抑制することができる。特に容器カバー12の外周面にラバーヒータ17cを設けることによって、容器カバー12の内壁に結露が生ずることを防止することにより、ウエハWに結露した液滴が落下することを防止することができる。また、処理容器10内を80℃〜120℃といった高い温度に保持することによって、ウエハWの処理時間を短縮することが可能となる。
【0018】
処理容器10は、0.2MPa以上の差圧に耐える耐圧性を有している。処理容器10内におけるウエハWの処理は、処理容器10内を80℃〜120℃に保持するとともに、処理容器10の内部圧力を外気圧よりも、例えば0.05〜0.1MPa高くすることによって、さらに処理時間を短縮することができる。このために、処理容器10の母材としては、このような耐圧性を確保するために、例えばステンレス、真鍮、アルミニウム、鋼材等の金属材料が好適に用いられる。
【0019】
しかしながら、このような金属材料は水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスによって腐食し易く、特に高温かつ陽圧に保持された雰囲気においては、その腐食速度が速まる傾向がある。このために、処理容器10としてこのような金属材料が内面に露出したものを用いた場合には、容器寿命が短くなるという問題に加えて、金属材料の腐食によって発生するパーティクルによってウエハWが汚染される問題が生ずる。
【0020】
そこで、このような金属材料の腐食を防止しつつ、所定の耐圧性を維持するために、処理容器10としては、上記金属材料を母材とし、かつ、処理容器10を密閉した際に水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される内壁部分にSiO 2 被膜13が形成されたものが用いられる。このような処理容器10は耐久性に優れるために長寿命である。また、処理容器10の内壁の腐食が防止されるためにパーティクルの発生が防止され、これによりウエハWの品質を高く保持することができる。
【0021】
処理容器10の内壁へのSiO2被膜13の形成方法としては、例えば、有機Si化合物または有機Si化合物を含有する溶剤(以下「Si含有溶剤等」という)を塗布し、これを焼成する方法が挙げられる。この場合において、Si含有溶剤等の塗布と焼成を複数回行うことで所定の厚みとする方法を用いると、焼成時にSiO2被膜にクラックが発生することを防止することができる。最終的に形成されるSiO2被膜の厚みは、例えば0.5μm〜1.5μmとされる。このような厚みにすることで、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対する十分な耐久性を確保することができ、また処理容器10内の温度を80℃〜120℃とした場合に、母材の金属材料とSiO2との熱膨張差に起因してSiO2被膜にクラックが発生することを抑制することができる。さらに、Si含有溶剤等の塗布と焼成の回数を極端に多くすることなく所望する厚みを有するSiO2被膜を形成することができる。
【0022】
このようなSiO2被膜13は、先に説明したフランジ部14a・14bと筒状突起部24においては、それぞれ図3および図4に示すように形成されている。すなわち、図3は図2中に示される領域Aの拡大図であり、フランジ部14aにおいてはSiO2被膜13は内側のOリング16aの配設位置まで延在して形成され、かつ、フランジ部14bにおいてはSiO2被膜13はこの内側のOリング16aに当接する部分まで延在して形成されている。これによりフランジ部14a・14bの腐食が抑制される。
【0023】
同様に、図4は図2中に示される領域Bの拡大図であり、筒状突起部24においては、SiO2被膜13は下側のシール部材25aの配設位置まで延在して形成されている。これにより筒状突起部24の腐食が抑制される。
【0024】
容器本体11の底部には、処理容器10内に供給された水蒸気によって生成し、処理容器10の底部に貯留された水を外部へ排出するするための排液管91が取り付けられている。SiO2被膜13は排液管91の内面にも形成されており、排液管91の腐食を抑制している。また、容器本体11の下部には、水蒸気およびオゾン含有ガスを外部に排出する排気部材92が設けられ、排気部材92には排気管93が連結されている。この排気部材92と排気管93において処理容器10内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、SiO2被膜(図示せず)が形成されており、これにより排気部材92と排気管93の腐食抑制が図られている。
【0025】
排液管91にはバルブV1が設けられ、排気管93にはバルブV1´が設けられている。また処理容器10内には処理容器10内の圧力を検出する圧力センサPSが設けられている。圧力センサPSの検出値はCPU100に送られ、CPU100は処理容器10内が所定の圧力となるように、処理容器10内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給しつつ、これらのバルブV1・V1´の開閉量を調整して処理容器10から一定量の水蒸気およびオゾン含有ガスならびに水を外部へ排出する。
【0026】
なお、排気管93の下流側には、オゾン分解装置(図示せず)が取り付けられており、排気管93から排気されたオゾン含有ガスに含まれるオゾンはこのオゾン分解装置によって酸素に分解された後に、例えば大気中に放出されるようになっている。また、排液管91からオゾン含有ガスが排気される場合があるために、排液管91から排気されたガスもこのオゾン分解装置へ送られてオゾンの分解処理が行われるようになっている。なお、排気管93の下流側には、強制的に処理容器10内のガスを排気する強制排気装置(図示せず)が設けられている。
【0027】
ウエハガイド20は、鉛直方向を長手方向とするシャフト21と、このシャフト21の下部に設けられたウエハ保持部22から主に構成されている。ウエハガイド20は昇降機構15bによって昇降自在となっており、昇降機構15bは、ウエハ保持部22が容器本体11内の処理位置と外部に対してウエハWの受け渡しを行う容器本体11の上方の受け渡し位置との間で移動するように、ウエハガイド20を移動させる。このウエハガイド20の昇降動作は、容器カバー12に設けられたシール部材25a・25bによって、シャフト21と筒状突起部24との間がシールされていない状態において行われる。
【0028】
ウエハ保持部22には、水平に保持されたウエハ支持部材22a・22b・22cと、これらウエハ支持部材22a〜22cを並列に連結保持する連結部材23とが設けられている。ウエハ支持部材22a〜22cには、ウエハWを支持するための溝部(図示せず)が一定の間隔で形成されており、ウエハWはこの溝部に挟まれるようにして略平行にウエハ支持部材22a〜22cに保持される。容器カバー12を上方へ移動させてウエハ搬入出口11aが開口した状態において、ウエハWを外部からウエハ支持部材22a〜22cに保持させ、逆に、ウエハ支持部材22a〜22cに保持されたウエハWを外部へ搬出する。
【0029】
ウエハガイド20の構成部材には、ウエハWを保持した際の変形がなく、ウエハWを保持した状態での昇降動作が無理なく行われるように、機械的強度に優れたステンレス等の金属材料が用いられる。ここで、ウエハ保持部22が容器本体11内の処理位置に保持され、かつ、容器カバー12によって処理容器10が密閉された際に、ウエハガイド20において処理容器10内に位置するために水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、処理容器10の内壁と同様に、SiO2被膜(図示せず)が形成されている。これによりウエハガイド20の腐食が抑制され、ウエハWへのパーティクルの付着が防止される。
【0030】
なお、ウエハガイド20へのSiO2被膜の形成は、ウエハガイド20を組み立てた後に行うことができる。また、ウエハガイド20を構成する各部材についてSiO2被膜を形成した後に、これらの部材を組み立ててもよい。
【0031】
水蒸気吐出ノズル30へは、水蒸気発生器33で発生した水蒸気が水蒸気供給管34を通して供給される。水蒸気供給管34は管内で結露が生じないように図示しないヒータ等の加熱手段によって一定の温度に保持されている。また、水蒸気供給管34にはバルブV2が設けられており、このバルブV2の開閉量を制御することによって、所定量の水蒸気を水蒸気吐出ノズル30に送ることができるようになっている。このバルブV2の開閉量の制御はCPU100によって行われる。
【0032】
図5は水蒸気吐出ノズル30の概略構造を示す断面図である。水蒸気吐出ノズル30は紙面に垂直な方向に延在する管体31と、管体31内に設けられた棒状のヒータ32から主に構成されており、管体31には、水蒸気を吐出する水蒸気吐出口31aと管体31内に生じた結露水を排出するための排液口31bが、それぞれ一定間隔で長手方向に複数設けられている。
【0033】
水蒸気供給管34から供給される水蒸気は、管体31の内壁とヒータ32の外周面との隙間を流れて、水蒸気吐出口31aから処理容器10内に吐出される。ここで、水蒸気吐出口31aは、容器本体11の垂直壁に向けて斜め上向きに約45度の角度で水蒸気が吐出されるように、管体31に形成されている。これにより水蒸気吐出口31aから吐出された水蒸気は処理容器10の内壁に沿って上昇し、処理容器10の上部(容器カバー12の内側上部)においてオゾンガス吐出ノズル40から吐出されたオゾン含有ガスと混合され、ダウンフローとなってウエハWに供給される。
【0034】
なお、水蒸気をこのような角度で水蒸気吐出口31aから吐出することにより、水蒸気がオゾン含有ガスと混合される前に直接にウエハWに触れることを防止して、処理ムラを防止することができる。また、水蒸気とともに液滴が水蒸気吐出口31aから吐出された場合においても、この液滴がウエハWに付着して処理ムラが発生することを防止することができる。
【0035】
ヒータ32は管体31内での水蒸気の結露を防止する役割を果たすが、管体31内に結露等によって生じた液滴が貯留しても、このような水は管体31の下部に設けられた排液口31bから水蒸気とともに下向きに吐出される。このとき排液口31bから吐出される水と水蒸気はウエハWに直接に接触することはないために、ウエハWの汚染は防止される。なお、排液口31bの数は水蒸気吐出口31aよりも少なくともよい。
【0036】
水蒸気吐出ノズル30において、管体31の外表面と水蒸気吐出口31aの周囲にはSiO2被膜35が形成されている。これにより管体31の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルが水蒸気とともに処理容器10内に放出されてウエハWに付着するといった汚染の発生を防止することができる。同様に、処理容器10内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される水蒸気供給管34の一部にSiO2被膜を形成することにより、処理容器10内におけるパーティクルの発生を防止することができる。
【0037】
オゾンガス吐出ノズル40は、処理容器10に収容されたウエハWを挟んで水蒸気吐出ノズル30と対向する位置に設けられている。図6はオゾンガス吐出ノズル40の概略構造と、オゾンガス吐出ノズル40の容器本体11への取り付けの形態を示す断面図である。オゾンガス吐出ノズル40もまた管形状を有し、外管41内に内管42が設けられた二重構造を有している。外管41と内管42にはそれぞれ長手方向に一定間隔でオゾンガス吐出口41a・42aが形成されているが、オゾンガス吐出口41aとオゾンガス吐出口42aは、正反対の向きにオゾン含有ガスを吐出するようになっている。
【0038】
オゾンガス吐出ノズル40へのオゾン含有ガスの供給は、オゾンガス発生装置43と、オゾンガス供給管44と、オゾンガス供給管44に介設されたバルブV3と、を有するオゾン供給手段45によって行われる。オゾンガス発生装置43は、高周波電源46に接続されて高周波電圧が印加される放電電極47の間に酸素(O2)を供給することによって一部の酸素をオゾンに変化させ、オゾン含有ガスを生成させる。なお、高周波電源46と放電電極47は、CPU100からの制御信号を受けたスイッチ48によってスイッチングされ、オゾンガス発生装置43によって生成されるオゾン含有ガス中のオゾン量が制御されるようになっている。また、オゾンガス発生装置43を動作させない場合には、オゾンガス吐出ノズル40からは基ガスである酸素を処理容器10内に吐出させることができる。
【0039】
オゾンガス発生装置43において生成したオゾン含有ガスは、オゾンガス供給管44を通して内管42の内部に供給される。オゾンガス供給管44におけるオゾンガス流量は、CPU100からの制御信号を受けたバルブV3によって制御される。オゾンガス吐出ノズル40において、内管42の内部に供給されたオゾン含有ガスは、オゾンガス吐出口42aから内管42と外管41との間の隙間に吐出され、さらに外管41に設けられたオゾンガス吐出口41aから、容器本体11の垂直壁に向けて斜め上向きに約45度の角度で吐出される。オゾンガス吐出口41aから吐出されたオゾン含有ガスは処理容器10の内壁に沿って上昇し、処理容器10の上部(容器カバー12の内側上部)において水蒸気吐出ノズル30から吐出された水蒸気と混合され、ダウンフローとなってウエハWに供給される。
【0040】
なお、オゾンガス吐出ノズル40において、オゾン含有ガスをオゾンガス吐出口42aからオゾンガス吐出口41aへ、外管41と内管42との間の隙間を迂回させて流すことによって、各オゾンガス吐出口41aからのオゾン含有ガスの吐出を均一に行うことができる。
【0041】
水蒸気吐出ノズル30と同様に、オゾンガス吐出ノズル40において、外管41の外表面とオゾンガス吐出口41aの周囲にはSiO2被膜49が形成されている。これにより外管41の腐食が抑制されるとともに、腐食によって生じたパーティクルがオゾン含有ガスとともに処理容器10内に放出されてウエハWに付着するといった汚染の発生を防止することができる。
【0042】
オゾンガス供給管44は、図6に示すように、容器本体11に設けられた孔部44aに挿入して固定されており、この孔部44aの内壁にはSiO2被膜13が形成されている。また、処理容器10内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒されるオゾン供給管44の一部には、SiO2被膜49aが形成されている。これによりオゾンガス供給管44と容器本体11におけるオゾンガス供給管44の取付部分の腐食が抑制されるため、処理容器10内におけるパーティクルの発生を防止することができる。なお、水蒸気吐出ノズル30と空気吐出ノズル50の容器本体11への取付形態もまた、このようなオゾンガス吐出ノズル40の取付形態と同様とすることが好ましい。
【0043】
水蒸気吐出ノズル30とオゾンガス吐出ノズル40の下方には、空気吐出ノズル50が設けられている。例えば、空気吐出ノズル50としては、オゾンガス吐出ノズル40と同様の構造を有するものを用いることができる。図示しない空気供給源から空気吐出ノズル50に供給された空気は、容器本体11の垂直壁に向けて斜め上向きに約45度の角度で吐出される。このようにウエハWに直接に吐出空気が触れることを防止することによって、ウエハWへのパーティクルの付着等を防止し、ウエハWの表面に空気の流れによる処理跡が残らないようにすることができる。なお、空気吐出ノズル50からは、常温〜280℃の範囲の所定の温度の空気を処理容器10内に供給することができるようになっている。
【0044】
なお、空気吐出ノズル50へ供給される空気の流量は、バルブV4の開閉量を調整することによって制御され、バルブV4の開閉量はCPU100によって制御される。
【0045】
次に、レジスト除去装置1によるウエハWの処理方法について説明する。図7はウエハWの処理フローの概略を示す説明図(フローチャート)である。最初に容器カバー12を上昇させてウエハ搬入出口11aを開口させ、また、ウエハ保持部22を容器本体11の上方に移動させて、例えば図示しないウエハ搬送手段によって搬送されてきたウエハWをウエハ支持部材22a〜22cに受け渡す(ステップ1)。
【0046】
続いてウエハWが容器本体11内の所定位置に保持されるように昇降機構15bを動作させてウエハガイド20を降下させ、次いで容器カバー12を昇降機構15aを動作させて降下させ、フランジ部14a・14b間を気密にシールする(ステップ2)。その後、シール部材25a・25bに空気を供給し、筒状突起部24とシャフト21との間をシールして、処理容器10内を密閉する(ステップ3)。
【0047】
次いで、空気吐出ノズル50から、例えば、280℃に加熱された空気を処理容器10内に供給に供給して、ウエハWおよび処理容器10内の雰囲気温度を所定の処理温度、例えば80℃に昇温する(ステップ4)。その後、オゾンガス吐出ノズル40から、例えば、オゾン濃度が約9体積%のオゾン含有ガスを約10リットル/分で処理容器10内に供給することにより、処理容器10内の圧力を外気圧よりも例えば、0.01〜0.03MPa程度高い圧力とする(ステップ5)。
【0048】
処理容器10内が所定の圧力に到達したことを圧力センサPSが検出したら、オゾンガス吐出ノズル40からのオゾン含有ガスの吐出を継続しながら、水蒸気吐出ノズル30から、例えば、液体換算で100dm3/分の水蒸気を処理容器10内に供給する(ステップ6)。これにより処理容器10内において水蒸気とオゾン含有ガスが混合されて、この混合ガスによってウエハWに付着しているレジストの除去(剥離処理)が進行する。
【0049】
処理容器10内において、水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分には、SiO2被膜が形成されているために、処理容器10内ではこの混合ガスによる腐食の発生が抑制される。なお、この処理の間に処理容器10内の圧力が、例えば、外気圧よりも0.05MPa高い状態に保持されるように、バルブV1・V1´の開閉量が制御されて排液および排気が行われ、かつ、ウエハWおよび処理容器10内の温度が、例えば、80℃に保持されるように、ラバーヒータ17a〜17cの発熱が制御される。
【0050】
所定の処理時間(例えば、3分〜6分)が経過した後に、水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止し、オゾンガス吐出ノズル40からは、オゾン発生装置43を動作させないことによって基ガスである酸素を処理容器10内に供給する(ステップ7)。これにより処理容器10内の急激な減圧と湿度低下を防止して、ウエハWに結露が生ずることを防止することができる。
【0051】
処理容器10内への酸素の供給を一定時間、例えば、1分行った後に、酸素の供給を停止し、次に、排気部材92から処理容器10内の酸素、オゾンおよび水蒸気の強制排気を行い(ステップ8)、その後に空気吐出ノズル50から室温の空気を処理容器10内に供給して、処理容器10の内圧を外気圧と同じとする(ステップ9)。その後、シール部材25a・25bから空気を放出させてシールを解除した後に容器カバー12を上昇させ、次いでウエハガイド20を上昇させて、ウエハ搬送手段へとウエハWを受け渡し、レジスト除去装置1からウエハWを搬出する(ステップ10)。ウエハ搬送手段は、レジスト除去装置1とは別に設けられており、純水等によってウエハWを洗浄する洗浄処理部へと搬送され、そこでレジストが洗い流される。
【0052】
図8は、このような一連の処理を、ステンレスを母材とし、その表面にSiO2被膜が形成されたウエハガイド(以下「ウエハガイドA」という)を用いて行った場合のウエハWのパーティクル分布を示した説明図(写真)である。また、図9は、SiO2被膜が形成されていないステンレス製のウエハガイド(以下「ウエハガイドB」という)を用いて、ウエハWを同様に処理した場合のウエハWのパーティクル分布を示した説明図(写真)である。なお、これらウエハガイドA・Bを用いた処理において、処理容器10としては、その内壁にSiO2被膜13が形成されているものを用いている。
【0053】
これら図8および図9から明らかなように、表面にSiO2被膜が形成されたウエハガイドAではパーティクルの付着量が少なく、一方、SiO2被膜が形成されていないウエハガイドBを用いた場合には、特にウエハWがそのウエハ支持部材に当接する部分で多くのパーティクルが付着している状態が確認された。また、処理後のウエハガイドAには外観上の変化は確認されなかったが、ウエハガイドBでは表面が褐色に変色していた。このような結果から、SiO2被膜が水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガスに対して良好な耐食性を有することが確認され、これにより、処理容器10内において水蒸気とオゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される部分にSiO2被膜を形成することが、ウエハWの品質を高く保持する有効な手段であることがわかる。
【0054】
なお、ウエハ支持部材22a〜22cとして、テフロン(登録商標)等のフッ素樹脂からなるものを用いた場合にも、ウエハガイドBを用いた場合と同様に、ウエハWには多くのパーティクルの付着とテフロンの褐色への変色が確認され、ウエハガイドAと同等以上の耐久性は確認できなかった。
【0055】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では半導体ウエハからレジストを除去する場合について説明したが、LCD基板からレジストを除去する装置および方法についても本発明を適用することができる。また、蒸気として水蒸気を、ガスとしてオゾン含有ガスを用いた場合について説明したが、基板を処理する対象物に応じて、適宜、好適な蒸気(例えば、溶剤の蒸気)とガスを選択することができる。但し、これら蒸気とガスの混合ガスによってSiO2被膜が腐食することがないことが前提条件とされる。
【0056】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、蒸気とガスによる処理容器の内壁の腐食および処理容器の内部に設けられた各種部材の腐食が抑制される。これにより基板処理装置の耐久性を向上させ、処理容器内におけるパーティクル等の発生を防止して、品質の高い基板を得ることが可能となるという顕著な効果が得られる。また、処理容器を耐圧構造とした場合には、内部圧力を高めた状態で基板を処理することができるために、処理時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板処理装置の一実施形態であるレジスト除去装置の概略構造を示す斜視図。
【図2】図1記載のレジスト除去装置の概略断面図。
【図3】図2中の領域Aの拡大図。
【図4】図2中の領域Bの拡大図。
【図5】水蒸気吐出ノズルの概略断面図。
【図6】オゾンガス吐出ノズルの概略断面図。
【図7】レジスト除去装置によるウエハの処理工程を示す説明図(フローチャート)。
【図8】SiO2被膜が形成されたウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【図9】SiO2被膜が形成されていないウエハガイドを用いて処理した場合のウエハのパーティクル分布を示す説明図。
【符号の説明】
1;レジスト除去装置
10;処理容器
11;容器本体
12;容器カバー
13;SiO2被膜
14a・14b;フランジ部
15a・15b;昇降機構
16a・16b;Oリング
17a〜17c;ラバーヒータ
20;ウエハガイド
22a〜22c;ウエハ支持部材
25a・25b;シール部材
30;水蒸気吐出ノズル
35;SiO2被膜
40;オゾンガス吐出ノズル
49;SiO2被膜
50;空気吐出ノズル
91;排液管
92;排気部材
93;排気管
W;半導体ウエハ(基板)
Claims (14)
- 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO2被覆が施され、
前記処理容器は、前記処理容器の内部に設けられる部材を配設するための孔部を有し、
前記孔部の内壁面にSiO 2 被覆が施されていることを特徴とする基板処理装置。 - 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO 2 被覆が施され、
前記処理容器は容器本体と容器カバーとからなり、
前記容器本体と前記容器カバーとの離接部にシール部が設けられ、
前記処理容器の内面から前記シール部までSiO 2 被覆が延在して施されていることを特徴とする基板処理装置。 - 処理容器の内部に基板を収容し、前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガス雰囲気に晒される前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面にSiO 2 被覆が施され、
前記SiO 2 被覆は、膜厚が0.5μm〜1.5μmの被膜であり、有機Si化合物または有機Si化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理装置。 - 前記処理容器は、0.2MPa以上の差圧に耐える耐圧性を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記処理容器の母材がステンレスであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記水蒸気を吐出する水蒸気吐出ノズルが前記処理容器の内部に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記オゾン含有ガスを吐出するオゾンガス吐出ノズルが前記処理容器の内部に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガスにより前記基板上に形成されたレジスト膜を変性させるレジスト除去装置であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- レジスト膜が形成された基板を水蒸気とオゾン含有ガスにより処理する基板処理方法であって、
表面にSiO2被覆が施された部材が内部に設けられ、かつ、内面がSiO2被覆された処理容器の内部に基板を収容する第1工程と、
前記処理容器内に水蒸気とオゾン含有ガスを供給して前記基板を処理する第2工程と、
前記処理容器内への水蒸気とオゾン含有ガスの供給を停止する第3工程と、
前記処理容器内のガスを排気し、前記処理容器内に空気を導入する第4工程と、
を有し、
前記SiO 2 被覆は、膜厚が0.5μm〜1.5μmの被膜であり、有機Si化合物または有機Si化合物を含有する溶剤を、前記処理容器の内面および/または前記処理容器の内部に設けられた部材の表面に塗布し、焼成することにより形成されたものであることを特徴とする基板処理方法。 - 前記第2工程は、前記処理容器内の温度を一定に保持して行われることを特徴とする請求項9に記載の基板処理方法。
- 前記処理容器内は、80℃〜120℃の範囲内の一定温度に保持されることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の基板処理方法。
- 前記第2工程は、前記処理容器内を所定の陽圧に保持して行われることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記処理容器内の圧力を、外気圧よりも0.05MPa〜0.1MPa高く保持することを特徴とする請求項12に記載の基板処理方法。
- 前記第2の工程は、前記水蒸気と前記オゾン含有ガスの混合ガスにより前記レジスト膜を変性させることを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載の基板処理方法。
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