JP3976088B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等(以下、単に基板と称する)をオゾンにより表面処理する基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置としては、例えば、気体としてのオゾンを純水に溶解させたオゾン水を、オゾン水製造ユニットで製造して処理槽に供給し、この処理槽内のオゾン水中に基板としてのウエハを浸漬させてこのウエハにオゾン水処理を施し、ウエハ表面上のフォトレジスト(以下、適宜にレジストと呼ぶ)などの有機物を剥離させるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来例装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、オゾン水製造ユニットで製造したオゾン水を処理槽に供給する場合には、オゾンの分解により、処理槽への供給ライン中にオゾン水の溶存オゾン濃度が低下し、オゾン水のユースポイントである処理槽では十分な溶存オゾン濃度が得られず、ウエハ表面上のレジストを剥離するレジスト剥離速度は遅く、スループットが低くなるという問題がある。
【0004】
また、前述したようにウエハを処理槽内のオゾン水中に浸漬させて処理する場合、レジスト剥離速度を速くするためには、ウエハ表面のレジスト上の反応を支配している境膜を薄くする必要があり、そのためにウエハ近傍のオゾン水の流速を上げなければならない。そこで、供給される純水中にオゾンを溶解させてオゾン水を製造する溶解モジュールを使用し、この溶解モジュールに供給する純水の供給量を増加することで、ウエハ近傍の流速を上げることが考えられるが、この場合には、単位時間当たりの純水の供給量と溶存オゾン濃度とは相反する関係にあるため、純水の供給量を増加すると溶存オゾン濃度が低下することになる。その結果、レジスト剥離速度は遅く、スループットが低くなるという問題がある。
【0005】
また、レジスト剥離速度を上げるためには、ウエハ温度を上げると効果的であるが、ウエハの温度のみを上げることはできず、オゾン水の温度も上げることになり、オゾン水の温度が上がるとこのオゾン水の溶存オゾン濃度が低下することになるため、ウエハ温度を上げて高濃度のオゾン水と反応させることはできない。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができる基板処理装置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】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
【0008】
(削除)
【0009】
(削除)
【0010】
請求項1に記載の基板処理装置は、基板を表面処理する処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部は、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、前記基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段とを備え、前記基板液膜形成手 段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、前記処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、前記処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、前記基板表面処理手段は、前記基板回転手段により前記処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理することを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項2に記載の基板処理装置は、請求項1に記載の基板処理装置において、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行うことを特徴とするものである。
【0012】
(削除)
【0013】
(削除)
【0014】
(削除)
【0015】
また、請求項3に記載の基板処理装置は、請求項2に記載の基板処理装置において、前記基板回転手段は、前記処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段を備え、多数の貫通孔が形成された羽根部材が前記保持手段に設けられ、基板を回転させるように前記保持手段を回転駆動することに伴って前記羽根部材を回転させて、前記羽根部材の回転作用によって前記処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させることを特徴とするものである。
【0016】
また、請求項4に記載の基板処理装置は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理部は、気体としてのオゾンを前記基板表面処理手段に供給する経路にこのオゾンを昇温するための加熱手段を備えていることを特徴とするものである。
【0017】
また、請求項5に記載の基板処理装置は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板液膜形成手段から排出された処理液を前記基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させる循環手段を備えていることを特徴とするものである。
【0018】
また、請求項6に記載の基板処理装置は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させる処理液昇温手段を備えていることを特徴とするものである。
【0019】
また、請求項7に記載の基板処理装置は、請求項1から請求項6のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理部は、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えていることを特徴とするものである。
【0020】
また、請求項8に記載の基板処理装置は、請求項1から請求項7のいずれかに記載の基板処理装置において、基板をオゾン雰囲気中で作用させる前記処理部の壁面を所定温度に昇温する壁面昇温手段を備えていることを特徴とするものである。
【0021】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
第1工程では、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する。第2工程では、第1工程により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板表面上に液膜を形成するので、この液膜の内部で基板表面の極めて薄い層流の部分である、基板表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、処理液の温度よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内に昇温させた気体としてのオゾンをこの基板に作用させているので、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が促進され、溶存オゾン濃度が高められる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。
【0022】
(削除)
【0023】
(削除)
【0024】
請求項1に記載の発明によれば、基板液膜形成手段は、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する。基板表面処理手段は、基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板表面上に液膜を形成するので、この液膜の内部で基板表面の極めて薄い層流の部分である、基板表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、処理液の温度よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内に昇温させた気体としてのオゾンをこの基板に作用させているので、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が促進され、溶存オゾン濃度が高められる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。また、基板液膜形成手段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、この処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備えている。基板表面処理手段は、基板回転手段により処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板の一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【0025】
また、請求項2に記載の発明によれば、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行っている。したがって、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とが同時に行われることによって、オゾンによる基板表面の処理時間を、基板上への液膜形成が完了した後にこの基板にオゾンを作用させる場合に比べて短縮できる。
【0026】
(削除)
【0027】
(削除)
【0028】
(削除)
【0029】
また、請求項3に記載の発明によれば、基板回転手段は、処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段と、保持手段に設けられて、多数の貫通孔が形成された羽根部材とを備えている。基板回転手段は、基板を回転させるように保持手段を回転駆動することに伴って羽根部材を回転させて、この羽根部材の回転作用によって処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させる。したがって、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応が起こり、すなわち、基板が処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【0030】
また、請求項4に記載の発明によれば、加熱手段は、気体としてのオゾンを昇温して基板表面処理手段に供給するので、基板に作用させる昇温したオゾンを好適に供給でき、昇温されたオゾンによって基板表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。
【0031】
また、請求項5に記載の発明によれば、循環手段は、基板液膜形成手段から排出された処理液を基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【0032】
また、請求項6に記載の発明によれば、処理液昇温手段は、基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温する。したがって、昇温された処理液によって基板の温度を上昇させることができ、基板の昇温によってこの基板のオゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【0033】
また、請求項7に記載の発明によれば、処理部は、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えている。したがって、基板上への液膜形成とオゾンによる表面処理とを大気圧よりも高い加圧下で行うことで、基板表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができる。
【0034】
また、請求項8に記載の発明によれば、壁面昇温手段は、基板をオゾン雰囲気中で作用させる処理部におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温する。したがって、処理部に供給されたオゾンが、この処理部の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。以下に説明する本発明の実施例に係る基板処理装置は、表面上に処理液(例えば純水)による液膜を形成させたウエハなどの基板に、気体としてのオゾンO3(以下、適宜にオゾンガスと呼ぶ)を作用させて、この基板を表面処理するものである。
【0036】
〈第1実施例〉
本発明の第1実施例に係る基板処理装置について、図1〜図5を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図であり、図2は、本発明の第1実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す外観斜視図であり、図3は、本発明の第1実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す縦断面図であり、図4(a)は処理槽内の回転ドラムの概略側面図であり、図4(b)は図4(a)に示した回転ドラムの保持桿に設けられたフィンの概略正面図であり、図5は、本発明の第1実施例に係る基板処理装置の各動作の流れを説明するためのタイムチャートである。
【0037】
この基板処理装置は、図1に示すように、大きく分けて、基板Wの表面に処理液としての純水を接触させて純水による液膜を形成するとともに、表面上に液膜が形成された基板Wに、純水よりも高い所定温度の気体としてのオゾン(オゾンガス)を作用させてこの基板Wを表面処理(例えば、基板Wの表面上のレジストなどの有機物を剥離させる処理)するための処理槽1と、この処理槽1に純水などの処理液や純水に所定の薬液を混合させた混合液などを供給するための液供給系2と、この処理槽1から処理液や混合液を排出する排液系3と、この処理槽1にオゾンガスを供給するためのオゾンガス供給系4と、この処理槽1からオゾンガスを排出する排気系5とを備えている。
【0038】
なお、この基板処理装置は、上述したように、基板Wが収容された処理槽1にオゾンガスを供給して基板Wの表面上の有機物を剥離させる「第1処理」の他に、例えば、処理槽1に混合液を供給して混合液によって基板Wを混合液処理する「第2処理」や、混合液やオゾンなどによる基板Wの処理後に純水のみを処理槽1に供給して基板Wを洗浄処理する「第3処理」や、処理槽1に窒素ガスなどの不活性ガスを供給して基板Wを乾燥処理する「第4処理」などの機能を備えており、この第1〜第4処理などを所定の順に、あるいは、この第1〜第4処理などから選択された処理を適宜に実行できる装置である。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【0039】
液供給系2は、純水のみを処理槽1に供給したり、純水に所定の薬液を混合させた混合液を処理槽1に供給するものである。液供給系2は、純水供給源からの純水をインラインミキシングバルブ11に導入するための純水導入管12と、インラインミキシングバルブ11からの純水や混合液などを処理槽1に導入するための共通導入管13とを備えている。
【0040】
なお、インラインミキシングバルブ11は、純水に所定の薬液を混合させて混合液を生成し、この混合液を処理槽1へ供給するためのものである。インラインミキシングバルブ11には、各薬液の供給管15a〜15dが接続されており、薬液のインラインミキシングバルブ11への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁16a〜16dが、供給管15a〜15dに設けられている。純水導入管12には、純水の処理槽1への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁14と、与えられる空気圧(パイロット圧)に応じて二次側(インラインミキシングバルブ11側)の純水の圧力を調整する圧力調整器17とが備えられている。
【0041】
オゾンガス供給系4は、後述の昇温された純水(最高沸点以下=例えば100℃以下)よりも高く、例えば200℃以下の範囲内の所定温度にまでオゾンガスを昇温し、この昇温したオゾンガスを処理槽1に供給するものである。オゾンガス供給系4は、オゾンガス供給源からのオゾンガスをヒータ51に導入するためのオゾンガス導入管52と、このヒータ51からのオゾンガスや後述する窒素ガス(N2)などを処理槽1に導入するための共通導入ガス管53とを備えている。なお、ヒータ51は、オゾンガスを昇温するためのものである。
【0042】
オゾンガス導入管52には、オゾンガスの処理槽1への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁54が備えられている。また、窒素ガス供給源からの窒素ガスをヒータ51に導入するための窒素ガス導入管55が、オゾンガス導入管52におけるヒータ51と開閉弁54との間に分岐接続されている。
【0043】
窒素ガス導入管55には、窒素ガスの処理槽1への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁56が備えられている。例えば、基板Wの表面上のレジストを剥離除去しようとする場合は、オゾンガスの温度を、昇温された純水の温度(最高沸点以下=例えば100℃以下)よりも高く、200℃以下の範囲内の所定温度に昇温することが好適である。なお、上述したヒータ51が本発明における加熱手段に相当する。
【0044】
処理槽1は、図1〜図3に示すように、槽内が空洞である円筒状に形成されたものであり、複数枚の基板Wを起立姿勢にして各基板W間の間隔を空けた状態で槽内に収納可能で、なおかつ、液供給系2からの純水や混合液などがその槽内に供給されるようになっており、液供給系2から処理槽1内に供給された純水中に基板Wを接触させて、その接触箇所を純水中から取り出すことで、この基板Wの表面上に純水による液膜を形成し、液膜が形成された基板Wにオゾンガスを作用させて、この基板Wに表面処理が施される。
【0045】
処理槽1の底部には、図1〜図3に示すように、液供給系2の共通導入管13に連通された液注入管21が取り付けられている。液注入管21は、内部が空洞である円筒形状のものであり、その両端部は閉塞されており、円弧状の側面に多数の液噴出孔22が並設されており、これらの液噴出孔22が並設されている箇所とは別の側面に液注入孔23が形成されており、この液注入孔23から導入される処理液としての純水や、あるいは純水に所定の薬液を混合させた混合液が各液噴出孔22から処理槽1内へ噴出される。各液噴出孔22が処理槽1内に臨むように液注入管21は処理槽1に取り付けられ、液注入管21の各液噴出孔22から処理槽1内に純水などが供給される。
【0046】
処理槽1の側部には、図1に示すように、処理槽1の底部の液注入管21から槽内に供給された純水など(純水のみ、純水にオゾンガスが溶解した後述するオゾン水、あるいは、混合液などがある)を処理槽1内に所定量だけ収容するように、処理槽1内に供給された余分な純水などを処理槽1外に排出させるための処理液排出口24が備えられている。この処理液排出口24は、例えば、処理槽1の内部に起立姿勢で収納されて周方向(図1に矢印で示す方向a)に回転可能状態である基板Wの中心付近あるいはそれよりやや上方位置に純水などの液面が位置するように、処理槽1の側部に配置されている。この処理液排出口24には、第1排出管25が接続されている。
【0047】
排液系3は、処理槽1からの余分の純水などを排出するための第1排出管25の他に、処理槽1内に供給された純水などを全て排出するための第2排出管26を備えている。この第2排出管26には、処理槽1内の純水などの排出とその停止とを切り換えるための開閉弁27が備えられている。
【0048】
さらに、処理槽1の上部には、図1〜図3に示すように、オゾンガス供給系4の共通導入ガス管53に連通されたガス注入管57が取り付けられている。ガス注入管57は、内部が空洞である円筒形状のものであり、その両端部は閉塞されており、円弧状の側面に多数のガス噴出孔58が並設されており、これらのガス噴出孔58が並設されている箇所とは別の側面にガス導入孔59が形成されており、このガス導入孔59から導入されるオゾンガスやあるいは窒素ガスがガス噴出孔58から噴出される。各ガス噴出孔58が処理槽1内に臨むようにガス注入管57は処理槽1に取り付けられ、ガス注入管57の各ガス噴出孔58から処理槽1内にオゾンガスなどが供給される。
【0049】
排気系5は、処理槽1内のオゾンガスや窒素ガスを排出するためのガス排出管61を備えている。このガス排出管61には、処理槽1内のオゾンガスや窒素ガスの排出とその停止とを切り換えるための開閉弁62が備えられている。
【0050】
また、処理槽1には、複数枚の基板Wを起立姿勢にして各基板W間の間隔を空けて並べた状態で処理槽1内に収納保持し(図2参照)、なおかつ、保持されたこれらの基板Wをこの基板Wの周方向(図1に矢印で示す方向a)に回転させる基板回転保持機構31が備えられている。
【0051】
基板回転保持機構31は、図3に示すように、複数枚の基板Wを起立姿勢で各基板W間の間隔を空けて並べた状態で保持するための回転ドラム32を備えている。この回転ドラム32は、水平方向(円筒形状の処理槽1の中心軸方向)に向く回転軸33により回転可能に支持されている。回転ドラム32は、一対の回転板34が複数本(例えば、3本)の保持桿35により連結されている。また、複数本の保持桿35のうちの1つの保持桿35aが基板Wの処理槽1内への搬入出のために回動可能となっている。
【0052】
処理槽1の側方には、ベルト36を介して回転軸33を回転させるためのモータ37と、保持桿35aを回動させる操作軸38を駆動する保持駆動源39とを備えた回転駆動部40が設けられている。回転軸33は、対向する処理槽1の側壁に設けられた軸受41により回転自在に支持されている。軸受41による回転軸33の支持箇所は、ラビリンスパッキン42により、液及びガスの漏れがないように処理槽1内部と外部とが完全に隔離されている。なお、回転ドラム32は、モータ37により、例えば30rpm程度で回転する。すなわち、複数枚の基板Wは、その周方向(図1に矢印で示す方向a)に30rpm程度で回転することになる。なお、上述した基板回転保持機構31が本発明における基板回転手段に相当し、回転ドラム32が本発明における保持手段に相当する。
【0053】
さらに、回転ドラム32の各保持桿35,35aには、図3,4に示すように、多数の貫通孔6が形成された羽根部材としてのフィン7が備えられている。このフィン7は、例えば、多数の貫通孔6が形成された平板形状の板部材のものであり、回転ドラム32の外側に向かって放射状に垂設されている。基板回転保持機構31は、基板Wを方向aに回転させるように回転ドラム32を回転駆動することに伴ってフィン7を同一の方向aに回転させて、このフィン7の回転作用によって処理槽1内の純水中にオゾンを溶解させる。なお、このフィン7は、回転作用によって純水にオゾンを溶解させるものであれば種々の形態のものを採用できる。例えば、このフィン7の形状は平板に限定されるものではなく曲板や種々の形状のものを採用したり、フィン7の多数の貫通孔6として網の目ような格子状の隙間の部分を採用したり、フィン7を回転ドラム32の回転軸周りの方向に傾斜させて各保持桿35,35aに取り付けても良い。
【0054】
さらに、この基板処理装置には、図1に示すように、循環系71が備えられている。この循環系71は、処理槽1から排出された処理液(純水のみ、処理槽1内でのオゾンガス処理によってこのオゾンガスが純水に溶解して生成されるオゾン水)あるいは混合液を、再び処理槽1内に戻して基板Wのレジスト剥離処理に再利用するための流路であり、一端が第1排出管25に接続されて他端が共通導入管13に接続された処理液再供給管72を備えている。
【0055】
この処理液再供給管72は、処理槽1から排出された処理液(純水あるいはオゾン水)を再び処理槽1内に戻すためのポンプ73と、処理槽1からの処理液を所定の温度(最高沸点以下の温度=例えば、100℃以下)に昇温する例えばインラインヒータのような処理液昇温部74と、処理槽1から排出された処理液中の不純物を濾過するためのフィルタ75と、昇温されて不純物除去された処理液の処理槽1への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁76とを備えている。なお、上述した循環系71が本発明における循環手段に相当し、上述した処理液昇温部74が本発明における処理液昇温手段に相当する。
【0056】
このように、図1,3に示すように、処理槽1は、純水が供給されて所定量の純水を収容しており、基板回転保持機構31は、複数枚の基板Wを起立姿勢で保持する回転ドラム32を、周方向(図1に矢印で示す方向a)に回転させることで、処理槽1内の純水中に基板Wの一部を浸漬させた状態で基板Wを回転させ、基板Wの純水浸漬箇所を変更させて、基板Wの全面にわたって純水の液膜を形成する。このことから、処理槽1と液供給系2と基板回転保持機構31とにおける、基板Wを処理槽1内の純水中に接触させてから取り出すことで基板Wの表面上に純水による液膜を形成するための機能構成部分が、本発明における基板液膜形成手段に相当する。また、オゾンガス供給系4は、昇温された純水(最高沸点以下=例えば100℃以下)よりも高く、例えば200℃以下の範囲内の所定温度にまでオゾンガスを昇温して、この昇温したオゾンガスを処理槽1に供給し、処理槽1は純水の液膜が形成された基板Wに、上記の昇温したオゾンガスを作用させることから、処理槽1とオゾンガス供給系4とが本発明における基板表面処理手段に相当する。なお、上述した処理槽1と液供給系2とオゾンガス供給系4と基板回転保持機構31とを含めたものが本発明における処理部に相当する。
【0057】
また、上述した液供給系2のうちの純水導入管12や開閉弁14などの純水供給ラインと、共用に係る共通導入管13や処理槽1などと、排液系3とによって、オゾンガスや混合液などにより処理された基板Wに対して純水(洗浄液)を供給して基板Wの表面を水洗(洗浄)処理するための洗浄処理部が構成されている。
【0058】
次に上記のように構成された基板処理装置の基板処理動作について、図5のタイムチャートを参照しながら説明する。
【0059】
まず、処理槽1のカバー(図示省略)を開けた状態にして、オゾンガスによるレジスト剥離処理をしようとする複数の基板Wを、処理槽1内にセットする(図5に示す時刻t1でセット完了)。具体的には、図3に示すように、保持駆動源39は、操作軸38を駆動し、この操作軸38の駆動により1つの保持桿35aが回動されて退避され、基板Wが処理槽1内へ搬入される。例えば基板搬入ロボット(図示省略)などにより、起立姿勢で各基板W間の間隔を空けた状態にある複数の基板Wを、処理槽1の内部の回転ドラム32に収容する。回転ドラム32に複数の基板Wが収容保持されると、処理槽1のカバー(図示省略)を閉じた状態にする(図5に示す時刻t2でカバー閉完了)。
【0060】
次に、時刻t2にて基板Wの回転を開始する。具体的には、図3に示すように、モータ37を回転させることで回転軸33が回転し、回転軸33の回転に伴って回転ドラム32が回転する。回転ドラム32は、例えば30rpm程度で回転する。すなわち、複数枚の基板Wは、その周方向(図1に矢印で示す方向a)に30rpm程度で回転することになる。また、回転ドラム32の回転と同時に、すなわち、時刻t2にて、液供給系2による処理槽1内への純水の供給も開始される。具体的には、純水導入管12の開閉弁14を開いて、純水供給源からの純水をインラインミキシングバルブ11に供給して、共通導入管13と液注入管21と介して処理槽1内に供給される。なおこの時点における、処理槽1内に供給される純水の温度は、例えば、常温(25℃程度)である。
【0061】
次に、処理槽1内に所定量の純水が供給され、処理槽1内に供給された余分な純水が処理液排出口24から槽外に排出される。そして、図5に示すように純水定量レベルに到達する(時刻t3)と、処理液再供給管72の開閉弁76を開き、循環系71のポンプ73を動作させて、処理槽1の処理液排出口24から排出された純水を、処理液再供給管72を介して再び処理槽1に供給させるように循環させるとともに、処理液昇温部74による純水の昇温を開始する。処理液昇温部74による昇温により、純水の温度は、常温(例えば25℃)よりも高く、最高沸点以下(例えば100℃以下)の範囲内の所定温度(例えば100℃を僅かに下回る程度)にまで昇温される。
【0062】
さらに、この純水定量レベルに到達時(図5に示す時刻t3)には、オゾンガス供給系4による、純水よりも高い所定温度に昇温させたオゾンガスの処理槽1内への供給も開始される。ヒータ51による昇温により、オゾンガスは、昇温された純水(例えば100℃を僅かに下回る程度)よりも高く、例えば200℃以下の範囲内の所定温度にまで昇温される。なお、上述の純水定量レベルへの到達および基板Wの回転によって、基板Wの表面上における液面から取り出された箇所には純水による液膜が形成されており、このように液膜が形成された基板Wに対して、オゾンガスによる基板Wのレジスト剥離処理が開始されることになる。
【0063】
すなわち、基板Wの表面上に純水を接触させて純水による液膜を形成する第1工程と、この第1工程により表面上に液膜が形成された基板Wに、純水よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Wを表面処理する第2工程とが同時に行われることになる。具体的には、図1,図3に示すように、基板Wは、その下半分が液面下にあって、この液中に下半分が浸漬された状態で方向aに回転しており、基板Wの液面下の浸漬箇所が基板Wの回転によって液中から取り出されることになり、この基板Wの上半分には液膜が形成される第1工程が行われており、さらに、この第1工程が行われている状態でオゾンガスが供給されているので、この液膜が形成された基板Wの上半分に対して、純水よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Wを表面処理する第2工程が行われている。
【0064】
ここで、液膜が形成された基板Wの上半分に対してオゾンガスを作用させることについて、図6を用いて説明する。図6(a)は基板Wの液面から出た直後のその箇所の表面形状を示す模式図であり、図6(b)は基板Wの回転によって(a)に示した箇所が液面から離れた時点でのその箇所の表面形状を示す模式図であり、図6(c)は(a)に示した箇所が液面下に入る直前のその箇所の表面形状を示す模式図である。
【0065】
図6(a)に示すように、基板Wの液面から出た直後のその箇所の表面形状は、例えば、基板Wの表面上のレジストR上に、処理液(純水あるいは後述のオゾン水)からなる液膜LFが形成されている。そして、この液膜LFが形成された基板Wに対して、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを供給することで、蒸発により液膜LFを薄くさせながらこの液膜LF中にオゾンガスを溶解させることができ、レジストRとの反応が起こる界面へのオゾンガスの移動が容易となり効率的に反応させることができる。例えば、図6(b)に示すように、基板Wの回転によって図6(a)に示した箇所が液面から離れた時点でのその箇所の表面形状は、次のようになっている。図6(b)に示した液膜LFは、図6(a)の液膜LFよりも薄くなっており、図6(b)に示したレジストRは、液膜LFの溶解したオゾンによって剥離されて、図6(a)のレジストRよりも薄くなっている。
【0066】
さらに、図6(c)に示すように、図6(a)に示した箇所が液面下に入る直前のその箇所の表面形状は、次のようになっている。図6(c)に示した液膜LFは、図6(b)の液膜LFよりもさらに薄くなっており、図6(c)に示したレジストRは、液膜LFの溶解したオゾンによってさらに剥離されて、図6(b)のレジストRよりもさらに薄くなっている。
【0067】
ところで、オゾンガス供給系4による処理槽1へのオゾンガスの供給は、基板Wの全面にわたって十分にレジストが剥離処理されるように、基板Wの処理レートに合わせて設定されたオゾンガス供給時間の間だけ行われる。また、図5に示すように、オゾンガス供給系4による処理槽1へのオゾンガスの供給が行われている間は、基板Wの回転と、処理槽1内への処理液(循環開始時は純水であるが、その後の時間経過に従ってオゾン水となる)の循環および昇温との両方ともが継続して行われる。上述したように図3に示した回転ドラム32は、処理槽1内の純水中に約半分が浸漬した状態で回転駆動され、この回転ドラム32には、多数の貫通孔6を有するフィン7が備えられている。
【0068】
回転ドラム32の回転に伴ってこのフィン7もこの回転ドラム32と同一方向(方向a)に回転することから、この回転作用によってオゾンガスが積極的に純水中に溶解させられるようになっている。したがって、循環開始時は、循環系71により純水が処理槽1に循環されることになるが、その開始時以降は、処理槽1内に供給されたオゾンガスを処理槽1内の純水中に積極的に溶解させてオゾン水を生成するようにしていることから、循環系71によりオゾン水が処理槽1に循環されることになる。その結果、オゾン水への浸漬中においてもオゾン水中のオゾンとの反応が起こり、基板Wがオゾン水に浸漬している箇所もこのオゾン水中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。このように、処理槽1内に供給されるオゾンガスは、基板Wの表面上の液膜中および昇温された純水中にも溶解し、レジストの反応が、液面から引き上げられた基板Wの浸漬以外の箇所と、昇温された純水中にオゾンガスが溶解されることで生成されたオゾン水中への基板Wの浸漬箇所との両方で起こる。
【0069】
また、昇温されたオゾン水を処理槽1に供給することで、この昇温されたオゾン水を基板Wに接触させて基板Wの温度を昇温させることができ、基板Wの昇温によりオゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上できる。
【0070】
オゾンガス供給系4によるオゾンガス供給が上述の設定されたオゾンガス供給時間の間だけ行われると、オゾンガス供給系4によるオゾンガス供給を停止し(図5に示す時刻t4)、処理槽1内のオゾンガスおよび処理液(オゾン水)を槽外に排出するために、処理槽1内への窒素ガスの供給を開始するとともに、処理槽1内への純水の供給を開始して純水による洗浄(水洗)処理を行う。具体的には、オゾンガス導入管52の開閉弁54を閉じてオゾンガス供給源からのオゾンガスの処理槽1への供給を停止し、窒素ガス導入管55の開閉弁54を開いて、窒素ガス供給源からの窒素ガスを処理槽1内に導入して、この処理槽1内からオゾンガスを排出する。なお、基板Wの回転は継続して行われている。
【0071】
なおこのとき、ヒータ51によって昇温させた窒素ガスを処理槽1内に供給するようにしても良いが、ここでは、例えばヒータ51の昇温動作を停止させており、処理槽1への窒素ガスの昇温は行わないこととしている。この処理槽1内への窒素ガスの供給とともに、以下のような純水供給を行う。循環系71による循環を停止させ、純水導入管12の開閉弁14を開いてインラインミキシングバルブ11への純水の供給を開始し、第2排出管26の開閉弁27を開いて処理槽1内のオゾン水を処理槽1外に廃液しながら処理槽1内に純水を供給することで、処理槽1内をオゾン水から純水に置換して、基板Wの表面を純水によって水洗処理する。
【0072】
そして、基板Wの洗浄が終了すると、基板Wの回転を停止し(図5に示す時刻t5)、純水導入管12の開閉弁14を閉じて処理槽1内への純水の供給を停止し、開閉弁27は開かれたままなので処理槽1内の純水は廃液される。純水の廃液の際には、基板Wの回転を停止させているので、純水が四方に飛散することがなく、廃液が円滑に行われる。処理槽1内の純水の廃液が終了すると、処理槽1のカバー(図示省略)を開けた状態にして、処理済みの複数の基板Wを処理槽1内から搬出して(図5に示す時刻t6にて搬出完了)、次工程に搬送する。具体的には、図3に示した保持駆動源39は、操作軸38を駆動し、この操作軸38の駆動により1つの保持桿35aが回動されて退避され、基板Wの処理槽1からの搬出が可能になる。基板搬出ロボット(図示省略)により、処理済みの複数の基板Wを、起立姿勢で各基板W間の間隔を空けた状態で、処理槽1の内部の回転ドラム32から搬出して、次工程に搬送する。なお、上記の洗浄処理後であって基板Wの搬出の前に、純水の供給を停止して純水を槽外に排出した状態で、処理槽1内の回転中の基板Wに対して窒素ガスのみを供給するようにして、基板Wをスピン乾燥させるようにしても良い。
【0073】
以上説明した第1実施例に係る基板処理装置によれば、基板Wの表面上に処理液(純水あるいはオゾン水)を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段(処理槽1の一部と液供給系2と基板回転保持機構31とを備える)と、この基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板Wに、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Wを表面処理する基板表面処理手段(処理槽1の一部とオゾンガス供給系4とを備える)とを備えているので、第1,第2工程を行うことができ、基板Wの表面上に純水あるいはオゾン水による液膜を形成することで、この液膜の内部で基板Wの表面の極めて薄い層流の部分である、基板Wの表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を薄くする制御ができ、処理液の温度よりも高い所定温度に昇温させたオゾンガスをこの基板Wに作用させていることで、基板Wの表面の境膜へのオゾンの溶解を促進することができ、溶存オゾン濃度を高めることができる。
【0074】
また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができ、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。
【0075】
また、基板W上への液膜形成と、基板Wへのオゾンガスの作用とを処理槽1内で同時に行えるようにしているので、第1,第2工程を同時に行うことができ、基板W上への液膜形成が完了した後にこの基板Wにオゾンを作用させる場合に比べて、オゾンによる基板Wの表面の処理時間をさらに短縮でき、さらに高スループットを図ることができる。
【0076】
また、基板Wを処理液に浸漬させてから処理液から取り出すことで、基板Wの表面上に液膜を形成するので、基板Wの表面上に好適に液膜を形成できる。
【0077】
また、処理槽1は、基板Wの一部分に処理液を接触させた状態でこの基板Wを回転させて、基板Wの処理液接触箇所を回転とともに変更させることで、基板Wの全面にわたって液膜を形成し、液膜が形成されて回転される基板Wに、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Wを表面処理するように構成されているので、基板W上への液膜形成とこの基板Wへのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板Wの表面の処理時間を短縮できる。
【0078】
具体的には、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽1と、基板Wの処理液浸漬箇所を変更させて、基板Wの全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽1内の処理液中に基板Wの一部を浸漬させた状態で基板Wを回転させる基板回転保持機構31とを備え、この処理槽1は、基板回転保持機構31により処理槽1内で回転される基板Wのうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Wを表面処理するので、基板Wの一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板W上への液膜形成とこの基板Wへのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【0079】
また、処理槽1内において基板Wを所定の姿勢状態に保持する回転ドラム32と、この回転ドラム32に設けられて、多数の貫通孔6が形成されたフィン7とを備え、基板回転保持機構31は、基板Wを回転させるように回転ドラム32を回転駆動することに伴ってフィン7を回転させて、このフィン7の回転作用によって処理槽1内の処理液中にオゾンを溶解させるので、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応を起すことができ、基板Wが処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上させることができる。
【0080】
また、ヒータ51により、オゾンガスを昇温してガス導入管57の各ガス噴出孔58から処理槽1に供給するので、基板Wに作用させる昇温したオゾンガスを好適に供給でき、昇温されたオゾンガスによって基板Wの表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板Wの表面処理の反応速度を上げることができる。
【0081】
また、循環系71は、処理槽1から排出された処理液を処理槽1に戻して基板Wの表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【0082】
また、処理液昇温部74は、処理液を所定の温度に昇温させて処理槽1に供給するので、昇温された処理液によって基板Wの温度を上昇させることができ、基板Wの昇温によってこの基板Wのオゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【0083】
〈第2実施例〉
次に、本発明の第2実施例に係る基板処理装置について、図7を参照して説明する。図7は、本発明の第2実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の第2実施例に係る基板処理装置は、図7に示す加圧部81以外については、上述した第1実施例と同じ構成であり、上述した第1実施例と同じ構成のものには同符号を付している。なお、この第2実施例では、加圧部81以外についての構成の詳細な説明は省略する。
【0084】
図7に示すように、加圧部81は、処理槽1内における、基板W上への液膜形成と基板Wへのオゾンガスの作用とを、大気圧(=0.1メガパスカル〔MPa〕)よりも高い所定の加圧下(最大オゾンガス圧までの加圧下)で処理を行うためのものであり、前述の第1実施例の排気系5の開閉弁62に替えて、処理槽1内の圧力を調整するための圧力調整バルブ82を設けている。この加圧部81は、オゾンガス供給系4による処理槽1内へのオゾンガス供給時に圧力調整バルブ82からの排気量を絞るようにすることで、処理槽1内の圧力を、大気圧よりも高い最大オゾンガス圧(例えば、0.3メガパスカル〔MPa〕や0.5メガパスカル〔MPa〕などのガス圧)にすることができる。なお、この加圧部81による加圧は、例えば、図5に示すタイムチャートにおける時刻t3〜t4までの間において行われる。なお、上述した加圧部81が本発明における加圧手段に相当する。
【0085】
以上説明した第2実施例に係る基板処理装置によれば、処理槽1内における、基板W上への液膜形成および基板Wへのオゾンガスの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧部81を備えているので、基板W上への液膜形成とオゾンによる表面処理とを大気圧よりも高い加圧下で行うことができ、溶存オゾン濃度や純水等の溶液の沸点を上げることができ、基板Wの表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができる。
【0086】
〈第3実施例〉
次に、本発明の第3実施例に係る基板処理装置について、図8を参照して説明する。図8は、本発明の第3実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の第3実施例に係る基板処理装置は、図8に示す処理槽壁面昇温部91を設けている以外については、上述した第1実施例と同じ構成であり、上述した第1実施例と同じ構成のものには同符号を付している。なお、この第3実施例では、処理槽壁面昇温部91以外についての構成の詳細な説明は省略する。
【0087】
図8に示すように、処理槽壁面昇温部91は、基板Wをオゾン雰囲気中で作用させる処理槽1におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温するものであり、例えば処理槽1の上半分側に設けられている。この処理槽壁面昇温部91は、処理槽1の上半分側の円弧状の側壁に、水平方向(円筒形状の処理槽1の中心軸方向)に向くように複数本(例えば10本)並設されたハロゲンランプ92を備えている。これらのハロゲンランプ92は、処理槽1の上半分側の円弧状の側壁に対して光を照射し、処理槽1におけるオゾンの接触する壁面を、光照射によって所定温度に昇温する。なお、これらのハロゲンランプ92による処理槽1の上述の壁面の昇温は、例えば、第1実施例で説明した図5に示すタイムチャートにおける時刻t2〜t4までの間において行われる。この第3実施例では、処理槽壁面昇温部91として、ハロゲンランプ92を採用しているが、ヒータなどを採用しても良い。なお、上述した処理槽壁面昇温部91が本発明における壁面昇温手段に相当する。
【0088】
以上説明した第3実施例に係る基板処理装置によれば、、基板Wをオゾン雰囲気中で作用させる処理槽1におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温する処理槽壁面昇温部91を備えているので、処理槽1に供給されたオゾンが、この処理槽1の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板Wの表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【0089】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
<変形例>
(1)上述した各実施例では、処理槽1に純水を供給することで基板Wの表面に純水による液膜を形成し、この液膜が形成された基板Wにオゾンガスを作用させて基板Wを表面処理しているが、処理槽1に供給する純水に、pH(水素イオン指数)を下げる溶液(例えば塩酸や酢酸など)を添加して、純水のpHを下げることで、純水へのオゾンの溶解度を上げるようにしても良い。
【0090】
(2)上述した各実施例では、オゾンガスによる基板Wの表面処理に際して、昇温させた処理液(純水あるいはオゾン水)を処理槽1に供給して、基板Wの昇温を図っているが、処理液を昇温せずに、例えば常温:25℃程度の処理液を処理槽1に供給しても良い。この場合は、基板Wの温度を昇温させることによる反応速度の向上という効果が得られない以外は、前述の各実施例と同様の効果を有する。
【0091】
(3)上述した各実施例では、1個のガス注入管57により処理槽1内にオゾンガスを供給するようにしているが、複数個のガス注入管57を処理槽1の上部に配設し、これらのガス注入管57により処理槽1内にオゾンガスを供給するようにしても良い。また、1個の液注入管21により処理槽1内に処理液(純水など)を供給するようにしているが、複数個の液注入管21を処理槽1の底部に配設し、これらの液注入管21により処理槽1内に処理液を供給するようにしても良い。
【0092】
(4)上述した各実施例では、循環系71を用いることで処理槽1から排出された処理液を再び処理槽1に供給することで処理液を再利用するようにしているが、特に必要なければこの循環系71を設けなくても良い。
【0093】
(5)上述した各実施例では、第1工程と第2工程とを同時に行っているが、第1工程後に第2工程を行う、あるいは、第1工程後に第2工程を行うことを所定回数にわたって繰り返し行うようにしても良い。第1工程後に第2工程を行う構成としては次のようなものがある。例えば、図9に示すように、処理槽1内の真空チャック部101で基板Wを水平姿勢で保持し、処理液(純水など)を吐出するノズル102を例えば水平移動させて、基板Wの表面に処理液(純水など)を所定時間の間だけ供給して基板Wの表面に処理液による液膜を形成し、その後に、オゾンガス供給系4のガス注入管57により、液膜の形成された基板Wにオゾンガスを供給するようにしても良い。この動作を所定回数にわたって繰り返し行うようにしても良い。なお、真空チャック部101内に設けられたヒータ部103により基板Wの裏面を加熱して昇温することがさらに好ましい。なお、上記では、真空チャック部101を非回転とし、ノズル102を水平移動させているが、ノズル102を位置固定とし、ノズル102から処理液を基板Wに吐出し、真空チャック部101を図9に1点鎖線で示すように回転させることで、基板Wの表面に処理液による液膜を形成するようにしても良い。
【0094】
(6)上述した各実施例では、処理槽1を、回転中の基板Wの一部を処理液(純水など)に浸漬する方式のものとしているが、ノズルなどにより、回転中の基板Wに対して処理液(純水など)を供給することで、基板Wの表面に液膜を形成しながら、液膜が形成された基板Wにオゾンガスを供給するシャワー方式(非浸漬方式)のものとしても良い。なお、ノズルから供給される純水などの処理液は、所定温度に昇温された処理液として基板Wに供給して基板Wを昇温させるようにする方が好ましい。
【0095】
(7)上述した実施例では、基板Wをオゾン水のみにより表面処理しているが、レジスト等の有機物に対して反応速度の大きいOHラジカルなどの活性種を発生させるために、例えばインライミキシングバルブ11で所望の薬液(例えば、過酸化水素水など)をオゾン水に混合させて添加させたり、メガソニック(超音波)照射、UV(紫外線)照射、放射線照射などをオゾン水に付加させても良い。
【0096】
(8)上述した実施例において、オゾン水の半減期を長くするために、pHの小さい酸(塩酸、フッ酸等)などの薬液や、OHラジカルのスカベンジャー(消費物質)としての炭酸イオン(CO3 2−),重炭酸イオン(HCO3 2−)になる炭酸やカルボン酸などの薬液を、インライミキシングバルブ11でオゾン水に添加するようにしても良い。
【0097】
(9)上述した実施例では、処理槽1を複数枚の基板Wを一括して処理するバッチ処理のものとしているが、処理槽1を基板Wを1枚ずつ処理する枚葉処理のものとする場合にも適用できる。
【0098】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、この基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段とを備えているので、基板のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、基板表面の境膜へのオゾンの溶解を促進させることができ、溶存オゾン濃度を高めることができる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができる。その結果、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。また、基板液膜形成手段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、基板表面処理手段は、基板回転手段により処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理するので、基板の一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【0099】
(削除)
【0100】
(削除)
【0101】
(削除)
【0102】
また、請求項2に記載の発明によれば、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行っているので、オゾンによる基板表面の処理時間を、基板上への液膜形成が完了した後にこの基板にオゾンを作用させる場合に比べて短縮することができ、さらに高スループットを図ることができる。
【0103】
(削除)
【0104】
(削除)
【0105】
(削除)
【0106】
また、請求項3に記載の発明によれば、基板回転手段は、処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段と、保持手段に設けられて、多数の貫通孔が形成された羽根部材とを備え、基板回転手段は、基板を回転させるように保持手段を回転駆動することに伴って羽根部材を回転させて、この羽根部材の回転作用によって処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させるので、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応が起こり、すなわち、基板が処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【0107】
また、請求項4に記載の発明によれば、加熱手段は、気体としてのオゾンを昇温して基板表面処理手段に供給するので、基板に作用させる昇温したオゾンを好適に供給でき、昇温されたオゾンによって基板表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができる。
【0108】
また、請求項5に記載の発明によれば、循環手段は、基板液膜形成手段から排出された処理液を基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【0109】
また、請求項6に記載の発明によれば、処理液昇温手段は、基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させるので、昇温された処理液によって基板の温度を上昇させることができ、基板の昇温によってこの基板のオゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上させることができる。
【0110】
また、請求項7に記載の発明によれば、処理部は、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えているので、基板表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができ、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。
【0111】
また、請求項8に記載の発明によれば、壁面昇温手段は、基板をオゾン雰囲気中で作用させる処理部におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温するので、処理部に供給されたオゾンがこの処理部の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の第1実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す外観斜視図である。
【図3】 本発明の第1実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す縦断面図である。
【図4】 (a)は処理槽内の回転ドラムの概略側面図であり、(b)は(a)に示した回転ドラムの保持桿に設けられたフィンの概略正面図である。
【図5】 本発明の第1実施例に係る基板処理装置の各動作の流れを説明するためのタイムチャートである。
【図6】 (a)〜(c)は基板の任意の箇所について液面から出た直後と液面から離れたときと液面下に入る直前とのそれぞれの表面形状を示す模式図である。
【図7】 本発明の第2実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図8】 本発明の第3実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図9】 本発明の第1〜3実施例とは別の基板処理装置の要部の構成を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1 … 処理槽
2 … 液供給系
4 … オゾンガス供給系
6 … 貫通孔
7 … フィン
31 … 基板回転保持機構
32 … 回転ドラム
51 … ヒータ
71 … 循環系
74 … 処理液昇温部
81 … 加圧部
91 … 処理槽壁面昇温部
W … 基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a substrate treatment for surface-treating a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk (hereinafter simply referred to as a substrate) with ozone.ScienceRelated to the position.
[0002]
[Prior art]
As a conventional substrate processing apparatus of this type, for example, ozone water in which ozone as a gas is dissolved in pure water is manufactured by an ozone water manufacturing unit and supplied to a processing tank. There is a type in which a wafer as a substrate is immersed and subjected to ozone water treatment to peel off organic substances such as a photoresist (hereinafter referred to as a resist as appropriate) on the wafer surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional apparatus has the following problems.
That is, when ozone water produced by the ozone water production unit is supplied to the treatment tank, the ozone concentration in the supply line to the treatment tank decreases due to decomposition of ozone, There is a problem in that a sufficient dissolved ozone concentration cannot be obtained in a certain processing tank, the resist stripping speed for stripping the resist on the wafer surface is slow, and throughput is lowered.
[0004]
In addition, as described above, when the wafer is immersed in ozone water in the processing tank for processing, in order to increase the resist stripping speed, it is necessary to thin the film that governs the reaction on the resist on the wafer surface. Therefore, it is necessary to increase the flow rate of ozone water near the wafer. Therefore, it is possible to increase the flow velocity in the vicinity of the wafer by using a dissolution module that produces ozone water by dissolving ozone in the supplied pure water, and increasing the supply amount of pure water supplied to the dissolution module. In this case, since the supply amount of pure water per unit time and the dissolved ozone concentration are in a contradictory relationship, increasing the supply amount of pure water decreases the dissolved ozone concentration. As a result, there is a problem that the resist stripping rate is slow and the throughput is lowered.
[0005]
In order to increase the resist stripping speed, it is effective to raise the wafer temperature, but it is not possible to raise only the wafer temperature, and the temperature of the ozone water is also raised. Since the dissolved ozone concentration of the ozone water is lowered, the wafer temperature cannot be raised and reacted with high concentration ozone water.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is a substrate treatment capable of improving the reaction rate of substrate surface treatment with ozone.ScienceThe purpose is to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.The
[0008]
(Delete)
[0009]
(Delete)
[0010]
ContractClaim1The substrate processing apparatus according to
[0011]
Claims2The substrate processing apparatus according to claim1In the substrate processing apparatus according to
[0012]
(Delete)
[0013]
(Delete)
[0014]
(Delete)
[0015]
Claims3The substrate processing apparatus according to claim2The substrate processing apparatus according to
[0016]
Claims4The substrate processing apparatus according to claim1Claims from3In the substrate processing apparatus according to any one of the above, the processing unit includes a heating unit for heating the ozone in a path for supplying ozone as a gas to the substrate surface processing unit. Is.
[0017]
Claims5The substrate processing apparatus according to claim1Claims from4The substrate processing apparatus according to
[0018]
Claims6The substrate processing apparatus according to claim1Claims from5The substrate processing apparatus according to any one of the above, further comprising a processing liquid temperature raising means for raising the temperature of the processing liquid supplied to the substrate liquid film forming means to a predetermined temperature.
[0019]
Claims7The substrate processing apparatus according to claim1Claims from6In the substrate processing apparatus according to any one of the above, the processing unit performs a liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming unit, and an action of ozone as a gas on the substrate by the substrate surface processing unit, A pressurizing means for performing processing under a predetermined pressurization higher than the atmospheric pressure is provided.
[0020]
Claims8The substrate processing apparatus according to claim1Claims from7The substrate processing apparatus according to any one of the above, further comprising wall surface temperature raising means for raising the temperature of the wall surface of the processing section that causes the substrate to act in an ozone atmosphere to a predetermined temperature.
[0021]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
In the first step, a processing liquid is brought into contact with the surface of the substrate to form a liquid film. In the second step, ozone as a gas in a range higher than 100 ° C. and lower than 200 ° C. as a predetermined temperature range higher than that of the processing liquid acts on the substrate on which the liquid film is formed on the surface in the first step. Then, this substrate is surface-treated. Therefore, since a liquid film is formed on the surface of the substrate, the boundary film that governs the reaction with organic substances such as resist on the substrate surface, which is an extremely thin laminar part of the substrate surface, is thinned inside the liquid film. Control is possible, and ozone as a gas heated up in a range higher than 100 ° C. and lower than 200 ° C. as a predetermined temperature range higher than the temperature of the processing liquid is applied to the substrate. The dissolution of ozone in the boundary film is promoted, and the dissolved ozone concentration is increased. In addition, heat is applied to the liquid film by ozone heated higher than the treatment liquid, so that the treatment liquid can be evaporated to further thin the boundary film, and the ozone in the boundary film can be easily diffused. The reaction speed of processing increases.
[0022]
(Delete)
[0023]
(Delete)
[0024]
ContractClaim1According to the invention, the substrate liquid film forming means forms a liquid film by bringing the treatment liquid into contact with the surface of the substrate. The substrate surface processing means is a substrate having a liquid film formed on the surface thereof by the substrate liquid film forming means, as a gas in a range higher than 100 ° C. and not higher than 200 ° C. as a predetermined temperature range higher than the processing liquid. The substrate is surface treated by the action of ozone. Therefore, since a liquid film is formed on the surface of the substrate, the boundary film that governs the reaction with organic substances such as resist on the substrate surface, which is an extremely thin laminar part of the substrate surface, is thinned inside the liquid film. Control is possible, and ozone as a gas heated up in a range higher than 100 ° C. and lower than 200 ° C. as a predetermined temperature range higher than the temperature of the processing liquid is applied to the substrate. The dissolution of ozone in the boundary film is promoted, and the dissolved ozone concentration is increased. In addition, heat is applied to the liquid film by ozone heated higher than the treatment liquid, so that the treatment liquid can be evaporated to further thin the boundary film, and the ozone in the boundary film can be easily diffused. The reaction speed of processing increases.Further, the substrate liquid film forming means changes the processing liquid immersion location of the substrate while holding the substrate in an upright position in the processing tank that receives the processing liquid and stores a predetermined amount of the processing liquid. And a substrate rotating means for rotating the substrate in a state where a part of the substrate is immersed in the processing liquid in the processing tank so as to form a liquid film over the entire surface of the substrate. The substrate surface treatment means causes the substrate to rotate by applying ozone as a gas having a predetermined temperature higher than that of the treatment liquid to a place other than the treatment liquid immersion place in the substrate rotated in the treatment tank by the substrate rotation means. To process. Therefore, even if a part of the substrate is immersed in the processing liquid, it is possible to realize a configuration in which the formation of a liquid film on the substrate and the action of ozone on the substrate are performed simultaneously. Processing time can be shortened.
[0025]
Claims2According to the invention described in (4), the formation of the liquid film on the substrate by the substrate liquid film forming means and the action of ozone as a gas on the substrate by the substrate surface treatment means are simultaneously performed. Therefore, the formation of the liquid film on the substrate and the action of ozone on the substrate are performed at the same time, so that the processing time of the substrate surface by ozone can be reduced. It can be shortened compared with the case where it acts.
[0026]
(Delete)
[0027]
(Delete)
[0028]
(Delete)
[0029]
Claims3According to the invention described in (4), the substrate rotating means moves the substrate in the processing tank.StandingThe holding means for holding in the posture state and the blade member provided in the holding means and having a plurality of through holes are provided. The substrate rotating means rotates the blade member as the holding means is rotated so as to rotate the substrate, and ozone is dissolved in the processing liquid in the processing tank by the rotating action of the blade member. Accordingly, ozone can be actively dissolved in the processing liquid, and the reaction with ozone in the processing liquid occurs even during the immersion in the processing liquid, that is, the portion where the substrate is immersed in the processing liquid. It can be made to react with ozone in the treatment liquid, and the reaction rate of substrate surface treatment with ozone is further improved.
[0030]
Claims4According to the invention described in (2), since the heating means raises the ozone as a gas and supplies it to the substrate surface treatment means, it is possible to suitably supply the heated ozone that acts on the substrate. The film on the substrate surface can be thinned, the ozone in the film can be easily diffused, and the reaction rate of the substrate surface treatment with ozone is increased.
[0031]
Claims5According to the invention described in the above, the circulation means circulates the treatment liquid so that the treatment liquid discharged from the substrate liquid film formation means is returned to the substrate liquid film formation means and reused for the surface treatment of the substrate. The use efficiency of the processing liquid can be improved, and the amount of the processing liquid used can be reduced to a necessary minimum.
[0032]
Claims6According to the invention described above, the processing liquid temperature raising means raises the temperature of the processing liquid supplied to the substrate liquid film forming means to a predetermined temperature. Accordingly, the temperature of the substrate can be increased by the heated processing liquid, and the reaction rate of the substrate surface treatment with ozone of the substrate is further improved by the temperature increase of the substrate.
[0033]
Claims7According to the invention described in the above, the processing unit is configured to perform a liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming unit and an action of ozone as a gas on the substrate by the substrate surface processing unit, which is higher than the atmospheric pressure. Pressure means for performing the treatment under the above pressure. Therefore, by performing the liquid film formation on the substrate and the surface treatment with ozone under a pressure higher than atmospheric pressure, the solubility of ozone dissolved in the liquid film on the substrate surface can be further increased. The dissolved ozone concentration in the film is increased, and the reaction rate of substrate surface treatment with ozone can be further improved.
[0034]
Claims8According to the above-described invention, the wall surface temperature raising means raises the wall surface in contact with ozone in the processing unit that causes the substrate to act in an ozone atmosphere to a predetermined temperature. Therefore, the ozone supplied to the processing unit is brought into contact with the low-temperature wall surface of the processing unit, so that the temperature of ozone is reduced and the dissolution of ozone in the boundary film on the substrate surface is reduced. it can.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention described below includes ozone O3 (hereinafter referred to as ozone gas as appropriate) as a gas on a substrate such as a wafer having a liquid film formed with a processing liquid (for example, pure water) on the surface. This substrate is subjected to surface treatment.
[0036]
<First embodiment>
A substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic configuration of a processing tank of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an external perspective view, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a processing tank of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4A is an outline of a rotating drum in the processing tank. FIG. 4B is a schematic front view of fins provided on the holding rod of the rotating drum shown in FIG. 4A, and FIG. 5 is a substrate according to the first embodiment of the present invention. It is a time chart for demonstrating the flow of each operation | movement of a processing apparatus.
[0037]
As shown in FIG. 1, this substrate processing apparatus is roughly divided to bring a pure water as a processing liquid into contact with the surface of the substrate W to form a liquid film with pure water, and a liquid film is formed on the surface. In order to cause ozone (ozone gas) as a gas having a predetermined temperature higher than that of pure water to act on the substrate W, the substrate W is subjected to surface treatment (for example, treatment for removing organic substances such as a resist on the surface of the substrate W). A
[0038]
In addition, as described above, this substrate processing apparatus includes, for example, a process other than the “first process” in which ozone gas is supplied to the
[0039]
The
[0040]
The in-
[0041]
The ozone
[0042]
The ozone
[0043]
The nitrogen
[0044]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0045]
As shown in FIGS. 1 to 3, a
[0046]
As shown in FIG. 1, the side of the
[0047]
The
[0048]
Furthermore, as shown in FIGS. 1 to 3, a
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
As shown in FIG. 3, the substrate
[0052]
On the side of the
[0053]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the holding
[0054]
Further, the substrate processing apparatus is provided with a
[0055]
The treatment
[0056]
As shown in FIGS. 1 and 3, the
[0057]
In addition, the pure water supply line such as the pure
[0058]
Next, the substrate processing operation of the substrate processing apparatus configured as described above will be described with reference to the time chart of FIG.
[0059]
First, with the cover (not shown) of the
[0060]
Next, the rotation of the substrate W is started at time t2. Specifically, as shown in FIG. 3, the rotating
[0061]
Next, a predetermined amount of pure water is supplied into the
[0062]
Furthermore, when the pure water fixed level is reached (time t3 shown in FIG. 5), the ozone
[0063]
That is, the first step in which pure water is brought into contact with the surface of the substrate W to form a liquid film with pure water, and the substrate W on which the liquid film is formed on the surface by the first step is higher than pure water. The second step of surface-treating the substrate W by applying ozone gas at a predetermined temperature is performed simultaneously. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, the substrate W is rotated in the direction a in a state where the lower half is below the liquid surface and the lower half is immersed in the liquid, A submerged portion of the substrate W is taken out of the liquid by the rotation of the substrate W, and a first step is performed in which a liquid film is formed on the upper half of the substrate W. Since ozone gas is supplied in a state where the first step is being performed, ozone gas having a predetermined temperature higher than that of pure water is applied to the upper half of the substrate W on which the liquid film is formed. The 2nd process of surface-treating is performed.
[0064]
Here, the action of ozone gas on the upper half of the substrate W on which the liquid film is formed will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a schematic diagram showing the surface shape of the part immediately after coming out of the liquid level of the substrate W, and FIG. 6B shows the part shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the surface shape of the location in the time of leaving | separating, FIG.6 (c) is a schematic diagram which shows the surface shape of the location just before the location shown to (a) enters under a liquid level.
[0065]
As shown in FIG. 6A, the surface shape of the portion immediately after coming out of the liquid surface of the substrate W is, for example, a processing liquid (pure water or ozone water described later) on the resist R on the surface of the substrate W. ) Is formed. Then, ozone gas having a predetermined temperature higher than that of the processing liquid is supplied to the substrate W on which the liquid film LF is formed, thereby dissolving the ozone gas in the liquid film LF while thinning the liquid film LF by evaporation. Therefore, the ozone gas can easily move to the interface where the reaction with the resist R occurs, and the reaction can be performed efficiently. For example, as shown in FIG. 6B, the surface shape of the part when the part shown in FIG. 6A is separated from the liquid surface by the rotation of the substrate W is as follows. The liquid film LF shown in FIG. 6B is thinner than the liquid film LF shown in FIG. 6A, and the resist R shown in FIG. 6B is peeled off by ozone dissolved in the liquid film LF. Thus, it is thinner than the resist R in FIG.
[0066]
Further, as shown in FIG. 6C, the surface shape of the part immediately before the part shown in FIG. 6A enters below the liquid level is as follows. The liquid film LF shown in FIG. 6C is thinner than the liquid film LF shown in FIG. 6B, and the resist R shown in FIG. 6C is formed by ozone dissolved in the liquid film LF. Further, it is peeled off and becomes thinner than the resist R in FIG.
[0067]
By the way, ozone gas is supplied to the
[0068]
As the
[0069]
Further, by supplying the heated ozone water to the
[0070]
When the ozone gas supply by the ozone
[0071]
At this time, the nitrogen gas heated by the
[0072]
When the cleaning of the substrate W is completed, the rotation of the substrate W is stopped (time t5 shown in FIG. 5), the open /
[0073]
According to the substrate processing apparatus according to the first embodiment described above, the substrate liquid film forming means (the
[0074]
In addition, heat is applied to the liquid film by ozone heated higher than the treatment liquid, so that the treatment liquid can be evaporated to further thin the boundary film, and the ozone in the boundary film can be easily diffused. The processing reaction speed can be increased, the processing time can be shortened, and high throughput can be realized.
[0075]
In addition, since the liquid film formation on the substrate W and the action of ozone gas on the substrate W can be performed simultaneously in the
[0076]
Moreover, since the liquid film is formed on the surface of the substrate W by immersing the substrate W in the processing liquid and then taking out from the processing liquid, the liquid film can be suitably formed on the surface of the substrate W.
[0077]
In addition, the
[0078]
Specifically, the
[0079]
In addition, the substrate rotation holding mechanism includes a
[0080]
Further, the ozone gas is heated by the
[0081]
Further, since the
[0082]
Further, since the processing liquid
[0083]
<Second embodiment>
Next, a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment described above except for the pressurizing unit 81 shown in FIG. 7, and has the same configuration as that of the first embodiment described above. Are given the same reference numerals. In the second embodiment, detailed description of the configuration other than the pressurizing unit 81 is omitted.
[0084]
As shown in FIG. 7, the pressurizing unit 81 is configured to perform a liquid film formation on the substrate W and an action of ozone gas on the substrate W in the
[0085]
According to the substrate processing apparatus according to the second embodiment described above, the formation of the liquid film on the substrate W and the action of ozone gas on the substrate W in the
[0086]
<Third embodiment>
Next, a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as that of the above-described first embodiment except that the processing tank wall surface
[0087]
As shown in FIG. 8, the processing tank wall surface
[0088]
According to the substrate processing apparatus according to the third embodiment described above, the processing tank wall surface
[0089]
The present invention can be modified as follows.
<Modification>
(1) In each of the embodiments described above, pure water is supplied to the
[0090]
(2) In each of the above-described embodiments, when the surface treatment of the substrate W is performed with ozone gas, the heated processing liquid (pure water or ozone water) is supplied to the
[0091]
(3) In each of the above-described embodiments, ozone gas is supplied into the
[0092]
(4) In each of the embodiments described above, the processing liquid is reused by supplying the processing liquid discharged from the
[0093]
(5) In each of the above-described embodiments, the first step and the second step are performed at the same time, but the second step is performed after the first step, or the second step is performed after the first step a predetermined number of times. It is also possible to repeat the process. The configuration for performing the second step after the first step is as follows. For example, as shown in FIG. 9, the substrate W is held in a horizontal posture by the
[0094]
(6) In each of the above-described embodiments, the
[0095]
(7) In the above-described embodiment, the substrate W is surface-treated only with ozone water. However, in order to generate active species such as OH radicals having a high reaction rate with respect to organic substances such as a resist, an in-mixing valve is used. 11, a desired chemical solution (for example, hydrogen peroxide solution) may be mixed with ozone water and added, or megasonic (ultrasonic) irradiation, UV (ultraviolet) irradiation, radiation irradiation, or the like may be added to ozone water. good.
[0096]
(8) In the above-described embodiment, in order to increase the half-life of ozone water, a chemical solution such as an acid having a low pH (hydrochloric acid, hydrofluoric acid, etc.), or a carbonate ion (CO) as a scavenger (consumable substance) for OH radicals.3 2-), Bicarbonate ion (HCO3 2-A chemical solution such as carbonic acid or carboxylic acid may be added to the ozone water by the in-
[0097]
(9) In the above-described embodiment, the
[0098]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the invention described in
[0099]
(Delete)
[0100]
(Delete)
[0101]
(Delete)
[0102]
Claims2According to the invention described in the above, since the liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming means and the action of ozone as a gas to the substrate by the substrate surface processing means are performed at the same time, The processing time can be shortened compared to the case where ozone is applied to the substrate after the formation of the liquid film on the substrate is completed, and higher throughput can be achieved.
[0103]
(Delete)
[0104]
(Delete)
[0105]
(Delete)
[0106]
Claims3According to the invention described in (4), the substrate rotating means moves the substrate in the processing tank.StandingA holding means for holding in a posture state and a blade member provided in the holding means and formed with a large number of through holes are provided. The substrate rotating means is accompanied by rotationally driving the holding means so as to rotate the substrate. The blade member is rotated, and ozone is dissolved in the processing liquid in the processing tank by the rotating action of the blade member, so that ozone can be actively dissolved in the processing liquid and immersed in the processing liquid. Also, the reaction with ozone in the treatment liquid occurs, that is, the part where the substrate is immersed in the treatment liquid can be reacted with ozone in the treatment liquid, and the reaction speed of substrate surface treatment with ozone is further improved. To do.
[0107]
Claims4According to the invention described in (2), since the heating means raises the ozone as a gas and supplies it to the substrate surface treatment means, it is possible to suitably supply the heated ozone that acts on the substrate. The film on the substrate surface can be thinned, ozone can be easily diffused in the film, and the reaction rate of substrate surface treatment with ozone can be increased.
[0108]
Claims5According to the invention described in the above, the circulation means circulates the treatment liquid so that the treatment liquid discharged from the substrate liquid film formation means is returned to the substrate liquid film formation means and reused for the surface treatment of the substrate. The use efficiency of the processing liquid can be improved, and the amount of the processing liquid used can be reduced to a necessary minimum.
[0109]
Claims6According to the invention described in (4), since the processing liquid temperature raising means raises the temperature of the processing liquid supplied to the substrate liquid film forming means to a predetermined temperature, the temperature of the substrate is raised by the heated processing liquid. The reaction rate of the substrate surface treatment with ozone of the substrate can be further improved by raising the temperature of the substrate.
[0110]
Claims7According to the invention described in the above, the processing unit is configured to perform a liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming unit and an action of ozone as a gas on the substrate by the substrate surface processing unit, which is higher than the atmospheric pressure. Is equipped with a pressurizing means for processing under pressure, so that the solubility of ozone dissolved in the liquid film on the substrate surface can be further increased, and the dissolved ozone concentration in the boundary film is increased, Further, the reaction speed of substrate surface treatment with ozone can be improved, and the processing time can be shortened and high throughput can be realized.
[0111]
Claims8According to the present invention, the wall surface temperature raising means raises the wall temperature in contact with ozone in the treatment part that causes the substrate to act in an ozone atmosphere to a predetermined temperature, so that the ozone supplied to the treatment part is subjected to this treatment. By contacting the wall surface having a low temperature, the ozone temperature can be reduced and the ozone dissolution in the boundary film on the substrate surface can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view showing a schematic configuration of a processing tank of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a processing tank of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4A is a schematic side view of a rotating drum in a treatment tank, and FIG. 4B is a schematic front view of fins provided on a holding drum of the rotating drum shown in FIG.
FIG. 5 is a time chart for explaining the flow of each operation of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams showing surface shapes of an arbitrary portion of a substrate immediately after coming out of the liquid surface, when leaving the liquid surface, and immediately before entering the liquid surface, respectively. .
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic side view showing a configuration of a main part of a substrate processing apparatus different from the first to third embodiments of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Processing tank
2 ... Liquid supply system
4 ... Ozone gas supply system
6 ... Through hole
7 ... Fins
31 ... Substrate rotation holding mechanism
32 ... Rotating drum
51… Heater
71… Circulation system
74 ... Treatment liquid temperature riser
81: Pressurizing part
91… treatment tank wall surface temperature riser
W ... Substrate
Claims (8)
前記処理部は、
基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、
前記基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての100℃よりも高く200℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段と
を備え、
前記基板液膜形成手段は、
処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、
前記処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、前記処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、
前記基板表面処理手段は、前記基板回転手段により前記処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理することを特徴とする基板処理装置。In a substrate processing apparatus provided with a processing unit for surface-treating a substrate,
The processor is
A substrate liquid film forming means for forming a liquid film by bringing a treatment liquid into contact with the surface of the substrate;
Ozone as a gas within a range higher than 100 ° C. and lower than 200 ° C. as a predetermined temperature range higher than that of the processing liquid is allowed to act on the substrate on which the liquid film is formed on the surface by the substrate liquid film forming means. Substrate surface treatment means for surface treating the substrate ,
The substrate liquid film forming means includes
A processing tank that is supplied with the processing liquid and stores a predetermined amount of the processing liquid;
While holding the substrate in an upright position in the processing tank, a part of the substrate in the processing liquid in the processing tank is formed so that a liquid film is formed over the entire surface of the substrate by changing the location where the processing liquid is immersed in the substrate. A substrate rotating means for rotating the substrate in a state where the substrate is immersed,
The substrate surface treatment means acts by applying ozone as a gas having a predetermined temperature higher than that of the treatment liquid to a place other than the treatment liquid immersion place in the substrate rotated in the treatment tank by the substrate rotation means. A substrate processing apparatus characterized in that a substrate is surface-treated .
前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行うことを特徴とする基板処理装置。The apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus, wherein the liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming means and the action of ozone as a gas on the substrate by the substrate surface processing means are simultaneously performed.
前記基板回転手段は、前記処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段を備え、
多数の貫通孔が形成された羽根部材が前記保持手段に設けられ、
基板を回転させるように前記保持手段を回転駆動することに伴って前記羽根部材を回転させて、前記羽根部材の回転作用によって前記処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 2 ,
The substrate rotating means includes holding means for holding the substrate in an upright posture in the processing tank,
A blade member in which a large number of through holes are formed is provided in the holding means,
The blade member is rotated as the holding means is rotated so as to rotate the substrate, and ozone is dissolved in the processing liquid in the processing tank by the rotating action of the blade member. Substrate processing equipment.
前記処理部は、気体としてのオゾンを前記基板表面処理手段に供給する経路にこのオゾンを昇温するための加熱手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-3 ,
The said processing part is equipped with the heating means for heating up this ozone in the path | route which supplies ozone as gas to the said substrate surface processing means, The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記基板液膜形成手段から排出された処理液を前記基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させる循環手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-4 ,
A substrate having circulation means for circulating the processing liquid so that the processing liquid discharged from the substrate liquid film forming means is returned to the substrate liquid film forming means and reused for surface treatment of the substrate; Processing equipment.
前記基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させる処理液昇温手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-5 ,
A substrate processing apparatus, comprising: a processing liquid temperature raising means for raising the temperature of the processing liquid supplied to the substrate liquid film forming means to a predetermined temperature.
前記処理部は、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-6 ,
The processing section processes the liquid film formation on the substrate by the substrate liquid film forming means and the action of ozone as a gas to the substrate by the substrate surface processing means under a predetermined pressure higher than atmospheric pressure. A substrate processing apparatus comprising a pressurizing unit for performing the above.
基板をオゾン雰囲気中で作用させる前記処理部の壁面を所定温度に昇温する壁面昇温手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。The apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A substrate processing apparatus, comprising: a wall surface temperature raising means for raising the wall surface of the processing section that causes the substrate to act in an ozone atmosphere to a predetermined temperature.
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