JP7418301B2 - 水蒸気処理装置と水蒸気処理方法、基板処理システム、及びドライエッチング方法 - Google Patents

Description

本開示は、水蒸気処理装置と水蒸気処理方法、基板処理システム、及びドライエッチング方法に関する。

特許文献１には、ハロゲン系ガスのプラズマによって被処理体に処理を施す被処理体処理室に接続され、内部の被処理体に対して高温水蒸気を供給する高温水蒸気供給装置を備えている、大気搬送室が開示されている。特許文献１に開示の大気搬送室によれば、反応生成物中のハロゲンの還元を促進し、反応生成物の分解を促進することができる。

特開２００６－２６１４５６号公報

本開示は、処理ガスによる処理が施された基板に対して、高い生産性の下で水蒸気処理を行うことのできる、水蒸気処理装置と水蒸気処理方法、基板処理システム、及びドライエッチング方法を提供する。

本開示の一態様による水蒸気処理装置は、
処理ガスによる処理が施された基板を水蒸気により処理するとともに、搬送装置の有する第一ゲートを介して前記搬送装置との間で前記基板の受け渡しを行う、水蒸気処理装置であって、
上下に積層されている上チャンバー及び下チャンバーと、
前記上チャンバー及び前記下チャンバーと前記第一ゲートとの間に介在して、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記第一ゲートに繋がれている間座と、を有し、
前記上チャンバーは第一開口を備え、前記下チャンバーは第二開口を備え、前記間座は前記第一開口と前記第二開口にそれぞれ連通する第三開口と第四開口を備え、前記第三開口と前記第四開口はそれぞれ前記第一ゲートの備える第五開口と第六開口に連通しており、
前記上チャンバー及び前記下チャンバーは、共通もしくは個別の水蒸気の気化器に連通しており、
前記間座は、前記第三開口の周囲に第一温調部を備え、前記第四開口の周囲に第二温調部を備えている。

本開示によれば、処理ガスによる処理が施された基板に対して、高い生産性の下で水蒸気処理を行うことができる。

実施形態に係る水蒸気処理装置によるアフタートリートメント処理が適用される薄膜トランジスターの一例を示す縦断面図である。 エッチング処理後の電極近傍の状態を示す模式図である。 アフタートリートメント処理後の電極近傍の状態を示す模式図である。 実施形態に係る基板処理システムの一例を示す平面図である。 実施形態に係る水蒸気処理装置の一例の縦断面図である。 図５のVI－VI矢視図であって、上チャンバー及び下チャンバーの縦断面図である。 図５のVII－VII矢視図であって、実施形態に係る水蒸気処理装置の一例の横断面図である。 図５のVIII－VIII矢視図であって、間座の縦断面図である。 実施形態に係る水蒸気処理装置による処理フローの一例を示すフローチャートである。 気化器と内側チャンバーの圧力制御方法の一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態に係る水蒸気処理装置と水蒸気処理方法、及び基板処理システムについて、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態］
＜アフタートリートメント処理が適用される薄膜トランジスターの一例＞
はじめに、図１乃至図３を参照して、本開示の実施形態に係る水蒸気処理装置によりアフタートリートメント処理が適用される、薄膜トランジスターの一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る水蒸気処理装置によるアフタートリートメント処理が適用される薄膜トランジスターの一例を示す縦断面図である。また、図２は、エッチング処理後の電極近傍の状態を示す模式図であり、図３は、アフタートリートメント処理後の電極近傍の状態を示す模式図である。

液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display：ＦＰＤ）に使用される例えば薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）は、ガラス基板などの基板Ｇの上に形成される。具体的には、基板Ｇの上に、ゲート電極やゲート絶縁膜、半導体層などをパターニングしながら順次積層していくことにより、ＴＦＴが形成される。尚、ＦＰＤ用基板の平面寸法は世代の推移と共に大規模化しており、基板処理システム５００（図４参照）によって処理される基板Ｇの平面寸法は、例えば、第６世代の１５００ｍｍ×１８００ｍｍ程度の寸法から、第１０．５世代の３０００ｍｍ×３４００ｍｍ程度の寸法までを少なくとも含む。また、基板Ｇの厚みは０．２ｍｍ乃至数ｍｍ程度である。

図１には、チャネルエッチ型のボトムゲート型構造のＴＦＴを示している。図示するＴＦＴは、ガラス基板Ｇ（基板の一例）上にゲート電極Ｐ１が形成され、その上にＳｉＮ膜などからなるゲート絶縁膜Ｆ１が形成され、さらにその上層に表面がｎ＋ドープされたａ-Ｓｉや酸化物半導体の半導体層Ｆ２が積層されている。半導体層Ｆ２の上層側には金属膜が成膜され、この金属膜がエッチングされることにより、ソース電極Ｐ２（電極の一例）とドレイン電極Ｐ３（電極の一例）が形成される。

ソース電極Ｐ２とドレイン電極Ｐ３が形成された後、ｎ＋ドープされた半導体層Ｆ２の表面をエッチングすることにより、ＴＦＴにおけるチャネル部が形成される。次いで、表面を保護するために、例えばＳｉＮ膜からなるパッシベーション膜が形成される（図示せず）。そして、パッシベーション膜の表面に形成されたコンタクトホールを介してソース電極Ｐ２やドレイン電極Ｐ３がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの不図示の透明電極に接続され、この透明電極が駆動回路や駆動電極に接続されることにより、ＦＰＤが形成される。尚、図示例のボトムゲート型構造のＴＦＴ以外にも、トップゲート型構造のＴＦＴなどもある。

図示するＴＦＴにおいて、ソース電極Ｐ２とドレイン電極Ｐ３を形成するための金属膜としては、例えばＡｌを含む多層構造の金属膜（多層金属膜）が適用される。より具体的には、下層側から順に、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜が積層されたＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ構造の金属膜や、下層側から順に、モリブデン膜、アルミニウム膜、モリブデン膜が積層されたＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ構造の金属膜などが適用される。図１に示すように、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ構造の金属膜の表面にはレジスト膜Ｆ３がパターニングされている。この金属膜に対して、塩素ガス（Ｃｌ_２）や三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）、四塩化炭素（ＣＣｌ_４）といった塩素系のエッチングガス（ハロゲン系のエッチングガス）のいずれか一種のガス、もしくは、これらのうちの少なくとも二種以上が混合された混合ガスを適用してドライエッチング処理を行う。このドライエッチング処理により、ソース電極Ｐ２とドレイン電極Ｐ３が形成される。また、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ構造の金属膜を適用する場合には、上記する塩素系のエッチングガスを適用できることに加えて、モリブデン膜に対しては六フッ化硫黄（ＳＦ_６）などのフッ素系のエッチングガスを用いてドライエッチング処理を行うこともできる。

このように、塩素系のエッチングガスを適用してソース電極Ｐ２やドレイン電極Ｐ３をパターニングすると、図２に示すように、レジスト膜Ｆ３に塩素（Ｃｌ）が付着し得る。さらに、エッチングされた金属膜である電極Ｐ２（Ｐ３）にも、塩素や塩素とアルミニウムの化合物である塩化アルミニウム（塩素系化合物）が付着し得る。このように塩素が付着した状態のＴＦＴをその後のレジスト膜Ｆ３の剥離のために大気搬送すると、レジスト膜Ｆ３や電極Ｐ２（Ｐ３）に付着している塩素と大気中の水分とが反応して塩酸が生成され、電極Ｐ２（Ｐ３）のコロージョンを引き起こす要因となり得る。そこで、後処理として、四フッ化炭素（ＣＦ_４）と酸素（Ｏ_２）の混合ガスによるプラズマを生成して基板Ｇを処理し、塩素を除去する方法が適用され得るが、金属膜の下地膜としてＳｉＮ膜が適用されている場合は、この後処理の際にＳｉＮ膜が削られてしまう恐れがある。更に、金属膜がＭｏ／Ａｌ／Ｍｏで構成されている場合は、この後処理の際にモリブデン膜が削られ、モリブデン膜にアンダーカットが生じる恐れもある。

そこで、本実施形態では、塩素系のエッチングガスを適用してエッチング処理を行うことにより電極Ｐ２（Ｐ３）が形成された後の基板Ｇに対して、水蒸気（Ｈ_２Ｏ水蒸気、非プラズマ水蒸気）を提供する水蒸気処理（以下、「アフタートリートメント」ともいう）を行う。この水蒸気処理により、電極Ｐ２（Ｐ３）に付着している塩素を除去する。すなわち、図３に示すように、Ｈ_２Ｏ水蒸気は、電極Ｐ２（Ｐ３）に付着している塩素や塩素系化合物と反応して塩化水素（ＨＣｌ）を生成し、電極Ｐ２（Ｐ３）から塩化水素が離脱することにより塩素や塩素系化合物を除去する。この場合、大気中での塩素と水分との反応とは異なり、希薄な環境下であるために凝縮して塩酸となることなく、速やかに塩化水素として空間に離脱する。

＜実施形態に係る基板処理システム＞
次に、図４を参照して、実施形態に係る基板処理システムの一例について説明する。ここで、図４は、実施形態に係る基板処理システムの一例を示す平面図である。

基板処理システム５００はクラスターツールであり、マルチチャンバー型で、真空雰囲気下においてシリアル処理が実行可能なシステムとして構成されている。基板処理システム５００において、中央に配設されている平面視六角形の搬送装置２０（搬送チャンバーを有し、トランスファーモジュールとも言う）の一辺には、ゲートバルブ１２を介してロードロックチャンバー１０が取り付けられている。また、搬送装置２０の他の四辺には、それぞれ第二ゲート２２Ｂ（ゲートバルブ）を介して四基のプロセスチャンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ（プロセスモジュールとも言う）が取り付けられている。さらに、搬送装置２０の残りの一辺には、第一ゲート２２Ａ（ゲートバルブ）を介して本実施形態に係る水蒸気処理装置１００（アフタートリートメントチャンバー）が取り付けられている。

各チャンバーはいずれも同程度の真空雰囲気となるように制御されており、第一ゲート２２Ａ及び第二ゲート２２Ｂが開いて搬送装置２０と各チャンバーとの間の基板Ｇの受け渡しが行われる際に、チャンバー間の圧力変動が生じないように調整されている。

ロードロックチャンバー１０には、ゲートバルブ１１を介してキャリア（図示せず）が接続されており、キャリアには、キャリア載置部（図示せず）上に載置されている多数の基板Ｇが収容されている。ロードロックチャンバー１０は、常圧雰囲気と真空雰囲気との間で内部の圧力雰囲気を切り替えることができるように構成されており、キャリアとの間で基板Ｇの受け渡しを行う。

ロードロックチャンバー１０は、例えば二段に積層されており、それぞれのロードロックチャンバー１０内には、基板Ｇを保持するラック１４や基板Ｇの位置調節を行うポジショナー１３が設けられている。ロードロックチャンバー１０が真空雰囲気に制御された後、ゲートバルブ１２が開いて同様に真空雰囲気に制御されている搬送装置２０と連通し、ロードロックチャンバー１０から搬送装置２０に対してＸ２方向に基板Ｇの受け渡しを行う。

搬送装置２０内には周方向であるＸ１方向に回転自在であって、かつ、各チャンバー側へスライド自在な搬送機構２１が搭載されている。搬送機構２１は、ロードロックチャンバー１０から受け渡された基板Ｇを所望のチャンバーまで搬送し、第一ゲート２２Ａと第二ゲート２２Ｂが開くことにより、ロードロックチャンバー１０と同程度の真空雰囲気に調整されている各チャンバーへの基板Ｇの受け渡しを行う。

図示例は、プロセスチャンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄがいずれもプラズマ処理装置であり、各チャンバーでは、いずれもハロゲン系のエッチングガス（塩素系のエッチングガス）を適用したドライエッチング処理が行われる。基板処理システム５００における基板Ｇの処理の一連の流れとしては、まず、搬送装置２０からプロセスチャンバー３０Ａへ基板Ｇが受け渡され、プロセスチャンバー３０Ａにてドライエッチング処理が施される。ドライエッチング処理が施された基板Ｇは、搬送装置２０へ受け渡される（以上、基板ＧはＸ３方向に移動）。

搬送装置２０へ受け渡された基板Ｇには、図２を参照して既に説明したように、基板Ｇの表面に形成されているソース電極Ｐ２とドレイン電極Ｐ３に塩素や塩素系化合物が付着している。そこで、搬送装置２０から水蒸気処理装置１００に基板Ｇを受け渡し、水蒸気処理装置１００にて水蒸気処理によるアフタートリートメントを行う。アフタートリートメントにより、電極Ｐ２（Ｐ３）から塩素や塩素系化合物を除去し、塩素等が除去された基板Ｇを搬送装置２０に受け渡す（以上、基板ＧはＸ７方向に移動）。

以下、同様に、搬送装置２０とプロセスチャンバー３０Ｂとの間のＸ４方向の基板Ｇの受け渡しを行い、搬送装置２０と水蒸気処理装置１００との間のＸ７方向の基板Ｇの受け渡しを行う。また、搬送装置２０とプロセスチャンバー３０Ｃとの間のＸ５方向の基板Ｇの受け渡しを行い、搬送装置２０と水蒸気処理装置１００との間のＸ７方向の基板Ｇの受け渡しを行う。さらに、搬送装置２０とプロセスチャンバー３０Ｄとの間のＸ６方向の基板Ｇの受け渡しを行い、搬送装置２０と水蒸気処理装置１００との間のＸ７方向の基板Ｇの受け渡しを行う。

このように、基板処理システム５００は、塩素系のエッチングガスを適用したドライエッチング処理（プラズマエッチング処理）を行う複数のエッチングチャンバーと、水蒸気処理によるアフタートリートメントを行う水蒸気処理装置１００とを有する。そして、各エッチングチャンバーにおける基板Ｇのエッチング処理と、水蒸気処理装置１００における水蒸気処理によるアフタートリートメントを一連のシーケンスとするプロセスレシピに従い、このシーケンスをエッチングチャンバーごとに行うクラスターツールである。基板処理システム５００では、以下で詳説する水蒸気処理装置１００を上下二段配置とすることにより、より一層生産性の高いクラスターツールが形成される。

尚、各プロセスチャンバーがいずれもドライエッチング処理を行う形態以外の形態であってもよい。例えば、各プロセスチャンバーが、ＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition）処理やＰＶＤ（Physical Vaper Deposition）処理等の成膜処理と、エッチング処理とをシーケンシャルに行う形態のクラスターツールであってもよい。また、クラスターツールを構成する搬送装置の平面形状は図示例の六角形状に限定されるものでなく、接続されるプロセスチャンバーの基数に応じた多角形状の搬送装置が適用される。

＜実施形態に係る水蒸気処理装置＞
次に、図５乃至図８を参照して、実施形態に係る水蒸気処理装置の一例について説明する。ここで、図５は、実施形態に係る水蒸気処理装置の一例の縦断面図である。また、図６は、図５のVI－VI矢視図であって、上チャンバー及び下チャンバーの縦断面図であり、図７は、図５のVII－VII矢視図であって、実施形態に係る水蒸気処理装置の一例の横断面図である。さらに、図８は、図５のVIII－VIII矢視図であって、間座の縦断面図である。

水蒸気処理装置１００は、塩素系のエッチングガス（処理ガスの一例）による処理が施された基板Ｇを水蒸気により処理する装置である。水蒸気処理装置１００は、上下に分離された上チャンバー１１０と下チャンバー１３０とを有する。

上チャンバー１１０は、筐体１１１と上蓋１１２とを有し、基板Ｇに対して水蒸気処理が行われる処理空間Ｓ１を備えている。筐体１１１と上蓋１１２はいずれも、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。筐体１１１は、平面視矩形の底板１１１ｂと、四つの側壁１１１ａとを有している。上蓋１１２は、筐体１１１と同寸法で平面視矩形を呈し、上蓋１１２の下面の外周には枠状の係合凹部１１２ａが設けられている。

枠状の係合凹部１１２ａに対して、四つの側壁１１１ａの係合端部１１１ｃが係合され、双方が固定手段（図示せず）により固定される。尚、上蓋１１２の一辺が筐体１１１の側壁１１１ａの一辺に回動部（図示せず）を介して回動自在に取り付けられていてもよい。例えば、上チャンバー１１０をメンテナンス等する際には、筐体１１１から上蓋１１２を取り外すことにより、上チャンバー１１０の内部のメンテナンスを行うことができる。そして、上チャンバー１１０のメンテナンスが行われた後、筐体１１１に対して上蓋１１２を取り付けることにより、処理空間Ｓ１が形成されて、上チャンバー１１０を基板Ｇの処理が可能な状態に復元することができる。

一方、下チャンバー１３０は、筐体１３１と下蓋１３２とを有し、基板Ｇに対して水蒸気処理が行われる処理空間Ｓ２を備えている。筐体１３１と下蓋１３２はいずれも、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。筐体１３１は、平面視矩形の天板１３１ｂと、四つの側壁１３１ａとを有している。下蓋１３２は、筐体１３１と同寸法で平面視矩形を呈し、下蓋１３２の上面の外周には枠状の係合凹部１３２ａが設けられている。

枠状の係合凹部１３２ａに対して、四つの側壁１３１ａの係合端部１３１ｃが係合され、双方が固定手段（図示せず）により固定される。尚、下蓋１３２の一辺が筐体１３１の側壁１３１ａの一辺に回動部（図示せず）を介して回動自在に取り付けられていてもよい。例えば、下チャンバー１３０をメンテナンス等する際には、筐体１３１から下蓋１３２を取り外すことにより、下チャンバー１３０の内部のメンテナンスを行うことができる。そして、下チャンバー１３０のメンテナンスが行われた後、筐体１３１に対して下蓋１３２を取り付けることにより、処理空間Ｓ２が形成されて、下チャンバー１３０を基板Ｇの処理が可能な状態に復元することができる。

下チャンバー１３０の天板１３１ｂの上面には、複数（図５では二つ）の断熱部材１５０が載置され、複数の断熱部材１５０の上に上チャンバー１１０が載置されている。断熱部材１５０は断熱性を有し、テフロン（登録商標）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックス、熱伝導率の低いステンレス等により形成されている。下チャンバー１３０と上チャンバー１１０が断熱部材１５０を介して上下に積層していることにより、以下で説明するように、温調制御された上チャンバー１１０もしくは下チャンバー１３０の熱が他方のチャンバーに伝熱されることを抑制することができる。

アルミニウムもしくはアルミニウム合金製の上チャンバー１１０と下チャンバー１３０はいずれも、十分な熱容量を有している。そのため、基板処理システム５００が収容されるクリーンルーム等の環境下においては、特別な断熱措置を講じなくても、例えば常時１２０℃程度以下の温度を保持することができる。そして、水蒸気処理装置１００をメンテナンス等する際には、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０を６０℃未満の温度に制御することにより、作業員が上チャンバー１１０や下チャンバー１３０に触れてメンテナンス等の作業を行うことができる。

上チャンバー１１０は、搬送装置２０側の側壁に第一開口１１６を備えており、第一開口１１６を備える側壁の端面が第一端面１１５となる。一方、下チャンバー１３０は、搬送装置２０側の側壁に第二開口１３６を備えており、第二開口１３６を備える側壁の端面が第二端面１３５となる。

搬送装置２０の有する第一ゲート２２Ａにおいて、第一開口１１６に対応する位置には第五開口２３が開設され、第二開口１３６に対応する位置には第六開口２４が開設されている。そして、第一ゲート２２Ａにおいて、第五開口２３を開閉する第一開閉扉２５が例えば水平方向もしくは垂直方向にスライド自在に設けられており、第六開口２４を開閉する第二開閉扉２６が例えば水平方向もしくは垂直方向にスライド自在に設けられている。尚、第五開口と第六開口が共通の一つの開口（図示例の第五開口２３と第六開口２４が連続した開口）であってもよい。すなわち、本明細書においては、第五開口２３と第六開口２４が図示例のように個別の開口である形態の他、共通の開口である形態を含んでいる。

上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０と第一ゲート２２Ａとの間には、間座１６０が介在しており、間座１６０を介して、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０と第一ゲート２２Ａが相互に繋がれている。

間座１６０は、板状部材１６１であり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。板状部材１６１には、上チャンバー１１０の第一開口１１６と下チャンバー１３０の第二開口１３６にそれぞれ連通する第三開口１６４と第四開口１６５が開設されている。そして、第三開口１６４と第四開口１６５はそれぞれ、第一ゲート２２Ａの備える第五開口２３と第六開口２４に連通している。

従って、第一開閉扉２５が開くと、第一開口１１６と第三開口１６４と第五開口２３が連通し、搬送装置２０と上チャンバー１１０の間において基板Ｇの受け渡しが可能になる。一方、第二開閉扉２６が開くと、第二開口１３６と第四開口１６５と第六開口２４が連通し、搬送装置２０と下チャンバー１３０の間において基板Ｇの受け渡しが可能になる。

上チャンバー１１０の床面には、基板Ｇを載置する第一載置台１２０が配設されている。第一載置台１２０は、筐体１１１の内側の平面寸法を備えた板状部材であり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。尚、第一載置台１２０は、複数の長尺のブロック状部材により形成されてもよく、例えば、複数のブロック状部材が隙間を置いて配設されることにより形成できる。そして、この隙間に対して、基板が載置された搬送部材の基板支持部を構成する軸部材（いずれも図示せず）が収容されるようになっていてもよい。

同様に、下チャンバー１３０の床面には、基板Ｇを載置する第二載置台１４０が配設されている。第二載置台１４０は、筐体１３１の内側の平面寸法を備えた板状部材であり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている。尚、第二載置台１４０も第一載置台１２０と同様、隙間をおいて配設された複数の長尺のブロック状部材により形成されてもよい。

第一載置台１２０の上面には、複数の突起１２４が間隔を置いて配設されており、突起１２４の上に基板Ｇが載置される。同様に、第二載置台１４０の上面には、複数の突起１４４が間隔を置いて配設されており、突起１４４の上に基板Ｇが載置される。

上チャンバー１１０には、処理空間Ｓ１内の圧力を計測する圧力計１１８が取り付けられており、下チャンバー１３０には、処理空間Ｓ２内の圧力を計測する圧力計１３８が取り付けられている。これらの圧力計１１８，１３８によるモニター情報は、制御部４００に送信されるようになっている。

上チャンバー１１０には、水蒸気供給部２１０を構成する水蒸気の気化器２１１に通じる供給配管が接続されており、供給配管には供給弁２１２が介在している。また、上チャンバー１１０には、排気部２２０を構成するターボ分子ポンプ等の真空ポンプ２２１に通じる排気配管が接続されており、排気配管には排気弁２２２が介在している。さらに、上チャンバー１１０には、窒素ガス（Ｎ_２）等の不活性ガスを供給する、不活性ガス供給部２３０を構成する供給源２３１に通じる供給配管が接続されており、供給配管には供給弁２３２が介在している。

一方、下チャンバー１３０には、水蒸気供給部２４０を構成する水蒸気の気化器２４１に通じる供給配管が接続されており、供給配管には供給弁２４２が介在している。また、下チャンバー１３０には、排気部２５０を構成するターボ分子ポンプ等の真空ポンプ２５１に通じる排気配管が接続されており、排気配管には排気弁２５２が介在している。さらに、下チャンバー１３０には、窒素ガス（Ｎ_２）等の不活性ガスを供給する、不活性ガス供給部２６０を構成する供給源２６１に通じる供給配管が接続されており、供給配管には供給弁２６２が介在している。

真空ポンプ２２１，２５１を作動させることにより、処理空間Ｓ１、Ｓ２を真空雰囲気に調整し、同様に真空雰囲気に調整されている搬送装置２０との間の圧力差が可及的に少なくなるように差圧制御が行われる。

また、上チャンバー１１０においては、排気部２２０を作動させることにより、処理空間Ｓ１を真空雰囲気に調整し、水蒸気供給部２１０を作動させて処理空間Ｓ１内に水蒸気を供給することにより、処理空間Ｓ１内に載置されている基板Ｇに対して水蒸気処理を行うことができる。また、処理空間Ｓ１内を真空引きしながら不活性ガス供給部２３０から不活性ガスを供給することにより、処理空間Ｓ１内に残存する水蒸気や塩化水素等をパージすることができる。

一方、下チャンバー１３０においては、排気部２５０を作動させることにより、処理空間Ｓ２を真空雰囲気に調整し、水蒸気供給部２４０を作動させて処理空間Ｓ２内に水蒸気を供給することにより、処理空間Ｓ２内に載置されている基板Ｇに対して水蒸気処理を行うことができる。また、処理空間Ｓ２内を真空引きしながら不活性ガス供給部２６０から不活性ガスを供給することにより、処理空間Ｓ２内に残存する水蒸気や塩化水素等をパージすることができる。

第一載置台１２０には、温調媒体が流通する温調媒体流路１２２が設けられている。図示例の温調媒体流路１２２では、例えば温調媒体流路１２２の一端が温調媒体の流入部であり、他端が温調媒体の流出部となる。温調媒体としては熱媒が適用され、この熱媒には、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）等が適用される。

尚、温調媒体流路１２２に代わり、第一載置台１２０にヒータ等が内蔵されていてもよく、この場合は、抵抗体であるヒータが、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成され得る。

一方、第二載置台１４０には、温調媒体が流通する温調媒体流路１４２が設けられている。図示例の温調媒体流路１４２では、例えば温調媒体流路１４２の一端が温調媒体の流入部であり、他端が温調媒体の流出部となる。

チラーにより形成される温調源３１１は、温調媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、温調媒体を圧送するポンプとを有する（いずれも図示せず）。

温調源３１１と温調媒体流路１２２は、温調源３１１から温調媒体が供給される送り流路３１２と、温調媒体流路１２２を流通した温調媒体が温調源３１１に戻される戻り流路３１３とにより接続されている。また、温調源３１１と温調媒体流路１４２は、温調源３１１から温調媒体が供給される送り流路３１４と、温調媒体流路１４２を流通した温調媒体が温調源３１１に戻される戻り流路３１５とにより接続されている。

そして、温調源３１１、送り流路３１２、戻り流路３１３、送り流路３１４、及び戻り流路３１５により、載置台温調部３１０が形成される。

尚、図示例のように温調媒体流路１２２、１４２が共通の温調源３１１に接続される形態の他、温調媒体流路１２２、１４２がそれぞれ固有の温調源を有する形態であってもよい。いずれの形態であっても、温調媒体流路１２２、１４２がそれぞれ個別に制御されるようになっている。

このように、温調媒体流路１２２、１４２が個別に制御されることにより、例えば、下チャンバー１３０をメンテナンスする際に、上チャンバー１１０のみを稼働させて基板Ｇの水蒸気処理を行うことができる。ここで、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０は、上記するように、それぞれに固有の水蒸気供給部２１０、２４０や排気部２２０，２５０等を有しており、これらの各構成部も同様に個別制御されるように構成されている。

上チャンバー１１０と下チャンバー１３０を構成する各構成部がそれぞれ個別制御されることにより、一方のチャンバーがメンテナンス等で稼働停止している場合であっても、他方のチャンバーの稼働を継続することができる。そのため、水蒸気処理装置１００の稼働が完全に停止することが解消され、高い生産性の下で水蒸気処理を行うことが可能になる。

また、水蒸気処理装置１００では、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０内にて水蒸気処理が実行される。そのため、実際に水蒸気処理が実行されるチャンバーの容量を可及的に低容量化することができる。そして、可及的に低容量な上チャンバー１１０と下チャンバー１３０の内部の表面処理補修（耐食コート処理等）を行うことで補修が足りることから、メンテナンスも容易に行うことができる。

また、図示例の気化器２１１，２４１や真空ポンプ２２１，２５１は、それぞれ個別の気化器や真空ポンプが適用されているが、共通の気化器と共通の真空ポンプを適用する形態であってもよい。この形態では、一つの気化器から二系統の供給管が上チャンバー１１０と下チャンバー１３０に接続され、各供給管に固有の供給弁が介在し、各供給弁の開閉制御を個別に実行する。同様に、一つの真空ポンプから二系統の排気管が上チャンバー１１０と下チャンバー１３０に接続され、各排気管に固有の排気弁が介在し、各排気弁の開閉制御を個別に実行する。この形態では、気化器と真空ポンプの基数を低減することができ、装置の製造コストを削減することができる。

図７を参照して、上チャンバー１１０における水蒸気の供給形態と排気形態について説明する。尚、下チャンバー１３０においても同様の水蒸気の供給形態及び排気形態が適用できる。図７に示すように、主管２１３と、主管２１３から分岐する複数（図示例は三本）の枝管２１４とにより供給管２１５が形成され、各枝管２１４が上チャンバー１１０の側壁に接続されている。供給管２１５は、図５に示す気化器２１１に通じている。また、主管２１６と、主管２１６から分岐する複数（図示例は三本）の枝管２１７とにより、排気管２１８が形成される。各枝管２１７は、上チャンバー１１０の側壁（枝管２１４が貫通する側壁と対向する反対側の側壁）に接続されている。排気管２１８は、図５に示す真空ポンプ２２１に通じている。

図７に示すように、上チャンバー１１０内において、供給管２１５の備える複数本の枝管２１４から層状にＹ方向に水蒸気が供給される。この供給態様により、上チャンバー１１０内に載置されている基板Ｇの全域に、効率的に水蒸気を供給することができる。また、排気管２１８の備える複数本の枝管２１７により、上チャンバー１１０内の水蒸気やアフタートリートメントにより生成された塩化水素（ＨＣｌ）等を、効率的に排気することができる。尚、枝管２１４，２１７は、図示例の三本以外の数（一本、五本等）であってもよい。

尚、図示例以外の水蒸気の供給形態と排気形態が適用されてもよい。例えば、上チャンバーの上蓋や下チャンバーの天板に水蒸気が供給される流入空間を設け、流入空間の下方にシャワーヘッド供給部を設け、シャワーヘッド供給部を介して、シャワーヘッド供給部の下方の基板に水蒸気をシャワー状に供給する。鉛直方向にシャワー状に供給された水蒸気は、基板の全域に拡散しながら供給される。また、シャワーヘッド供給部に代わり、上チャンバーの上蓋や下チャンバーの天板に一本もしくは複数本の供給配管を接続し、供給配管を介して水蒸気を天井から供給する形態であってもよい。

水蒸気処理装置１００においては、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０を積層させた構成を有することにより、水蒸気処理装置１００のフットプリントの削減と高スループットを実現することができる。ここで、仮に、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０を搬送装置２０の第一ゲート２２Ａに直接接続すると、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０のそれぞれの第一開口１１６及び第二開口１３６の周囲の強度不良の恐れがある。そこで、水蒸気処理装置１００においては、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０を間座１６０に接続し、間座１６０を搬送装置２０の第一ゲート２２Ａに接続する構成を適用している。この構成により、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０のそれぞれの第一開口１１６及び第二開口１３６の周囲の強度を高めることができる。

図５及び図６に示すように、上チャンバー１１０の第一端面１１５において、第一開口１１６の周囲には矩形枠状のシール溝１１５ａが設けられている。また、下チャンバー１３０の第二端面１３５において、第二開口１３６の周囲には矩形枠状のシール溝１３５ａが設けられている。

一方、間座１６０の第三端面１６２において、第三開口１６４の周囲であって第一開口１１６に対応する位置には矩形枠状のシール溝１６２ａが設けられており、第四開口１６５の周囲であって第二開口１３６に対応する位置には矩形枠状のシール溝１６２ｂが設けられている。

対応するシール溝１１５ａ、１６２ａに対して矩形枠状のＯリング１７１が嵌め込まれ、同様に、対応するシール溝１３５ａ、１６２ｂに対して矩形枠状のＯリング１７２が嵌め込まれる。このことにより、Ｏリング１７１，１７２を介して、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０と間座１６０が気密に接続される。

また、第一ゲート２２Ａのうち、第五開口２３の周囲には、矩形枠状のシール溝２２ａが設けられている。一方、間座１６０の第四端面１６３において、シール溝２２ａに対応する位置にはシール溝１６３ａが設けられており、対応するシール溝２２ａ、１６３ａに対して矩形枠状のＯリング１７３が嵌め込まれることにより、Ｏリング１７３を介して、間座１６０と第一ゲート２２Ａが気密に接続される。

一方、第一ゲート２２Ａのうち、第六開口２４の周囲には、矩形枠状のシール溝２２ｂが設けられている。一方、間座１６０の第四端面１６３において、シール溝２２ｂに対応する位置にはシール溝１６３ｃが設けられている。そして、対応するシール溝２２ｂ、１６３ｃに対して矩形枠状のＯリング１７４が嵌め込まれることにより、Ｏリング１７４を介して、間座１６０と第一ゲート２２Ａが気密に接続される。

ここで、Ｏリング１７１，１７２，１７３の材質としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）を用いることができる。さらに、フロロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、パーフロロポリエーテル系ゴム（ＦＯ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）が適用される。

以上、本実施形態における第一ゲート２２Ａは、筐体の開口である第五開口２３及び第六開口２４を、弁体である第一開閉扉２５及び第二開閉扉２６によりそれぞれ開閉する構造のゲートバルブとして説明した。尚、ゲートバルブの筐体の開口ではなく、間座１６０の第三開口１６４及び第四開口１６５をそれぞれ個別の弁体で直接開閉する形態であってもよい。この形態では、第五開口２３と第六開口２４のそれぞれに個別のシール溝及びＯリングを設ける必要はなく、第五開口２３と第六開口２４の両方を取り囲む一つのシール溝及びＯリングを設けることができ、構造の簡素化が可能になる。

上チャンバー１１０の第一端面１１５のうち、矩形枠状のシール溝１１５ａの内側には、複数の螺子孔１１５ｂが設けられており、各螺子孔１１５ｂには螺子式のスペーサ１８０が螺合されている。

また、下チャンバー１３０の第二端面１３５のうち、矩形枠状のシール溝１３５ａの内側には、複数の螺子孔１３５ｂが設けられており、各螺子孔１３５ｂには螺子式のスペーサ１８０が螺合されている。

さらに、間座１６０の第四端面１６３のうち、矩形枠状のシール溝１６３ａ及びシール溝１６３ｃの内側には、複数の螺子孔１６３ｂが設けられており、各螺子孔１６３ｂには螺子式のスペーサ１８０が螺合されている。

スペーサ１８０の先端は、先鋭もしくは先が丸い先細の形態を有しており、各スペーサ１８０の先端が間座１６０の第三端面１６２や第一ゲート２２Ａの端面に点接触している。

スペーサ１８０は、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０と間座１６０の形成材料よりも熱伝導率の低い材料により形成されているのが好ましい。例えば、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０と間座１６０が、アルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されている場合に、スペーサ１８０はステンレス等の金属やアルミナ等のセラミックスにより形成されるのがよい。

このように、各端面が熱伝導率の低い複数の点状のスペーサ１８０を介して当接していることにより、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０の有する熱が間座１６０や第一ゲート２２Ａに伝熱されることを抑制できる。尚、図示例の構成に加えて、間座１６０の第三端面１６２や第一ゲート２２Ａの端面にも螺子孔が設けられ、これらの螺子孔にスペーサが螺合していてもよいし、図示例の構成に代えて、第三端面１６２や第一ゲート２２Ａの端面に設けられている螺子孔にスペーサが螺合していてもよい。

また、図５及び図８に示すように、間座１６０において、第三開口１６４の周囲には温調媒体が流通する温調媒体流路１６６（第一温調部の一例）が設けられており、第四開口１６５の周囲には温調媒体が流通する温調媒体流路１６７（第二温調部の一例）が設けられている。

図示例の温調媒体流路１６６では、例えば温調媒体流路１６６の一端が温調媒体の流入部であり、他端が温調媒体の流出部となる。また、温調媒体流路１６７では、例えば温調媒体流路１６７の一端が温調媒体の流入部であり、他端が温調媒体の流出部となる。温調媒体としては熱媒が適用され、この熱媒には、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）等が適用される。

尚、温調媒体流路１６６，１６７に代わり、間座１６０にヒータ等が内蔵されていてもよく、この場合は、抵抗体であるヒータが、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成され得る。

チラーにより形成される温調源３２１、３３１は、温調媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、温調媒体を圧送するポンプとを有する（いずれも図示せず）。

温調源３２１と温調媒体流路１６６は、温調源３２１から温調媒体が供給される送り流路３２２と、温調媒体流路１６６を流通した温調媒体が温調源３２１に戻される戻り流路３２３とにより接続されている。また、温調源３３１と温調媒体流路１６７は、温調源３３１から温調媒体が供給される送り流路３３２と、温調媒体流路１６７を流通した温調媒体が温調源３３１に戻される戻り流路３３３とにより接続されている。

そして、温調源３２１、送り流路３２２、及び戻り流路３２３により、第三開口周囲温調部３２０が形成され、温調源３３１、送り流路３３２、及び戻り流路３３３により、第四開口周囲温調部３３０が形成される。

尚、図示例のように温調媒体流路１６６、１６７が個別の温調源３２１，３３１に接続される形態の他、温調媒体流路１６６、１６７が共通の温調源を有する形態であってもよい。いずれの形態であっても、温調媒体流路１６６、１６７がそれぞれ個別に制御されるようになっている。

このように、温調媒体流路１６６、１６７が個別に制御されることにより、例えば、下チャンバー１３０をメンテナンスする際に、第二開口１３６に連通する間座１６０の第四開口１６５の周囲を、下チャンバー１３０と同様に作業員が触れても危険のない温度に温調することができる。さらに、第一開口１１６に連通する間座１６０の第三開口１６４の周囲を、上チャンバー１１０と同様に水蒸気処理を行うのに適した温度に温調して、基板Ｇの水蒸気処理を行うことができる。

水蒸気処理装置１００では、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０を間座１６０に接続し、間座１６０を搬送装置２０の第一ゲート２２Ａに接続する構成を適用している。この構成により、上記するように、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０のそれぞれの第一開口１１６及び第二開口１３６の周囲の強度を高めることができる。

ところで、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０と搬送装置２０の第一ゲート２２Ａの間に間座１６０を配設したことにより、間座１６０の有する第三開口１６４や第四開口１６５も水蒸気処理空間（プロセス空間）となる。

しかしながら、例えば温調源３１１のみにより、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０内の処理温度と間座１６０の温度を同程度に調整するのは難く、間座１６０が相対的な低温領域（所謂、コールドスポット）となり得る。この場合、相対的に低温な間座１６０が上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０内の処理温度に影響を与え、水蒸気処理性能の低下の要因となり得る。また、間座１６０の第三開口１６４や第四開口１６５にデポが付着し易くなり、パーティクルの発生原因ともなり得る。

そこで、水蒸気処理装置１００においては、間座１６０の第三開口１６４と第四開口１６５の周囲にそれぞれ、個別の第一温調部１６６と第二温調部１６７を設けることとした。この構成により、一方のチャンバーのメンテナンス時において他方のチャンバーを水蒸気処理する際に、個別の温度制御を実現することが可能になる。そして、上チャンバー１１０もしくは下チャンバー１３０における水蒸気処理において、間座１６０がコールドスポットとなることを解消することができる。

制御部４００は、水蒸気処理装置１００の各構成部、例えば、水蒸気供給部２１０、２４０や排気部２２０，２５０、不活性ガス供給部２３０，２６０、温調源３１１、３２１，３３１等の動作を制御する。制御部４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＡＭ等の記憶領域に格納されたレシピ（プロセスレシピ）に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する水蒸気処理装置１００の制御情報が設定されている。

制御情報には、例えば、気化器２１１，２４１の圧力や上チャンバー１１０と下チャンバー１３０の圧力、気化器２１１，２４１から供給される水蒸気の温度や流量、水蒸気供給プロセスと各チャンバーからの排気プロセスのプロセス時間やタイミング等が含まれる。

レシピ及び制御部４００が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部４００にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部４００はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、水蒸気処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。

＜実施形態に係る水蒸気処理方法＞
次に、図９及び図１０を参照して、実施形態に係る水蒸気処理方法の一例について説明する。ここで、図９は、実施形態に係る水蒸気処理装置による処理フローの一例を示すフローチャートであり、図１０は、気化器と上チャンバーの圧力制御方法の一例を示す図である。尚、下チャンバーにおいても、同様の圧力制御が実行される。

実施形態に係る水蒸気処理方法では、まず、図５乃至図８に示す水蒸気処理装置１００を備えた基板処理システム５００を用意し（水蒸気処理装置を用意する工程）、プロセスチャンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのいずれかにおいて、基板Ｇに対してドライエッチング処理を実行する。

ドライエッチング処理が施された基板Ｇは、プロセスチャンバー３０Ａ等から搬送装置２０へ受け渡され、搬送装置２０から水蒸気処理装置１００の上チャンバー１１０と下チャンバー１３０の双方もしくはいずれか一方に受け渡される。そして、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１や下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２に水蒸気を供給することにより、基板Ｇに対する水蒸気処理を実行する（水蒸気を供給して処理する工程）。

より具体的には、図９に示すように、気化器２１１、２４１の供給弁２１２，２４２を開制御する（ステップＳ１０）。次いで、気化器２１１、２４１から上チャンバー１１０もしくは下チャンバー１３０に対して水蒸気を供給し、所定時間保持することにより、所定時間のアフタートリートメントを実行する（ステップＳ１２）。

このアフタートリートメントに際し、第一載置台１２０や第二載置台１４０を載置台温調部３１０にて温調制御するとともに、間座１６０の第三開口１６４の周囲と第四開口１６５の周囲をそれぞれ、第三開口周囲温調部３２０と第四開口周囲温調部３３０にて温調制御する。

この温調制御により、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１や下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２における温度が、常に気化器２１１，２４１の温度を下回らないように調整する。この調整により、供給された水蒸気の液化を抑制することができる。

例えば、提供される水蒸気の温度が例えば２０℃乃至５０℃程度の場合には、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１や下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２における温度（第一温度の一例）を６０℃乃至１２０℃に調整する。この処理空間Ｓ１，Ｓ２における第一温度が、水蒸気処理の際の処理空間Ｓ１，Ｓ２における温度の閾値となる。

そして、水蒸気処理においては、間座１６０の第三開口１６４の周囲と第四開口１６５の周囲も、処理空間Ｓ１，Ｓ２における第一温度と同じか同程度の温度に調整する。

一方、例えば上チャンバー１１０を稼働させた状態で下チャンバー１３０をメンテナンスする際には、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１と間座１６０の第三開口１６４の周囲を、第一温度である６０℃乃至１２０℃に調整する。これに対して、メンテナンス対象の下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２と間座１６０の第四開口１６５の周囲は、６０℃未満に調整する。このことにより、一方のチャンバーにおける水蒸気処理と、他方のチャンバーのメンテナンスを同時に行うことが可能になる。

上チャンバー１１０や下チャンバー１３０に水蒸気を供給するに当たり、気化器２１１，２４１の圧力と上チャンバー１１０や下チャンバー１３０の圧力の圧力差（差圧）を可及的に大きくすることにより、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０に対して水蒸気を効率的に供給することができる。従って、気化器２１１，２４１は可及的に圧力が高く、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０は可及的に圧力が低いのが好ましい。

ところで、気化器２１１，２４１の制御容易性の観点で言えば、気化器２１１，２４１は可及的に低い温度で運転制御されるのが好ましい。そこで、例えば、上記するように２０℃乃至５０℃程度の温度の水蒸気を内側チャンバーに供給する。尚、２０℃の水蒸気の圧力は２０Ｔｏｒｒ（×１３３．３Ｐａ）程度であり、５０℃の水蒸気の圧力は９０Ｔｏｒｒ（×１３３．３Ｐａ）程度である。

このように、気化器２１１，２４１の運転制御の観点から可及的に低温の水蒸気を供給するのが好ましい一方で、水蒸気の温度が低いと、今度は気化器２１１，２４１の圧力が低くなり、気化器２１１，２４１と上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の差圧を大きくし難くなる。そのため、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０に対して水蒸気を効率的に供給し難くなり、水蒸気処理時間が長くなる恐れがある。

しかしながら、図５等に示す水蒸気処理装置１００においては、上チャンバー１１０や下チャンバー１３０の容量が可及的に低容量である。そのため、提供される水蒸気の温度が低い場合でも、可及的に短時間で気化器２１１，２４１と上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の差圧を大きくすることができる。図１０に示すように、水蒸気の供給により、気化器２１１，２４１の圧力は漸減し、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の圧力は急増する。

尚、気化器２１１，２４１の供給弁２１２，２４２を開制御する（ステップＳ１０）に当たり、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の排気弁２２２，２５２は、閉制御されてもよいし、開制御されてもよい。

図９に戻り、アフタートリートメントが終了した後、気化器２１１，２４１の供給弁２１２，２４２を閉制御する（ステップＳ１４）。次いで、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の排気弁２２２，２５２を開制御することにより（ステップＳ１６）、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０内の水蒸気やアフタートリートメントにより生成された塩化水素（ＨＣｌ）等を排気する。

図１０に示すように、気化器２１１，２４１の供給弁２１２，２４２の閉制御と、水蒸気や塩化水素（ＨＣｌ）等の排気により、気化器２１１，２４１の圧力が漸増し、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０の圧力は急減し、新たな基板に対する水蒸気処理が可能な状態が形成される。尚、上チャンバー１１０及び下チャンバー１３０からの排気に加えて、不活性ガスによるパージを適宜行ってもよい。

図示する水蒸気処理方法によれば、水蒸気処理装置１００を適用することにより、高い生産性の下で水蒸気処理を行うことができる。

また、上チャンバー１１０と下チャンバー１３０のいずれか一方をメンテナンスする際には、いずれか他方のみを使用して基板に対して水蒸気処理を行うことができる。従って、水蒸気処理装置１００の稼働が完全に停止することが解消され、このことによっても高い生産性の下で水蒸気処理を行うことが可能になる。

＜実施形態に係るドライエッチング方法＞
次に、実施形態に係るドライエッチング方法の一例について説明する。ここで、処理対象の金属膜は多層構造の金属膜（多層金属膜）であり、この多層金属膜は、塩素によりエッチングが行われる、例えばアルミニウムにより形成される金属膜を備え、当該金属膜が他の金属膜と多層構造を形成している。多層金属膜の一例として、下層側から順に、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜が積層されたＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ構造の金属膜が挙げられる。また、多層金属膜の他の例として、下層側から順に、モリブデン膜、アルミニウム膜、モリブデン膜が積層されたＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ構造の金属膜が挙げられる。

実施形態に係るドライエッチング方法では、まず、図５乃至図８に示す水蒸気処理装置１００を備えた基板処理システム５００を用意する（水蒸気処理装置を用意する工程）。

次に、基板処理システム５００を構成するプロセスチャンバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのいずれかにおいて、基板Ｇの表面に設けられている上記多層金属膜に対してドライエッチング処理を行う。多層金属膜を構成する上記いずれの金属膜のドライエッチング処理においても、塩素を含むガス、例えば、塩素ガスや三塩化ホウ素ガス、四塩化炭素ガスといった塩素系のエッチングガスのいずれか一種のガス、もしくは、これらのうちの少なくとも二種以上が混合された混合ガスが適用される。

より詳細には、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ構造の金属膜に対するドライエッチング処理においては、塩素ガス、もしくは塩素ガスと三塩化ホウ素ガスの混合ガスが処理ガスとして適用される。また、形状制御のために、各金属膜に対して流量などの処理条件を変化させながら多段階のエッチング処理を行う。

また、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ構造の金属膜に対するドライエッチング処理において、上層のモリブデン膜に対しては、六フッ化硫黄などフッ素系のガスを含む処理ガスが適用される。一方、アルミニウム膜に対しては、塩素ガスと三塩化ホウ素ガスの混合ガスが処理ガスとして適用され、下層のモリブデン膜に対しては、塩素ガスなどの塩素系のガスを含む処理ガスが適用される（以上、基板をエッチング処理する工程）。

次に、多層金属膜に対して塩素を含む処理ガスによるドライエッチング処理が施された基板Ｇを、水蒸気処理装置１００の上チャンバー１１０と下チャンバー１３０の双方もしくはいずれか一方に収容する。そして、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１や下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２に水蒸気を供給することにより、基板Ｇに対して上記する水蒸気処理（アフタートリートメント）を行う。この水蒸気処理により、多層金属膜の表面にパターニングされているレジスト膜等に付着している塩素が除去される（以上、水蒸気を供給して処理する工程）。

本実施形態に係るドライエッチング方法においても、アフタートリートメントにおいては、第一載置台１２０や第二載置台１４０を載置台温調部３１０にて温調制御する。さらに、間座１６０の第三開口１６４の周囲と第四開口１６５の周囲をそれぞれ、第三開口周囲温調部３２０と第四開口周囲温調部３３０にて温調制御する。この温調制御により、上チャンバー１１０の処理空間Ｓ１や下チャンバー１３０の処理空間Ｓ２における温度（第一温度）が、常に気化器２１１，２４１の温度を下回らないように調整され、供給された水蒸気の液化を抑制することができる。

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本開示はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

２０：搬送装置（搬送チャンバー）
２２Ａ：第一ゲート
２３：第五開口
２４：第六開口
１００：水蒸気処理装置
１１０：上チャンバー
１１６：第一開口
１３０：下チャンバー
１３６：第二開口
１６０：間座
１６４：第三開口
１６６：第一温調部
１６５：第四開口
１６７：第二温調部
２１１：気化器（水蒸気の気化器）
２４１：気化器（水蒸気の気化器）
Ｇ：基板

Claims (12)

1. 処理ガスによる処理が施された基板を水蒸気により処理するとともに、搬送装置の有する第一ゲートを介して前記搬送装置との間で前記基板の受け渡しを行う、水蒸気処理装置であって、
   上下に積層されている上チャンバー及び下チャンバーと、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーと前記第一ゲートとの間に介在して、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記第一ゲートに繋がれている間座と、を有し、
   前記上チャンバーは第一開口を備え、前記下チャンバーは第二開口を備え、前記間座は前記第一開口と前記第二開口にそれぞれ連通する第三開口と第四開口を備え、前記第三開口と前記第四開口はそれぞれ前記第一ゲートの備える第五開口と第六開口に連通しており、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーは、共通もしくは個別の水蒸気の気化器に連通しており、
   前記間座は、前記第三開口の周囲に第一温調部を備え、前記第四開口の周囲に第二温調部を備えている、水蒸気処理装置。
2. 前記上チャンバーと前記下チャンバーがそれぞれ、前記間座に対向する第一端面と第二端面を備え、
   前記間座が、前記第一端面及び前記第二端面に対向する第三端面と、前記第一ゲートに対向する第四端面とを備え、
   前記第一端面及び前記第二端面と前記第三端面の少なくとも一方と、前記第四端面において、複数の点状のスペーサが設けられており、複数の前記スペーサを介して、前記第一端面及び前記第二端面と前記第三端面が当接し、前記第四端面と前記第一ゲートが当接している、請求項１に記載の水蒸気処理装置。
3. 前記第一端面及び前記第二端面と前記第三端面の少なくとも一方と、前記第四端面において、複数の螺子孔が設けられており、前記螺子孔に螺子式の前記スペーサが螺合されている、請求項２に記載の水蒸気処理装置。
4. 前記スペーサは、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記間座の形成材料よりも熱伝導率の低い材料により形成されている、請求項２又は３に記載の水蒸気処理装置。
5. 前記第一温調部と前記第二温調部はいずれも、熱媒が流通する流路を備えている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水蒸気処理装置。
6. 基板を処理ガスにより処理する一以上の処理装置と、
   第一ゲートと一以上の第二ゲートを備え、前記第二ゲートを介して前記処理装置との間で前記基板の受け渡しを行う、搬送装置と、
   前記第一ゲートを介して前記搬送装置との間で前記基板の受け渡しを行い、処理ガスによる処理が施された前記基板を水蒸気により処理する、水蒸気処理装置と、を有し、
   前記水蒸気処理装置は、
   上下に積層されている上チャンバー及び下チャンバーと、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーと前記第一ゲートとの間に介在して、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記第一ゲートに繋がれている間座と、を有し、
   前記上チャンバーは第一開口を備え、前記下チャンバーは第二開口を備え、前記間座は前記第一開口と前記第二開口にそれぞれ連通する第三開口と第四開口を備え、前記第三開口と前記第四開口はそれぞれ前記第一ゲートの備える第五開口と第六開口に連通しており、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーは、共通もしくは個別の水蒸気の気化器に連通しており、
   前記間座は、前記第三開口の周囲に第一温調部を備え、前記第四開口の周囲に第二温調部を備えている、基板処理システム。
7. 搬送装置の有する第一ゲートを介して前記搬送装置との間で基板の受け渡しを行い、処理ガスによる処理が施された前記基板を水蒸気により処理する、水蒸気処理方法であって、
   上下に積層されている上チャンバー及び下チャンバーと、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーと前記第一ゲートとの間に介在して、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記第一ゲートに繋がれている間座と、を有し、
   前記上チャンバーは第一開口を備え、前記下チャンバーは第二開口を備え、前記間座は前記第一開口と前記第二開口にそれぞれ連通する第三開口と第四開口を備え、前記第三開口と前記第四開口はそれぞれ前記第一ゲートの備える第五開口と第六開口に連通しており、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーは、共通もしくは個別の水蒸気の気化器に連通しており、
   前記間座は、前記第三開口の周囲に第一温調部を備え、前記第四開口の周囲に第二温調部を備えている、水蒸気処理装置を用意する工程と、
   前記上チャンバー及び前記下チャンバーの少なくとも一方に、処理ガスによる処理が施された前記基板を収容し、水蒸気を供給して処理する工程と、を有し、
   前記水蒸気を供給して処理する工程において、前記上チャンバー及び前記下チャンバーの少なくとも一方の温度を第一温度以上の温度雰囲気下にて処理する際に、対応する前記第三開口の周囲もしくは前記第四開口の周囲、あるいは、前記第三開口の周囲と前記第四開口の周囲の双方も、前記第一温度以上の同一の温度に調整する、水蒸気処理方法。
8. 前記第一温度は、６０℃以上１２０℃以下である、請求項７に記載の水蒸気処理方法。
9. 前記上チャンバーと前記下チャンバーのいずれか一方のチャンバーをメンテナンスする際には、いずれか他方のチャンバーのみを使用して前記基板に対して水蒸気を供給して処理し、
   メンテナンスされる前記一方のチャンバーに対応する前記第三開口の周囲もしくは前記第四開口の周囲の温度を、前記第一温度未満の温度に調整する、請求項７又は８に記載の水蒸気処理方法。
10. プロセスチャンバーにおいて基板に対して処理ガスによる処理を施した後、搬送装置の有する第一ゲートを介して前記基板の受け渡しを行い、前記基板を水蒸気により処理する、ドライエッチング方法であって、
    上下に積層されている上チャンバー及び下チャンバーと、
    前記上チャンバー及び前記下チャンバーと前記第一ゲートとの間に介在して、前記上チャンバーと前記下チャンバーと前記第一ゲートに繋がれている間座と、を有し、
    前記上チャンバーは第一開口を備え、前記下チャンバーは第二開口を備え、前記間座は前記第一開口と前記第二開口にそれぞれ連通する第三開口と第四開口を備え、前記第三開口と前記第四開口はそれぞれ前記第一ゲートの備える第五開口と第六開口に連通しており、
    前記上チャンバー及び前記下チャンバーは、共通もしくは個別の水蒸気の気化器に連通しており、
    前記間座は、前記第三開口の周囲に第一温調部を備え、前記第四開口の周囲に第二温調部を備えている、水蒸気処理装置を用意する工程と、
    前記プロセスチャンバーに、アルミニウムを含む多層構造の金属膜を有する前記基板を収容し、塩素含有ガスを含む前記処理ガスによりプラズマを生成して前記基板をエッチング処理する工程と、
    前記上チャンバー及び前記下チャンバーの少なくとも一方に、前記処理ガスによる処理が施された前記基板を収容し、水蒸気を供給して処理する工程と、を有し、
    前記水蒸気を供給して処理する工程において、前記上チャンバー及び前記下チャンバーの少なくとも一方の温度を第一温度以上の温度雰囲気下にて処理する際に、対応する前記第三開口の周囲もしくは前記第四開口の周囲、あるいは、前記第三開口の周囲と前記第四開口の周囲の双方も、前記第一温度以上の同一の温度に調整する、ドライエッチング方法。
11. 前記金属膜は、アルミニウム膜と、前記アルミニウム膜の上層と下層にあるチタン膜もしくはモリブデン膜と、により形成されている、請求項１０に記載のドライエッチング方法。
12. 前記塩素含有ガスは、塩素ガス、三塩化ホウ素ガス、四塩化炭素ガスのいずれか一種のガス、もしくはこれらのうちの少なくとも二種以上が混合された混合ガスである、請求項１０又は１１に記載のドライエッチング方法。

Images