JPWO2004012259A1 - 基板処理容器 - Google Patents
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Abstract
基板処理容器は、容器本体１００と、容器本体１００に密封係合する蓋体１３０とを有する。容器本体１００には、複数の基板支持ロッド１０２が取り付けられており、基板支持ロッド１０２は軸部１０３と、軸部１０３上端に設けられた大径の頭部１０４とを有する。軸部１０３は、容器本体１００を貫通して上下方向に延びている。基板支持ロッド１０２が下降位置にある場合に、頭部１０４は、軸部１０３が通された孔１０８の入口を気密に閉塞する。基板支持ロッド１０２が上昇位置にある場合、容器本体１００の上面と基板支持ロッド１０２により支持されているウエハＷとの間に、ウエハ搬送アーム１４ａの進入を許容する大きな間隙が形成される。この構成により、基板処理容器内の処理空間の上下方向厚さを非常に小さくすることができ、処理流体の使用量の削減およびスループットの向上を図ることができる。
Description
本発明は、その内部に画成される密閉空間内において半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板が処理される基板処理容器に関する。
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（以下「ウエハ」という）に所定の回路パターンを形成している。回路パターンの形成は、洗浄処理された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する工程、このレジスト膜を所定のパターンで露光する工程、露光されたレジスト膜を現像する工程、必要に応じてエッチングや不純物注入を行う工程、ウエハから不用となったレジスト膜を除去する工程を含む。
近年、ウエハからレジスト膜を除去する方法として、水蒸気およびオゾンを含む処理ガスを用いてレジスト膜を水溶性に変質させ、その後に水洗を行うことによりレジスト膜をウエハから除去する方法が提案されている。
図１５はレジスト膜を水溶性に変質させる処理を行うために用いられる処理容器２００の概略断面図である。処理容器２００は、固定された容器本体２０１と昇降自在な蓋体２０２とを有し、蓋体２０２の上下動によって処理容器２００の開閉が行われる。容器本体２０１にはステージ２０３が設けられており、ステージ２０３の表面にはウエハＷを支持する複数の支持ピン２０３ａが設けられている。また容器本体２０１の側壁には、処理ガスを処理容器２００内に導入するためのガス導入口２０４と、処理ガスを排気するための排気口２０５とが対向して設けられている。蓋体２０２とステージ２０３にはそれぞれヒータ２０６ａ、２０６ｂが埋設されており、支持ピン２０３ａに支持されたウエハＷを所定温度に加熱する。支持ピン２０３ａへのウエハＷの載置および除去は、ウエハＷを搬送する図示しない搬送アームによって行われる。
しかし、このような構造を有する処理容器２００では、搬送アームがステージ２０３に衝突することなく搬送アームと支持ピン２０３ａとの間でのウエハＷの受け渡しがスムーズに行われるように、支持ピン２０３ａの長さを例えば１０ｍｍ以上と長くしなければならない。この場合には、処理容器２００内の処理空間の高さ、すなわち処理空間の内容積が大きくなる。このため、一回の処理に必要な処理ガスの量が多くなってランニングコストが高くなる。また、処理容器内での処理ガスの流れが不均一となり、処理の面内均一性が低下する。また複数の処理容器を備えた処理システムを構築する際に、システムの大型化を招く。更に、ステージ２０３からウエハＷまでの距離が遠いためウエハＷの加熱効率が低下し、スループットが低下する。また、ウエハＷの面内温度分布が不均一となり、処理の面内均一性が低下する。
近年、ウエハからレジスト膜を除去する方法として、水蒸気およびオゾンを含む処理ガスを用いてレジスト膜を水溶性に変質させ、その後に水洗を行うことによりレジスト膜をウエハから除去する方法が提案されている。
図１５はレジスト膜を水溶性に変質させる処理を行うために用いられる処理容器２００の概略断面図である。処理容器２００は、固定された容器本体２０１と昇降自在な蓋体２０２とを有し、蓋体２０２の上下動によって処理容器２００の開閉が行われる。容器本体２０１にはステージ２０３が設けられており、ステージ２０３の表面にはウエハＷを支持する複数の支持ピン２０３ａが設けられている。また容器本体２０１の側壁には、処理ガスを処理容器２００内に導入するためのガス導入口２０４と、処理ガスを排気するための排気口２０５とが対向して設けられている。蓋体２０２とステージ２０３にはそれぞれヒータ２０６ａ、２０６ｂが埋設されており、支持ピン２０３ａに支持されたウエハＷを所定温度に加熱する。支持ピン２０３ａへのウエハＷの載置および除去は、ウエハＷを搬送する図示しない搬送アームによって行われる。
しかし、このような構造を有する処理容器２００では、搬送アームがステージ２０３に衝突することなく搬送アームと支持ピン２０３ａとの間でのウエハＷの受け渡しがスムーズに行われるように、支持ピン２０３ａの長さを例えば１０ｍｍ以上と長くしなければならない。この場合には、処理容器２００内の処理空間の高さ、すなわち処理空間の内容積が大きくなる。このため、一回の処理に必要な処理ガスの量が多くなってランニングコストが高くなる。また、処理容器内での処理ガスの流れが不均一となり、処理の面内均一性が低下する。また複数の処理容器を備えた処理システムを構築する際に、システムの大型化を招く。更に、ステージ２０３からウエハＷまでの距離が遠いためウエハＷの加熱効率が低下し、スループットが低下する。また、ウエハＷの面内温度分布が不均一となり、処理の面内均一性が低下する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、内容積の小さい薄型の基板処理容器の実現を可能とする基板支持構造を備えた基板処理容器を提供することを目的としている。
また本発明は、処理の均一性を向上させることができる基板処理容器を提供することを目的としている。
さらに本発明は、スループットを向上させることができる基板処理容器を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は、内部で処理流体を用いて基板に処理が施される基板処理容器において、容器本体と、前記容器本体と分離可能に密封係合して、前記処理容器とともに処理空間を画成する蓋体と、前記容器本体に設けられた複数の基板支持ロッドと、前記基板支持ロッドを第１の高さと第２の高さの間で昇降させることができる駆動装置と、を備え、前記各基板支持ロッドは、基板を下方から支持することができる頭部と、前記頭部から下方に延びる軸部と、を有しており、前記容器本体に、前記処理空間に開口する上端を有するとともに鉛直方向に延びる複数の孔が形成されており、前記各孔に前記各基板支持ロッドの軸部が鉛直方向に移動可能に貫通しており、前記各基板支持ロッドの頭部は、前記容器本体の孔を通過不可能なように寸法付けられており、前記基板支持ロッドが第１の高さに位置している時に前記孔の上端を塞ぐことを特徴とする基板処理容器を提供する。
好適には、前記基板支持ロッドの頭部は、前記基板支持ロッドが第１の高さに位置しているときに前記容器本体の前記孔の上端の近傍部分に接触して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止する弾性シール部材を有している。この場合、好適には、前記容器本体の上面に、前記第１の高さに位置している前記基板支持ロッドの頭部を収容する窪みが形成されており、前記容器本体の孔は前記窪みの底面から下方に延び、前記弾性シール部材は前記窪みの底面に接触するように設けられている。
上記に代えて、前記基板支持ロッドの頭部が下方に向けて先細となる外周面を有しており、前記処理容器の孔の前記上端近傍の内周面が、前記頭部の先細の外周面と相補的な形状を有しており、これにより前記基板支持ロッドが第１の高さに位置しているときに前記外周面と前記内周面が密接して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止するシールが形成される、ようにしてもよい。
前記基板処理容器は、前記容器本体に設けられ、基板の下面を支持することができる複数の基板支持部材を更に備えて構成することができる。この場合、前記基板支持部材の基板支持面の高さは、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合の前記基板支持ロッドの頭部の基板支持面の高さより高く、これにより、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合に、基板が前記基板支持ロッドにより支持されることなく前記基板支持部材により支持される。
前記駆動装置は、前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部に連結されるとともに前記容器本体の底面の下方に設けられたアームと、前記アームを昇降させるアクチュエータとを含むことができる。
この場合、前記基板処理容器は、好ましくは、前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部を囲むベローズを更に備えて構成され、前記ベローズの上端が前記容器本体の前記孔の下端の近傍部分に気密に接続され、前記ベローズの下端は前記アームに気密に接続される。
また、前記アクチュエータの故障に起因した事故を防止するため、前記アームと分離可能に係合して前記アームの運動をロックするストッパを有するアームロック機構を設けることができる。
前記基板処理容器は、前記蓋体を昇降させるアクチュエータを備えて構成することができる。この場合、前記アクチュエータの故障に起因した事故を防止するため、前記蓋体または前記蓋体に固着された部材と分離可能に係合して前記蓋体の運動をロックするストッパを有する蓋体ロック機構を設けることが好適である。
好適な一実施形態においては、前記基板処理容器は前記処理空間から処理流体がリークすることを防止するためのシール部分を有している。好ましくは、前記基板処理容器は、前記シール部分における処理流体のリークを検出するための手段を有する。前記手段は、前記シール部分の前記処理空間と反対側に設けられた密閉空間と、前記密閉空間を吸引する吸引ラインと、前記吸引ラインに設けられた圧力計と、を含む。この構成によれば、前記シール部分において処理流体のリークが発生すると、前記密閉空間の圧力が変動し、この圧力変動が前記圧力計により検出される。これによりリークを検出することができる。
前記密閉空間は、前記基板支持ロッドの軸部が挿通される前記処理容器の孔とすることができる。また、好適な一実施形態においては、前記容器本体と前記蓋体との接触面は、第１のシール部材と、第１のシール部材の外側に配置された第２のシール部材によりシールされる。この場合、前記密閉空間は、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材の間の空間とすることができる。
前記吸引ラインに、オゾンキラーが設けられたオゾン処理ラインを接続することができる。これによれば、処理流体がオゾンを含む場合に、リークした処理流体により基板処理容器周辺が有毒ガス雰囲気となることが防止できる。
前記基板処理装置の前記基板支持ロッド用の前記駆動装置は、前記基板支持ロッドに連結されたピストンと、前記ピストンの周囲を囲むシリンダと、前記シリンダに作動流体を供給する作動流体供給装置と、を含んで構成することができる。
前記基板処理容器は、前記蓋体を昇降させるアクチュエータと、前記基板支持ロッドを上方に向けて付勢するバネを更に備えて構成することができる。この場合、前記蓋体は、前記蓋体を下降させたときに前記基板支持ロッドの頭部に接触して前記バネの弾性力に抗して前記基板支持ロッドを押し下げることができる押圧部材を有する。この場合、前記駆動装置は、前記バネ、前記アクチュエータおよび前記押圧部材を含んで構成される。
前記基板処理容器は、前記蓋体が前記容器本体に接触しているときに、前記容器本体と前記蓋体を密接させるとともに前記蓋体の前記容器本体からの分離を阻止する容器ロック機構を更に備えて構成することができる。
また本発明は、処理の均一性を向上させることができる基板処理容器を提供することを目的としている。
さらに本発明は、スループットを向上させることができる基板処理容器を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は、内部で処理流体を用いて基板に処理が施される基板処理容器において、容器本体と、前記容器本体と分離可能に密封係合して、前記処理容器とともに処理空間を画成する蓋体と、前記容器本体に設けられた複数の基板支持ロッドと、前記基板支持ロッドを第１の高さと第２の高さの間で昇降させることができる駆動装置と、を備え、前記各基板支持ロッドは、基板を下方から支持することができる頭部と、前記頭部から下方に延びる軸部と、を有しており、前記容器本体に、前記処理空間に開口する上端を有するとともに鉛直方向に延びる複数の孔が形成されており、前記各孔に前記各基板支持ロッドの軸部が鉛直方向に移動可能に貫通しており、前記各基板支持ロッドの頭部は、前記容器本体の孔を通過不可能なように寸法付けられており、前記基板支持ロッドが第１の高さに位置している時に前記孔の上端を塞ぐことを特徴とする基板処理容器を提供する。
好適には、前記基板支持ロッドの頭部は、前記基板支持ロッドが第１の高さに位置しているときに前記容器本体の前記孔の上端の近傍部分に接触して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止する弾性シール部材を有している。この場合、好適には、前記容器本体の上面に、前記第１の高さに位置している前記基板支持ロッドの頭部を収容する窪みが形成されており、前記容器本体の孔は前記窪みの底面から下方に延び、前記弾性シール部材は前記窪みの底面に接触するように設けられている。
上記に代えて、前記基板支持ロッドの頭部が下方に向けて先細となる外周面を有しており、前記処理容器の孔の前記上端近傍の内周面が、前記頭部の先細の外周面と相補的な形状を有しており、これにより前記基板支持ロッドが第１の高さに位置しているときに前記外周面と前記内周面が密接して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止するシールが形成される、ようにしてもよい。
前記基板処理容器は、前記容器本体に設けられ、基板の下面を支持することができる複数の基板支持部材を更に備えて構成することができる。この場合、前記基板支持部材の基板支持面の高さは、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合の前記基板支持ロッドの頭部の基板支持面の高さより高く、これにより、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合に、基板が前記基板支持ロッドにより支持されることなく前記基板支持部材により支持される。
前記駆動装置は、前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部に連結されるとともに前記容器本体の底面の下方に設けられたアームと、前記アームを昇降させるアクチュエータとを含むことができる。
この場合、前記基板処理容器は、好ましくは、前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部を囲むベローズを更に備えて構成され、前記ベローズの上端が前記容器本体の前記孔の下端の近傍部分に気密に接続され、前記ベローズの下端は前記アームに気密に接続される。
また、前記アクチュエータの故障に起因した事故を防止するため、前記アームと分離可能に係合して前記アームの運動をロックするストッパを有するアームロック機構を設けることができる。
前記基板処理容器は、前記蓋体を昇降させるアクチュエータを備えて構成することができる。この場合、前記アクチュエータの故障に起因した事故を防止するため、前記蓋体または前記蓋体に固着された部材と分離可能に係合して前記蓋体の運動をロックするストッパを有する蓋体ロック機構を設けることが好適である。
好適な一実施形態においては、前記基板処理容器は前記処理空間から処理流体がリークすることを防止するためのシール部分を有している。好ましくは、前記基板処理容器は、前記シール部分における処理流体のリークを検出するための手段を有する。前記手段は、前記シール部分の前記処理空間と反対側に設けられた密閉空間と、前記密閉空間を吸引する吸引ラインと、前記吸引ラインに設けられた圧力計と、を含む。この構成によれば、前記シール部分において処理流体のリークが発生すると、前記密閉空間の圧力が変動し、この圧力変動が前記圧力計により検出される。これによりリークを検出することができる。
前記密閉空間は、前記基板支持ロッドの軸部が挿通される前記処理容器の孔とすることができる。また、好適な一実施形態においては、前記容器本体と前記蓋体との接触面は、第１のシール部材と、第１のシール部材の外側に配置された第２のシール部材によりシールされる。この場合、前記密閉空間は、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材の間の空間とすることができる。
前記吸引ラインに、オゾンキラーが設けられたオゾン処理ラインを接続することができる。これによれば、処理流体がオゾンを含む場合に、リークした処理流体により基板処理容器周辺が有毒ガス雰囲気となることが防止できる。
前記基板処理装置の前記基板支持ロッド用の前記駆動装置は、前記基板支持ロッドに連結されたピストンと、前記ピストンの周囲を囲むシリンダと、前記シリンダに作動流体を供給する作動流体供給装置と、を含んで構成することができる。
前記基板処理容器は、前記蓋体を昇降させるアクチュエータと、前記基板支持ロッドを上方に向けて付勢するバネを更に備えて構成することができる。この場合、前記蓋体は、前記蓋体を下降させたときに前記基板支持ロッドの頭部に接触して前記バネの弾性力に抗して前記基板支持ロッドを押し下げることができる押圧部材を有する。この場合、前記駆動装置は、前記バネ、前記アクチュエータおよび前記押圧部材を含んで構成される。
前記基板処理容器は、前記蓋体が前記容器本体に接触しているときに、前記容器本体と前記蓋体を密接させるとともに前記蓋体の前記容器本体からの分離を阻止する容器ロック機構を更に備えて構成することができる。
図１は、レジスト除去システムの概略平面図。
図２は、図１のレジスト除去システムの概略正面図。
図３は、図１のレジスト除去システムの概略背面図。
図４は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに設けられる基板処理容器の一実施形態を示す概略断面図であって、蓋体および基板支持ロッドが下降位置にある状態を示す図。
図５は、図４に示す処理容器において蓋体および基板支持ロッドが上昇位置にある状態を示す概略断面図。
図６は、図４に示す処理容器の周縁部の拡大断面図。
図７は、図４に示す処理容器に付設されるロック機構の配置を示す概略平面図。
図８は、図７に示すロック機構の押圧ローラの移動を示す説明図。
図９は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器の別の実施形態を示す概略断面図。
図１０は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す概略断面図。
図１１は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す概略断面図。
図１２は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す断面図であって、図１３に示す容器本体のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面を蓋体とともに示す断面図。
図１３は、図１２に示す処理容器の容器本体を示す図であって、図１２におけるＸＩＩＩ方向から見た平面図。
図１４は、図１３に示す容器本体のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面を蓋体とともに示す断面図。
図１５は、従来の処理容器の構造を示す概略断面図。
好適な実施形態の説明
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について具体的に説明する。以下の説明は、水蒸気（純水の蒸気）とオゾン（Ｏ３）を含む処理ガスによってウエハの表面に形成されているレジスト膜を水溶性に変質させる処理（以下、「レジスト水溶化処理」という）と、水溶化処理されたレジストを水洗除去するとともにレジストが除去されたウエハＷを洗浄して清浄な状態にする洗浄処理とを行うレジスト除去システム（基板処理システム）を例にとって行う。
図１はレジスト除去システム１の概略平面図であり、図２はその正面図であり、図３はその背面図である。レジスト除去システム１は、処理ステーション２と、搬送ステーション３と、キャリアステーション４と、ケミカルステーション５とを備えている。キャリアステーション４には他の処理システム等からウエハＷが収容されたキャリアが搬入され、また、キャリアステーション４からこのレジスト除去システム１において所定の処理が終了したウエハＷを収容したキャリアが次の処理を行う他の処理システムへ搬出される。処理ステーション２は、レジスト水溶化処理およびその後のレジスト除去処理および水洗／乾燥処理等をウエハＷに施すための複数の処理ユニットを有している。搬送ステーション３には、処処理ステーション２とキャリアステーション４との間でウエハＷの搬送を行う装置が設けられている。ケミカルステーション５では、処理ステーション２で使用する薬液やガス等の生成および貯留が行われる。
ウエハＷは、キャリアＣ内に略水平姿勢で上下方向（Ｚ方向）に一定の間隔で収容されている。ウエハＷは、キャリアＣの一側面に形成された開口を介してキャリアＣに搬出入され、該開口は着脱自在の蓋体１０ａ（図１には図示せず。図２および図３に蓋体１０ａが取り外された状態を示す）によって開閉される。
図１に示すように、キャリアステーション４は、図中Ｙ方向に沿って３箇所にキャリアＣを載置できる載置台６を有している。キャリアＣは蓋体が設けられた側面がキャリアステーション４と搬送ステーション３との間の境界壁８ａを向くようにして載置台６に載置される。境界壁８ａのキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓９ａが形成されており、各窓９ａの搬送ステーション３側には窓９ａを開閉するシャッタ１０が設けられている。シャッタ１０にはキャリアＣの蓋体１０ａを把持する把持手段（図示せず）が付設されている。把持手段は、図２および図３に示すように、キャリアＣから蓋体１０ａを取り外して、搬送ステーション３内に退避させる。
搬送ステーション３に設けられたウエハ搬送装置７はウエハＷを保持するウエハ搬送ピック７ａを有している。ウエハ搬送装置７は搬送ステーション３の床上にＹ方向に延在するガイド１１（図２および図３参照）に沿ってＹ方向に移動可能である。ウエハ搬送ピック７ａは、水平方向に移動可能であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内で回転自在（θ回転）である。
シャッタ１０を開いてキャリアＣの内部と搬送ステーション３とが窓９ａを介して連通したとき、ウエハ搬送ピック７ａは、載置台６に載置された全てのキャリアＣ内のウエハＷにアクセス可能であり、キャリアＣ内の任意の高さ位置にあるウエハＷをキャリアＣから搬出することができ、また逆に、キャリアＣの任意の位置にウエハＷを搬入することができる。
処理ステーション２は、搬送ステーション３側に２台のウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１３ａ、１３ｂを有している。ウエハ載置ユニット１３ｂは、搬送ステーション３から処理ステーション２に未処理のウエハＷが搬入されるときに、該未処理のウエハＷを一時的に保持する。ウエハ載置ユニット１３ａは、処理ステーション２から搬送ステーション３に処理済みのウエハＷが戻されるときに、該処理済みのウエハＷを一時的に保持する。処理ステーション２内でフィルターファンユニット（ＦＦＵ）１８から清浄な空気がダウンフローされるため、処理済みのウエハＷを上段のウエハ載置ユニット１３ａに載置することにより、該処理済みのウエハＷの汚染が抑制される。
搬送ステーション３と処理ステーション２との間の境界壁８ｂのウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂに位置に、窓９ｂが設けられている。ウエハ搬送ピック７ａは、窓９ｂを介してウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂにアクセス可能であり。従って、ウエハ搬送ピック７ａは、キャリアＣとウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂとの間でウエハＷを搬送することができる。
処理ステーション２には、ウエハＷに形成されているレジスト膜を水溶性に変質させる処理を行う８台のレジスト水溶化処理ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈが２列４段でレジスト除去システム１の背面側に配置されている。更に処理ステーション２には、、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈにより水溶化されたレジスト膜をウエハＷから除去し、該ウエハＷを清浄な状態に洗浄し、そして該ウエハＷを乾燥する一連の処理を行う洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２ａ〜１２ｄが２列２段でレジスト除去システム１の正面側に配置されている。処理ステーション２の略中央部には、処理ステーション２内においてウエハＷを搬送する主ウエハ搬送装置１４が設けられている。
処理ステーション２内の主ウエハ搬送装置１４を挟んでウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂと対向する位置には、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄでの処理を終えたウエハＷを加熱して乾燥するホットプレートユニット（ＨＰ）１９ａ〜１９ｄが４段に積み重ねられて配置されている。ウエハ載置ユニット１３ａの上方には、加熱乾燥処理されたウエハＷを冷却するクーリングプレートユニット（ＣＯＬ）２１ａ、２１ｂが積み重ねられている。ウエハ載置ユニット１３ａは、クーリングプレートユニットとしての機能も有する。処理ステーション２の上部には処理ステーション２の内部に清浄な空気を送風するフィルターファンユニット（ＦＦＵ）１８が設けられている。
主ウエハ搬送装置１４は、ウエハＷを搬送するウエハ搬送アーム１４ａを有している。主ウエハ搬送装置１４の本体はＺ軸周りに回転自在である。ウエハ搬送アーム１４ａは水平方向に進退自在であり、かつＺ方向に昇降自在である。ウエハ搬送装置１４は、処理ステーション２に設けられた各ユニットにアクセス可能であり、これら各ユニット間でウエハＷを搬送することができる。
レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｄとレジスト水溶化処理ユニット１５ｅ〜１５ｈとは、その境界壁２２ｂに関して略対称な構造を有している。後に詳細に説明するように、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈは、ウエハＷを水平姿勢で収容する密閉式の処理容器を有している。この処理容器内に水蒸気およびオゾンを含む処理ガスが供給され、これによりウエハＷの表面に形成されているレジスト膜がウエハＷから容易に除去できるように変質する。
洗浄処理ユニット１２ａ、１２ｂは洗浄処理ユニット１２ｃ、１２ｄとは境界壁２２ａに関して略対称な構造を有している。これにより、主ウエハ搬送装置１４の構造を簡単なものとすることができ、ウエハ搬送アーム１４ａの洗浄処理ユニットへのアクセスが容易となる。洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄは、ウエハＷを保持して回転するスピンチャックと、スピンチャックを囲むカップと、スピンチャックに保持されたウエハＷの表面に洗浄液（純水、有機溶剤）を噴射する洗浄液噴射ノズルと、ウエハＷの表面に乾燥ガスを噴射するガス噴射ノズルと、を有している。このような洗浄処理ユニットは公知であり、ここでは詳細な説明は行わない。
ケミカルステーション５には、水蒸気とオゾンを含む処理ガスを生成してレジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈに供給する処理ガス供給装置１６と、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄで使用する洗浄液を貯蔵するとともにそこから送液する洗浄液供給装置１７と、が設けられている。処理ガス供給装置１６は、酸素ガスをオゾン化するオゾン発生器（図示せず）と、純水を気化させて水蒸気を発生させる水蒸気発生器（図示せず）と、オゾンおよび窒素の混合ガスと水蒸気を混合して処理流体を生成するミキサー（図示せず）とを含んでいる。また、処理ガス供給装置１６には、窒素ガス供給ライン（図示せず）が設けられている。窒素ガスは、オゾンの希釈および処理容器のパージ等に用いられる。
次に、レジスト水溶化処理ユニット１５ａの構成について詳細に説明する。レジスト水溶化処理ユニット１５ａは、箱体（図示せず）の内部にウエハＷを収容する密閉式の処理容器が配置された構成を有している。図４及び図５は本発明による処理容器３０の概略断面図であり、図６は処理容器３０の周縁部を拡大して示した断面図である。
処理容器３０は、水溶化処理ユニット１５ａの図示しない箱体に不動に取り付けられた容器本体４１ａと、容器本体４１ａの上面を覆う蓋体４１ｂから構成されている。蓋体４１ｂは前記箱体を構成するフレームまたは上壁（図示せず）に固定されたエアシリンダ等の昇降機構４２によって昇降自在である。図４及び図６は蓋体４１ｂを容器本体４１ａに密接させた状態を示し、図５は蓋体４１ｂを容器本体４１ａの上方に離間させた状態を示している。
容器本体４１ａの周縁部４４ｃの上面にはＯリング４３が配置されている。蓋体４１ｂの周縁部４５ｃの下面は略平坦な面となっている。蓋体４１ｂを降下させると、Ｏリング４３が圧縮されて、蓋体４１ｂの周縁部４５ｃの下面と容器本体４１ａの周縁部４４ｃの上面との間がシールされる。こうして処理容器３０内に密閉された処理空間３２が形成される。
容器本体４１ａの周縁部４４ｃには、処理空間３２に水蒸気およびオゾンを含む処理ガスを供給するための供給口４６ａと、処理空間３２での処理に供された処理ガスを排出するための排出口４６ｂが設けられている。供給口４６ａからは、処理空間３２への処理ガスの供給の前後において処理空間３２をパージするために使用される各種のガス、例えば窒素ガスや窒素ガスとオゾンの混合ガスを供給することができる。
昇降機構４２が発生する押圧力により容器本体４１ａと蓋体４１ｂとを密接させることが可能である。しかし、容器本体４１ａと蓋体４１ｂとの密接をより確実なものとするため、並びに昇降機構４２の予期せぬ一時的な作動不良に対応するため、処理容器３０に容器本体４１ａと蓋体４１ｂとを強固に結合するロック機構３５を設けることが好ましい。
図７は、処理容器３０にロック機構３５を設けた場合の、処理容器３０を蓋体４１ａの上方から見た概略平面図である。蓋体４１ｂの周縁部４５ｃに４箇所の切欠き６１が設けられており、これにより蓋体４１ｂの周縁部４５ｃに円弧状の４つのフランジ４５ｄが形成される。容器本体４１ａの周縁部４４ｃにも蓋体４１ｂと同じ角度位置に４箇所の切欠き６１が設けられており、これにより容器本体４１ａの周縁部４４ｃに円弧状の４つのフランジ４４ｄが形成される。上方向から見た場合、容器本体４１ａのフランジ４４ｄは蓋体４１ｂのフランジ４５ｄと重なる位置にある。ロック機構３５は、蓋体４１ｂの周縁部に沿って同期して移動する４個の挟持装置５７を有している。各挟持装置５７は、回転軸５８回りに回転自在な押圧ローラ５９ａ、５９ｂと、回転軸５８を保持するローラ保持部材６０と、を有している。
図８は、容器本体４１ａおよび蓋体４１ｂのフランジ４４ｄ、４５ｄ、並びに押圧ローラ５９ａ、５９ｂのみを表示した概略側面図である。切欠き６１の位置に挟持部材５７が位置しているときには、蓋体４１ｂの昇降を自由に行うことができる。蓋体４１ｂの中心を中心として、４個の挟持部材５７を同時に蓋体４１ｂの周縁に沿って円周方向に４５度だけ移動させると、押圧ローラ５９ａは回転しながら蓋体４１ｂのフランジ４５ｄの上面のスロープに沿って移動し、押圧ローラ５９ｂは回転しながら容器本体４１ａのフランジ４４ｄの下面のスロープに沿って移動する。押圧ローラ５９ａ、５９ｂが切欠き６１内に位置しているときの押圧ローラ５９ａ、５９ｂ間の隙間は、フランジ４４ｄの下面とフランジ４５ｄの上面との間の距離より小さい。従って、押圧ローラ５９ａ、５９ｂは、フランジ４４ｄ、４５ｄの中央部上に乗っているとき、フランジ４４ｄ、４５ｄをこれらが互いに近接する方向に押し付ける。これにより蓋体４１ｂは容器本体４１ａに強く押し付けられる。
回転軸５８をバネを介してローラ保持部材６０に上下方向移動可能に取付け、押圧ローラ５９ａ、５９ｂによる押圧力を調整可能としてもよい。切欠き６１を設ける位置は図７に示す４箇所に限定されないが、切欠き６１は３箇所以上に等間隔で設けることが好ましい。
容器本体４１ａの中央には、円盤の形状のステージ４４ａが設けられている。ステージ４４ａと周縁部４４ｃとの間には円環状の溝４４ｂが形成されている。溝４４ｂには、３箇所に貫通孔４７が形成されている。貫通孔４７は、溝４４ｂの底面から下方に延び、容器本体を貫通している。貫通孔４７の下部の直径は上部の直径より大きい。
各貫通孔４７には、ウエハＷの周縁を支持する支持部材（頭部）４８を先端に有する基板支持ロッド４９が配置されている。支持部材４８は、図示されているようにロッド部分と別部品であってもよいし、ロッド部分と一体に成形されたものであってもよい。支持ロッド４９を昇降させるロッド昇降機構５０が、容器本体４１ａの下面に取り付けられている。
支持部材４８は、上面でウエハＷを支持する胴部４８ａと、胴部４８ａの上面に設けられたガイド４８ｂを有している。ガイド４８ｂによって胴部４８ａに支持されたウエハＷの水平方向での移動が抑制される。胴部４８ａの下部は下方に向けて先細の（テーパー付けされた）円錐台形状となっている。貫通孔４７の上端部分は、胴部４８ａの下部と相補的な円錐台形状になっている（図６参照）。ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を貫通孔４７入口に押し付けることにより、貫通孔４７は支持部材４８によって気密に閉塞される。これにより、処理容器３０の処理空間３２に処理ガスを供給した場合に、貫通孔４７を介した処理ガスの処理容器３０外部へのリークが防止される。
図６に示すように、ロッド昇降機構５０は、円柱状の内部空間を有するシリンダ５１と、シリンダ５１の内部空間に配置された昇降ロッド５２とを有している。昇降ロッド５２の上端は基板支持ロッド４９の下端に接続されている。昇降ロッド５２は中央部に拡径部（すなわちピストン）を有しており、これによりシリンダ５１の内部空間は、該拡径部の上下にそれぞれ位置する室５４ｂ、５４ａに分離される。昇降ロッド５２の拡径部の外周面にはシールリング５３が装着されている。
シリンダ５１には下側室５４ａと連通するように第１の空気通路５５ａが設けられ、第１の空気通路５５ａは空気供給機構３１ａと配管により連結されている。上側室５４ｂと連通するように第２の空気通路５５ｂが設けられており、第２の空気通路５５ｂは空気供給機構３１ｂと配管により連結されている。
第１の空気通路５５ａから下側室５４ａへ空気を導入すると昇降ロッド５２が上昇し、第２の空気通路５５ｂから上側室５４ｂへ空気を導入することによって昇降ロッド５２が降下する。昇降ロッド５２の上下動に伴い基板支持ロッド４９および支持部材４８が昇降する。支持ロッド４９の下端には拡径部が設けられており、該拡径部が貫通孔４７の小径部分の出口に衝突すると支持ロッド４９はそれ以上上昇することができず、これにより支持部材４８の上限位置が決定される。
図５に示すように、基板支持ロッド４９および支持部材４８を上昇させると、支持部材４８のウエハ支持面とステージ４４ａの上面との上下方向距離が大きくなる。これにより、これによりウエハ搬送アーム１４ａ（図５には図示せず）は、容器本体４１ａと衝突することなく、支持部材４８との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。図４及び図６に示すように、昇降ロッド５２を降下させると、支持部材４８は貫通孔４７の上側入口を閉塞し、このとき、ウエハＷがステージ４４ａに近接して支持部材４８により保持される。
以上述べたように、処理容器３０においては、図１５に示す従来の処理容器２００のように、処理空間に常時突出する長い基板支持ピン２０３ａを設ける必要がない。このため、処理容器３０を薄型として、内容積を小さくすることができる。また、支持部材４８が下降した際には、支持部材４８は容器本体４１ａの溝４４ｂ内に収容され、かつ、支持部材４８に支持されているウエハＷはステージ４４ａと近接する。このことにより、処理空間３２の内容積を更に小さくすることができる。処理空間３２が小さくなれば、処理に必要な処理ガスの量を低減することができる。
上述したように、下降位置にある支持部材４８によって貫通孔４７入口が閉塞されるために、貫通孔４７を通して処理ガスが処理容器３０外部に漏れることが防止される。しかし、支持部材４８への異物付着やロッド昇降機構５０の一時的な動作不良等の不測の事態に備えて、貫通孔４７の下端を閉塞するリング状のダイヤフラム５６が設けられている。ダイヤフラム５６の内周面は支持ロッド４９の外周面に気密に接続され、ダイヤフラム５６の外周面は処理容器３０の下面の貫通孔４７の周囲部分と、シリンダ５１の上面との間に挟持されている。ダイヤフラム５６は、好適にはＰＴＦＥ等の耐食性に優れたフッ素樹脂からなる。
容器本体４１ａのステージ４４ａにはウエハＷを加熱するヒータ３９ａが埋設されている。処理中にはウエハＷは下降位置にある支持部材４８によりステージ４４ａに近接した状態で保持されるため、ウエハＷの昇温を短時間で行うことができる。また、ウエハＷの温度分布の均一性もまた高められる。従って、スループットを向上させながら、処理品質を高めることができる。蓋体４１ｂにもヒータ３９ｂが設けられている。ヒータ３９ｂを設けることにより、ウエハＷの昇温をより速く均一に行うことができる。なお、図６においてはヒータ３９ａ、３９ｂの図示を省略している。
レジスト除去システム１により実行される一連の処理工程を以下に説明する。最初に、エッチング処理済みのウエハＷが収容されたキャリアＣが、オペレータによって、または自動搬送装置によって載置台６に載置される。該ウエハＷには、エッチング処理において、エッチングマスクとして用いられたレジスト膜が付着している。次いで、シャッタ１０が下降し窓９ａが開かれ、更にキャリアＣから蓋体１０ａが取り外される。続いてウエハ搬送ピック７ａによって、キャリアＣの所定位置にある１枚のウエハＷがウエハ載置ユニット１３ｂへ搬送される。
次に、ウエハ搬送アーム１４ａが、ウエハ載置ユニット１３ｂに載置されたウエハＷを、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ（または１５ｂ〜１５ｈのいずれか）に搬入する。レジスト水溶化処理ユニット１５ａへのウエハＷの搬入は次のようにして行われる。まず、処理容器３０の蓋体４１ｂを容器本体４１ａから分離し、容器本体４１ａ上方に退避させる。その後に、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を上昇させる。次いで、ウエハＷを保持したウエハ搬送アーム１４ａが、支持部材４８の上方に進入し、降下し、その後水平方向に退出する。これにより、ウエハＷはウエハ搬送アーム１４ａから支持部材４８に渡される。
ウエハ搬送アーム１４ａをレジスト水溶化処理ユニット１５ａから退出させた後に、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を降下させる。これによりウエハＷは所定の処理位置に位置し、また、貫通孔４７が支持部材４８の胴部４８ａによって閉塞される。続いて、蓋体４１ｂを降下させて、蓋体４１ｂを容器本体４１ａに密着させる。次いでロック機構３５を動作させて、容器本体４１ａおよび蓋体４１ｂを強固に結合し、処理容器３０を密閉状態とする。
容器本体４１ａと蓋体４１ｂのヒータ３９ａ、３９ｂを通電して、容器本体４１ａのステージ４４ａと蓋体４１ｂの中央部分を所定の温度に保持する。例えば、ステージ４４ａの温度を１００℃とし、蓋体４１ｂの温度は、ステージ４４ａの温度より高い１１０℃とする。これにより、後に処理容器内に水蒸気とオゾンを含む処理ガスを供給した際の水蒸気の結露が防止される。また、処理容器３０内における水蒸気の密度が、蓋体４１ｂ側よりもステージ４４ａ側で高くなるために、水蒸気を効率的にウエハＷに供給することができる。
なお、ステージ４４ａと蓋体４１ｂの温度差が大きくなりすぎると、ステージ４４ａおよびウエハＷに結露が生じやすくなり、この温度差が小さいとウエハＷの上側と下側の水蒸気密度の差が生じない。このためステージ４４ａと蓋体４１ｂの温度差は５℃〜１５℃、好ましくは約１０℃とする。
ステージ４４ａおよび蓋体４１ｂが所定温度で安定し、かつ、ウエハＷの面内温度分布がほぼ均一となったら、まず最初に、処理ガス供給口４６ａからオゾンおよび窒素の混合ガスを処理容器３０（処理空間３２）内に供給し、処理容器３０の内部が前記混合ガスでパージされ、かつ、所定の陽圧、例えばゲージ圧で０．２ＭＰａとなるようにする。その後、オゾンおよび窒素の混合ガスにさらに水蒸気を混合した混合処理流体（すなわち処理ガス）を、処理容器３０内に供給する。この処理ガスによってウエハＷに形成されているレジスト膜は、酸化されて水溶性へと変質する。この処理中、処理容器３０内が所定の陽圧に維持されるように、供給口４６ａからの処理空間３２への処理ガスの供給流量と排出口４６ｂからの処理ガスの排気流量が適宜調整される。これにより、レジスト膜の水溶化に要する時間を短縮し、スループットを向上させることができる。
ウエハＷの処理中、貫通孔４７は支持部材４８によって閉塞されているため、処理ガスが処理容器３０の外部にリークすることが防止される。また万一、貫通孔４７を処理ガスが通過しても、ダイヤフラム５６によって処理ガスの処理容器３０の外部へのリークが防止されるために、処理ステーション２に配置された各種の装置や処理ユニットの処理ガスによる損傷が防止される。
レジストの水溶化処理が終了したら、処理ガスの供給を停止する。続いて処理ガス供給装置１６から処理容器３０内に窒素ガスを供給して、処理容器３０内を窒素ガスでパージする。窒素ガスによるパージ処理が終了した状態において、処理容器３０の内圧が外気圧と同じになっていることを確認する。これは、処理容器３０の内部圧力が大気圧よりも高い状態で処理容器３０を開くと、処理容器３０が損傷するおそれがあるからである。処理容器３０の内圧確認後にロック機構３５を解除し、蓋体４１ｂを上昇させる。続いて、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を上昇させる。次いで、ウエハ搬送アーム１４ａを、ウエハＷの下側へ進入させた後に上昇させることにより、ウエハＷは支持部材４８からウエハ搬送アーム１４ａへ渡される。
レジスト水溶化処理ユニット１５ａにおける処理においては、レジストは水溶性へと変質するが、ウエハＷから除去されない。ウエハＷは、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄのいずれかに搬入され、水溶化したレジストの除去処理が洗浄液を用いて行われる。
洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄにおいて洗浄されたウエハＷは、ホットプレートユニット１９ａ〜１９ｄのいずれかに搬送されて、加熱乾燥される。その後ウエハＷは、クーリングプレートユニット２１ａ、２１ｂのいずれかに搬送されて冷却処理される。所定の温度まで冷却されたウエハＷは、主ウエハ搬送装置１４によりウエハ載置ユニット１３ａに搬送され、そこからウエハ搬送装置７によってキャリアＣの所定の位置に収容される。
次に、レジスト水溶化処理ユニット１５ａに適用可能な処理容器の別の実施の形態について説明する。図９は処理容器３０Ａの概略断面図である。処理容器３０Ａの容器本体４１ａの構造は、処理容器３０の容器本体４１ａと同じである。処理容器３０Ａは、ウエハ支持機構３３を有している。ウエハ支持機構３３は、貫通孔４７に挿通され、ウエハＷ周縁部を支持する支持部材（頭部）６３を上端に有する基板支持ロッド６４と、支持ロッド６４を上方に付勢するバイアス機構６５と、を有している。
支持部材６３は、先に示した支持部材４８の胴部４８ａと同じ構造を有している。後述する押圧部材７４によって支持部材６３を貫通孔４７側へ押し付けた際に、支持部材６３が貫通孔４７入口を気密に閉塞する。
バイアス機構６５は、円柱状の内部空間を有する筒体７１と、この内部空間に配置された昇降ロッド７２と、昇降ロッド７２を上方に付勢するバネ７３と、を有している。容器本体４１ａに設けられた貫通孔４７の出口を塞ぐように、筒体７１は容器本体４１ａの裏面に取り付けられている。昇降ロッド７２は支持ロッド６４に連結されている。昇降ロッド７２は、ベアリング７５を介して筒体７１に接触し、筒体７１内を上下に摺動することができる。
昇降ロッド７２は、バネ７３に挿通されている。昇降ロッド７２には拡径部が設けられており、拡径部の下面がバネ７３の上端に当接している。バネ７３の下端は、筒体７１の底壁に当接している。筒体７１の底壁には、昇降ロッド７２の下端部をガイドするために、昇降ロッド７２の下端部より僅かに大きな直径の貫通孔が形成されている。
蓋体４１ｂを上方に退避させた状態では、バネ７３によって昇降ロッド７２が上方に付勢される。しかし、支持ロッド６４の下端部には拡径部が形成されているため、該拡径部が貫通孔４７の小径部分の出口に衝突すると支持ロッド６４はそれ以上上昇することができず、これにより支持部材６３の上限位置が決定される。
蓋体４１ｂの下面には、押圧部材７４が取り付けられている。蓋体４１ｂを下降させると、押圧部材７４が支持部材６３と当接して、バネ７３を収縮させながら、支持部材６３、支持ロッド６４および昇降ロッド７２を一体的に下方へ移動させる。図９には、蓋体４１ｂが下降して容器本体４１ａと係合し、かつ、押圧部材７４により支持部材６３が下方に押し付けられて貫通孔４７を閉塞している状態が実線で示されている。なお、図９より明らかなように、押圧部材７４は、支持部材７３に当接した状態において、ウエハＷの水平方向の移動を抑制するガイドの機能を果たす。また、図９には、蓋体４１ｂが容器本体４１ａから上方に離れて、バネ７３によって支持部材６３が上方に持ち上げられた状態が点線で示されている。
バイアス機構６５は簡単な構造を有しており、先に示したロッド昇降機構５０に要求される空気供給機構が不要であり、またその動作の制御も不要であるという利点がある。
なお、図４乃至図６に示す実施形態と同様に、処理容器３０Ａには、貫通孔４７を介した処理ガスのリークを補助的に防止するリング状のダイヤフラム７６が設けられている。ダイヤフラム７６の内周面は支持ロッド６４の外周面に気密に接続され、ダイヤフラム７６の外周面は処理容器３０の下面の貫通孔４７の周囲部分と、筒体７１の上面との間に挟持されている。
図１０は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｂの概略断面図である。処理容器３０Ｂは容器本体８１ａと蓋体８１ｂとを有している。容器本体８１ａおよび蓋体８１ｂにはウエハＷを加熱するためのヒータ６９ａ、６９ｂがそれぞれ埋設されている。蓋体８１ｂは昇降機構８２により昇降自在である。図１０の左側は蓋体８１ｂを容器本体８１ａから分離して上方に退避させた状態を示しており、図１０の右側は蓋体８１ｂを容器本体８１ａに密接させた状態を示している。
容器本体８１ａの周縁部の上面にはＯリング８４が配置されている。蓋体８１ｂを降下させると蓋体８１ｂの周縁部の下面がＯリング８４を押圧し、容器本体８１ａと蓋体８１ｂとが気密に接続され、処理容器３０Ｂ内に密閉された処理空間３４が画成される。容器本体８１ａには、処理ガスを処理空間３４へ供給するガス供給口８３ａと、処理空間３４からの排気を行うガス排気口８３ｂが設けられている。
処理容器３０ＢにおけるウエハＷの支持は、容器本体８１ａに取り付けられたウエハ支持機構３６によって行われる。ウエハ支持機構３６は、容器本体８１ａに固定された基台８５と、ウエハＷを支持する支持プレート８６と、下端が基台８５に固定され上端が支持プレート８６に固定された多段式の伸縮ロッド８７と、伸縮ロッド８７を囲むとともに下端が基台８５に固定され上端が支持プレート８６に固定されたバネ８８と、支持プレート８６に取り付けられるとともに蓋体８１ｂと離接可能な断面略Ｌ字型のアーム８９と、を有している。アーム８９は、支持プレート８６に支持されたウエハＷの下方を通って半径方向外側に延び、それから上方に向けて屈曲し、ウエハＷの上面より高い位置まで上向きに延びている。
支持プレート８６の上面に小径の支持ピンを突設することが好ましい。これによりウエハＷと支持部材の接触面積を小さくすることができ、ウエハＷの裏面の汚染を抑制することができる。蓋体８１ｂが上方に退避した状態においては、支持プレート８６はバネ８８の付勢力によって上昇し、所定の高さに保持される（図１０左側参照）。この状態で、ウエハ搬送アーム１４ａと支持プレート８６との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
蓋体８１ｂを降下させると、アーム８９の上端が蓋体８１ｂの下面に形成された凹部９０に嵌り、アーム８９は蓋体８１ｂによって下方に押し下げられる。これにより、アーム８９と連結された支持プレート８６がバネ８８を収縮させながら下降する。ウエハ支持機構３６を構成する各部材の寸法は、蓋体８１ｂが容器本体８１ａに接触したときに、容器本体８１ａの上面とウエハＷの裏面との間並びに容器本体８１ａの下面とウエハＷの表面との間に約１ｍｍの小さな間隙が形成されるように定められる（図１０右側参照）。この状態で、処理ガスが処理空間３４に供給されて、ウエハＷに形成されたレジスト膜の水溶化処理が行われる。
なお、伸縮ロッド８７はバネ８８が自立可能であれば設けなくてもよい。ウエハ支持機構３６を構成する各部材には、処理ガスに対して耐食性を有する材料を用いることが好ましい。また、これら各部材の表面を、処理ガスに対して耐食性を有する材料でコーティングすることも好ましい。
図１１は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｃの概略断面図である。処理容器３０Ｃは容器本体９１ａと蓋体９１ｂとを有している。容器本体９１ａおよび蓋体９１ｂにはウエハＷを加熱するためのヒータ７９ａ、７９ｂがそれぞれ埋設されている。蓋体９１ｂは昇降機構９２により昇降自在である。図１１の左側は蓋体９１ｂを容器本体９１ａから分離して上方に退避させた状態を示しており、図１１の右側は蓋体９１ｂを容器本体９１ａに密接させた状態を示している。
容器本体９１ａの周縁部の上面にはＯリング９４が配置されている。蓋体９１ｂを降下させると蓋体９１ｂの周縁部の下面がＯリング９４を押圧し、容器本体９１ａと蓋体９１ｂとが気密に接続され、処理容器３０Ｃ内に密閉された処理空間３７が画成される。容器本体９１ａには、処理ガスを処理空間３７へ供給するガス供給口９３ａと、処理空間３７からの排気を行うガス排気口９３ｂが設けられている。容器本体９１ａの底壁には複数の貫通孔９５が形成されている。
処理容器３０Ｂにおいて、ウエハＷの支持と昇降は、容器本体９１ａに取り付けられたウエハ昇降機構３８によって行われる。ウエハ昇降機構３８は、昇降機構９６ａにより昇降可能な昇降プレート９６と、ウエハＷを支持する基板支持プレート９８と、昇降プレート９６と支持プレート９８とを連結するとともに容器本体９１ａに設けられた貫通孔９５を貫通する支持ロッド９７と、支持プレート９８の表面に配置された支持ピン９８ａと、貫通孔９５から処理容器３０Ｃ外部への処理ガスの漏れを防止するためのベローズ９９と、を有している、ベローズ９９は、支持ロッド９７を囲んでおり、両端が容器本体９１ａの下面と昇降プレート９６の上面にそれぞれ気密に接続されている。
貫通孔９５内には、支持ロッド９７の円滑な昇降を許容しつつ、貫通孔９５から処理容器３０Ｃ外部への処理ガスの漏れを防止するシールリング９５ａが設けられている。
蓋体９１ｂを蓋体９１ａから分離して上方に退避させた状態においては、昇降機構９６ａにより昇降プレート９６を上昇させることができる。これによりベローズ９９が収縮して、支持プレート９８は容器本体９１ａから所定距離だけ上方に離間する（図１１左側参照）。この状態において、ウエハ搬送アーム１４ａと支持プレート９８との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
昇降機構９６ａにより昇降プレート９６および支持プレート９８を降下させると、蓋体９１ｂを降下させて容器本体９１ａに密着させることができる。これにより処理空間３７が画成されるとともに、処理空間３７の内部にウエハＷが収容される（図１０右側参照）。この状態で、ウエハＷが加熱されるとともに処理ガスが処理空間３７に供給されて、ウエハＷに形成されたレジスト膜の水溶化処理が行われる。
図１２乃至図１４は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｄを示す図である。処理容器３０Ｄは、水溶化処理ユニットの図示しない箱体またはフレームに不動に取りつけられた容器本体１００と、容器本体１００の上面を覆い、容器本体１００との間に処理空間Ｓ１を形成する蓋体１３０とを有する。
容器本体１００は、ヒータ１０１が内臓された概ね円盤状のブロックから形成されている。容器本体１００には、第１の直径の円周を３等分した位置にそれぞれ、基板支持ロッド１０２が１つづつ配置されている。各基板支持ロッド１０２は、鉛直方向に延びる細長い円柱形状の軸部１０３と、軸部１０３の上端に設けられた軸部１０３と同軸の円柱状の頭部１０４とを有する。頭部１０４の直径は軸部１０３の直径より大きい。頭部１０４の頂面の中央には、基板の裏面を支持する支持ピン１０５が突設されている。頭部１０４の底面には、Ｏリング１０６が装着されている。
頭部１０４はステンレス鋼からなり、頭部１０４表面にはシリカ被覆が施されている。シリカ被覆はオゾンおよび水蒸気を含む処理流体雰囲気内でのステンレス鋼の腐食を防止する。支持ピン１０５は、前記処理流体雰囲気にさらされた場合に、ウエハＷの処理に有害な成分がそこから溶出しないように、フッ素系樹脂、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）により形成されている。
容器本体１００の上面には、頭部１０４より僅かに大きい直径を有し、頭部１０４の高さ方向長さと概ね等しい深さの窪み１０７が形成されている。窪み１０７の底面には、軸部１０３より大きくかつ頭部１０４より小さい直径を有する孔１０８が形成されている。孔１０８は、容器本体１００を貫通して容器本体１００の底面に開口している。なお、頭部１０４の底面にＯリング１０６を設けることに代えて、窪み１０７の底面にＯリング１０６を設けることもできる。しかしながら、Ｏリング１０６の寿命向上およびメンテナンス性の向上を考慮すると、Ｏリング１０６は頭部１０４に設けることが好ましい。
容器本体１００の下方には、エアーシリンダ１０９すなわちリニアアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ１０９のシリンダロッド１１０の先端には、各基板支持ロッド１０２に向かって延びるロッド昇降アーム１１１が取り付けられている。アーム１１１の先端は、基板支持ロッド１０２の軸部１０３の下端に固着されている。エアーシリンダ１０９を動作させることにより、基板支持ロッド１０２を図１２左側に示す上昇位置と図１２右側に示す下降位置との間で昇降させることができる。各基板支持ロッド１０２の軸部１０３の周囲にはベローズ１１２が設けられている。ベローズ１１２の両端は容器本体１００の底面とロッド昇降アーム１１１の上面とにそれぞれ気密に固着されている。ベローズ１１２は、Ｏリング１０６の破損等の異常が生じた場合、処理容器３０Ｄ内から処理流体が外部に流出することを防止する。
容器本体１００には、前記第１の直径より大きい第２の直径の円周を４等分した位置に、処理容器３０Ｄ内でウエハＷが処理されるときにウエハＷの裏面を支持する支持部材１１３が設けられている。図１４に示すように、支持部材１１３は、胴部１１４と、胴部１１４の頂面１１４ａに突設されたガイド１１５とを有する、胴部１１４は、容器本体１００に形成された窪みに埋め込まれている。支持部材１１３は、ＰＴＦＥにより形成されているか、若しくはＰＴＦＥ被覆が施されたステンレス鋼により形成されている。特に図１４に示すように、胴部１１４の頂面１１４ａ（すなわちウエハ支持面）の高さは、下降位置にある基板支持ロッド１０２の支持ピン１０５の頂面（すなわちウエハ支持面）より高い。
容器本体１００の上面の周縁部分には、わずかに直径の異なる同心円に沿って２つの円周溝が設けられており、そこにはＯリング１１６、１１７がそれぞれ装着されている。
容器本体１００の上面の周縁部分であってＯリング１１６、１１７が配置されている位置より内側には、直径方向に対向する位置に円弧状の溝１１８、１１９がそれぞれ形成されている。溝１１８，１１９にはそれぞれ、容器本体１００の側周面に開口する供給孔１２０および排出孔１２１が接続されている。供給孔１２０には処理流体供給配管１２２が接続されており、配管１２２は処理ガス供給装置１６（図１参照）に連通している。排出孔１２１には、処理流体排出管１２３が接続されており、排出管１２３には、図示しないミストトラップおよびオゾンキラーが設けられている。供給孔１２０から処理容器３０Ｄに供給された水蒸気およびオゾンを含む処理流体は、溝１１８を介して溝１１８の周方向に拡散し、処理空間Ｓ１内に満遍なく均一に供給される。また、処理空間Ｓ１内の処理流体は溝１１９を介して排出孔１２１に導かれ、処理容器３０Ｄ外に排出される。溝１１８、１１９を設けることにより、処理空間Ｓ１内の処理流体の流れが均一化される。
蓋体１３０はヒータ１３１が内蔵された概ね円盤状のブロックから形成される。蓋体１３０の下面周縁部分には、円周方向に沿って延びる周壁１３２が下方に突出している。
蓋体１３０は、蓋体１３０上方に設けられた円盤状の蓋体支持部材１３３に固定されている。蓋体支持部材１３３の周縁部分は、エアシリンダ１３４すなわちリニアアクチュエータのシリンダロッド１３５の先端に固定されている。エアシリンダ１３４を動作させることにより、蓋体１３０は、図１２左側に示す上昇位置と、図１２右側に示す下降位置との間を昇降することができる。エアシリンダ１３４は、処理容器３０Ｄの中心を中心とする円周を等分した位置に複数設けることが好適である。エアシリンダ１０９およびエアシリンダ１３４がともに容器本体１００の下方に配置されているため、レジスト水溶化処理ユニット全体の高さを小さくすることができる。
次に、作用について説明する。
図１２左側に示すように、蓋体１０１および基板支持ロッド１０２が上昇位置にあるときに、主ウエハ搬送装置１４のウエハ搬送アーム１４ａ（図１参照）がウエハＷを載置した状態で基板支持ロッド１０２の上方に位置し、その後下降する。これにより、アーム１４ａに載置されているウエハＷは、基板支持ロッド１０２の支持ピン１０５に移し替えられる。次に、アーム１４ａは、容器本体１００の上方位置から、水平方向に退出する。なお、蓋体１３０が上昇位置にあるときに不測のエアーダウン（エアシリンダ１３４への作動エアを供給する空気供給系の故障）により蓋体１３０が下方にあるアーム１４ａ、基板支持ロッド１０２およびウエハ等に衝突することを防止するため、ロック機構１４０が設けられている。ロック機構１４０は、ロックピン１４１すなわちストッパーと、ロックピン１４１を水平方向に進退させるアクチュエータ１４２とからなる。ロックピン１４１は、蓋体支持部材１３３の下方に突出し、蓋体１３０の下降を防止する。
次に、基板支持ロッド１０２は、図１２右側に示すように頭部１０４が窪み１０７内に収まる下降位置まで下降する。このとき、頭部１０４の底面に設けられたＯリング１０６が窪み１０７の底面に押し付けられる。これにより孔１０８の入口部分がシールされ、処理空間Ｓ１から孔１０８内に処理流体が侵入することが防止される。基板支持ロッド１０２が下降してゆく過程において、支持ピン１０５上に載置されているウエハＷは、支持部材１１３の胴部１１４の頂面１１４ａに移し替えられる（図１４参照）。このとき、仮にウエハＷの位置ずれがあったとしても、ガイド１１５の周面に沿ってウエハＷの周縁がガイドされることにより、ウエハＷは正しい載置位置に導かれる。また、ガイド１１５は、処理中におけるウエハＷの水平方向の位置ずれを防止する。
次に、ロック機構１４０が解除され、蓋体１３０が下降し、蓋体１３０の周壁１３２が容器本体１００に配置されたＯリング１１６，１１７に押し付けられる。これにより容器本体１００と蓋体１３０とは気水密に係合し、処理容器３０Ｄ内に密封された処理空間Ｓ１が画成される。容器本体１００と蓋体１３０が係合したとき、容器本体１００の上面と蓋体１３０の下面との間の隙間は、好ましくは４〜５ｍｍである。また、容器本体１００の上面とウエハＷの下面との間の隙間Ｇ１は、好ましくは０．１〜１ｍｍである。蓋体１３０の下面とウエハＷの上面（レジスト膜が形成されている面）との間の隙間Ｇ２は、好ましくは２〜４ｍｍである。Ｇ２をＧ１より大きくすることにより、主たる被処理面であるウエハＷ上面側に処理流体が優先的に流れる。なお、ウエハＷ下面側にも処理流体を流すようにしているのは、ウエハＷの裏面にもレジスト膜が付着している場合があるからである。以上述べたように処理空間Ｓ１は薄型（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）であり、処理空間Ｓ１の高さ（４〜５ｍｍ）は、ウエハＷの厚さ（通常１ｍｍ程度）の約５倍以下に過ぎない。
蓋体１３０および基板支持ロッド１０２が下降位置にある場合、不測のエアーダウンにより基板支持ロッド１０２が上昇してウエハが損傷することを防止するため、ロック機構１４５が設けられている。ロック機構１４５は、ロックピン１４６すなわちストッパーと、ロックピン１４６を水平方向に進退させるアクチュエータ１４７とからなる。ロックピン１４６は、ロッド昇降アーム１１１に設けられた穴と係合し、アーム１１１をロックする。
この状態で、ヒータによりウエハＷが加熱され、そして排出孔１２１から処理流体を排出しながら供給孔１２０からオゾンおよび水蒸気を含む処理流体が所定流量で処理空間Ｓ１内に供給され、ウエハＷ上のレジスト膜の水溶化処理が行われる。
ウエハＷの水溶化処理中、リーク監視装置１５０がシール不良を監視する。リーク監視装置１５０は、監視用主ライン１５１すなわち吸引ラインを有する。主ライン１５１の上流端は、分岐ライン１５１ａおよび複数の分岐ライン１５１ｂに分岐している。分岐ライン１５１ａは、容器本体１００を貫通して延び、Ｏリング１１６とＯリング１１７との間に形成される密閉空間に開口している。各分岐ライン１５１ｂは、容器本体１００を貫通して延び、各孔１０８内に開口している。図面の簡略化のため図１２には分岐ライン１５１ｂを１つだけ表示してある。なお、孔１０８の内部空間は、上側がＯリング１０６によりシールされるとともに下側がベローズ１１２に接続されているため、密閉空間である。主ライン１５１には、上流側から、圧力計１５２，開閉弁１５３、エジェクタ１５４および切替弁１５５が順次設けられている。切替弁１５５のところで主ライン１５１からオゾン処理ライン１５６が分岐している。オゾン処理ライン１５６には、上流側から、オゾンキラー１５７およびエジェクタ１５８が順次設けられている。オゾン処理ライン１５６の下流端は、主ライン１５１に合流している。
蓋体１３０および基板支持ロッド１０２が下降位置に位置してウエハＷが処理容器３０Ｄに収容され、処理流体の供給が開始されると、開閉弁１５３が開状態とされエジェクタ１５４が作動する。Ｏリング１１６、１１７およびＯリング１０６によるシールが適正に行われていたとすると、圧力計１５２により検出される圧力は所定の負圧である。シールが適正に行われていなければ、圧力計１５２により検出される圧力は、正圧または前記所定の負圧と異なる負圧となる。このような圧力異常が検出されると、基板処理システムはオペレータに対して警告を発する。それと同時に切替弁１５５の位置が切り替えられ、オゾンキラー１５７およびエジェクタ１５８が作動する。これにより、主ライン１５１を流れてきたリーク流体はオゾン処理ライン１５６に流れ込む。リーク流体に含まれるオゾンはオゾンキラー１５７により無毒化された後、主ライン１５１に流出し、図示しない工場排気系に排出される。なお、主ライン１５１にオゾンセンサーを設け、該オゾンセンサーによりオゾンが検出された場合のみにリーク流体をオゾン処理ライン１５６に流すようにしてもよい。
水溶化処理の終了後、処理容器３０Ｄ内が窒素ガスによりパージされる。その後、蓋体１３０が上昇し、更に、基板支持ロッド１０２が上昇しウエハＷが持ち上げられる。次いでウエハ搬送アーム１４ａがウエハＷの下方に侵入した後上昇し、ウエハＷを基板支持ロッド１０２から取り去り、洗浄ユニットに搬送する。その後は、先に他の実施形態で説明したのと同様の手順が実行される。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述した各々の実施形態に限定されるものではない。各実施形態の特徴的構成部分は、他の実施形態に適宜組み込むことができる。例えば図４乃至図６に示す処理容器３０の容器本体４１ａのステージ４４ａの表面に、図１２乃至図１４に示す処理容器３０Ｄに設けられている支持部材１１３に相当する部材を設けてもよい。この場合、ウエハを支持した支持部材４８を降下させると、その途中で支持部材４８から前記支持部材１１３に相当する部材にウエハＷが移載され、支持部材４８はさらに降下して貫通孔４７を閉塞する。また、処理容器３０Ａ〜３０Ｄにも、図７および図８に示すロック機構３５を設けることができる。
上記説明においては被処理基板が半導体ウエハであったが、これに限定されるものではなく、基板は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に使用されるガラス基板であってもよい。
上述の通り、本発明によれば、従来のように処理空間に常時突出する長い基板支持ピンを設ける必要がない。このため処理容器の内部を基板の形状に合わせて薄く形成して、内容積の小さい基板処処理容器を得ることができる。これにより、基板処理容器に供給する処理ガスの量を低減し、有効に処理ガスを利用することが可能となる。このため、基板処理装置のランニングコストを下げ、しかも、スループットを向上させることができる。また、基板処理容器にヒータが設けられる場合には、基板を迅速に加熱することが可能となり、また、基板の温度均一性を高めることができる。これによって基板処理品質が高められ、しかもスループットを向上させることができる。また、処理流体の処理容器外へのリークを簡単な構造により防止しているため、その付属部品を含めた基板処理容器全体を薄型に形成することができる。このため、基板処理容器を多段に踏み重ねて基板処理システムを構築する際に、システム全体の小型化を図ることができる。
図２は、図１のレジスト除去システムの概略正面図。
図３は、図１のレジスト除去システムの概略背面図。
図４は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに設けられる基板処理容器の一実施形態を示す概略断面図であって、蓋体および基板支持ロッドが下降位置にある状態を示す図。
図５は、図４に示す処理容器において蓋体および基板支持ロッドが上昇位置にある状態を示す概略断面図。
図６は、図４に示す処理容器の周縁部の拡大断面図。
図７は、図４に示す処理容器に付設されるロック機構の配置を示す概略平面図。
図８は、図７に示すロック機構の押圧ローラの移動を示す説明図。
図９は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器の別の実施形態を示す概略断面図。
図１０は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す概略断面図。
図１１は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す概略断面図。
図１２は、図１のレジスト除去システムのレジスト水溶化処理ユニットに適用可能な処理容器のさらに別の実施形態を示す断面図であって、図１３に示す容器本体のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面を蓋体とともに示す断面図。
図１３は、図１２に示す処理容器の容器本体を示す図であって、図１２におけるＸＩＩＩ方向から見た平面図。
図１４は、図１３に示す容器本体のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面を蓋体とともに示す断面図。
図１５は、従来の処理容器の構造を示す概略断面図。
好適な実施形態の説明
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について具体的に説明する。以下の説明は、水蒸気（純水の蒸気）とオゾン（Ｏ３）を含む処理ガスによってウエハの表面に形成されているレジスト膜を水溶性に変質させる処理（以下、「レジスト水溶化処理」という）と、水溶化処理されたレジストを水洗除去するとともにレジストが除去されたウエハＷを洗浄して清浄な状態にする洗浄処理とを行うレジスト除去システム（基板処理システム）を例にとって行う。
図１はレジスト除去システム１の概略平面図であり、図２はその正面図であり、図３はその背面図である。レジスト除去システム１は、処理ステーション２と、搬送ステーション３と、キャリアステーション４と、ケミカルステーション５とを備えている。キャリアステーション４には他の処理システム等からウエハＷが収容されたキャリアが搬入され、また、キャリアステーション４からこのレジスト除去システム１において所定の処理が終了したウエハＷを収容したキャリアが次の処理を行う他の処理システムへ搬出される。処理ステーション２は、レジスト水溶化処理およびその後のレジスト除去処理および水洗／乾燥処理等をウエハＷに施すための複数の処理ユニットを有している。搬送ステーション３には、処処理ステーション２とキャリアステーション４との間でウエハＷの搬送を行う装置が設けられている。ケミカルステーション５では、処理ステーション２で使用する薬液やガス等の生成および貯留が行われる。
ウエハＷは、キャリアＣ内に略水平姿勢で上下方向（Ｚ方向）に一定の間隔で収容されている。ウエハＷは、キャリアＣの一側面に形成された開口を介してキャリアＣに搬出入され、該開口は着脱自在の蓋体１０ａ（図１には図示せず。図２および図３に蓋体１０ａが取り外された状態を示す）によって開閉される。
図１に示すように、キャリアステーション４は、図中Ｙ方向に沿って３箇所にキャリアＣを載置できる載置台６を有している。キャリアＣは蓋体が設けられた側面がキャリアステーション４と搬送ステーション３との間の境界壁８ａを向くようにして載置台６に載置される。境界壁８ａのキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓９ａが形成されており、各窓９ａの搬送ステーション３側には窓９ａを開閉するシャッタ１０が設けられている。シャッタ１０にはキャリアＣの蓋体１０ａを把持する把持手段（図示せず）が付設されている。把持手段は、図２および図３に示すように、キャリアＣから蓋体１０ａを取り外して、搬送ステーション３内に退避させる。
搬送ステーション３に設けられたウエハ搬送装置７はウエハＷを保持するウエハ搬送ピック７ａを有している。ウエハ搬送装置７は搬送ステーション３の床上にＹ方向に延在するガイド１１（図２および図３参照）に沿ってＹ方向に移動可能である。ウエハ搬送ピック７ａは、水平方向に移動可能であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内で回転自在（θ回転）である。
シャッタ１０を開いてキャリアＣの内部と搬送ステーション３とが窓９ａを介して連通したとき、ウエハ搬送ピック７ａは、載置台６に載置された全てのキャリアＣ内のウエハＷにアクセス可能であり、キャリアＣ内の任意の高さ位置にあるウエハＷをキャリアＣから搬出することができ、また逆に、キャリアＣの任意の位置にウエハＷを搬入することができる。
処理ステーション２は、搬送ステーション３側に２台のウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１３ａ、１３ｂを有している。ウエハ載置ユニット１３ｂは、搬送ステーション３から処理ステーション２に未処理のウエハＷが搬入されるときに、該未処理のウエハＷを一時的に保持する。ウエハ載置ユニット１３ａは、処理ステーション２から搬送ステーション３に処理済みのウエハＷが戻されるときに、該処理済みのウエハＷを一時的に保持する。処理ステーション２内でフィルターファンユニット（ＦＦＵ）１８から清浄な空気がダウンフローされるため、処理済みのウエハＷを上段のウエハ載置ユニット１３ａに載置することにより、該処理済みのウエハＷの汚染が抑制される。
搬送ステーション３と処理ステーション２との間の境界壁８ｂのウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂに位置に、窓９ｂが設けられている。ウエハ搬送ピック７ａは、窓９ｂを介してウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂにアクセス可能であり。従って、ウエハ搬送ピック７ａは、キャリアＣとウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂとの間でウエハＷを搬送することができる。
処理ステーション２には、ウエハＷに形成されているレジスト膜を水溶性に変質させる処理を行う８台のレジスト水溶化処理ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈが２列４段でレジスト除去システム１の背面側に配置されている。更に処理ステーション２には、、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈにより水溶化されたレジスト膜をウエハＷから除去し、該ウエハＷを清浄な状態に洗浄し、そして該ウエハＷを乾燥する一連の処理を行う洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２ａ〜１２ｄが２列２段でレジスト除去システム１の正面側に配置されている。処理ステーション２の略中央部には、処理ステーション２内においてウエハＷを搬送する主ウエハ搬送装置１４が設けられている。
処理ステーション２内の主ウエハ搬送装置１４を挟んでウエハ載置ユニット１３ａ、１３ｂと対向する位置には、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄでの処理を終えたウエハＷを加熱して乾燥するホットプレートユニット（ＨＰ）１９ａ〜１９ｄが４段に積み重ねられて配置されている。ウエハ載置ユニット１３ａの上方には、加熱乾燥処理されたウエハＷを冷却するクーリングプレートユニット（ＣＯＬ）２１ａ、２１ｂが積み重ねられている。ウエハ載置ユニット１３ａは、クーリングプレートユニットとしての機能も有する。処理ステーション２の上部には処理ステーション２の内部に清浄な空気を送風するフィルターファンユニット（ＦＦＵ）１８が設けられている。
主ウエハ搬送装置１４は、ウエハＷを搬送するウエハ搬送アーム１４ａを有している。主ウエハ搬送装置１４の本体はＺ軸周りに回転自在である。ウエハ搬送アーム１４ａは水平方向に進退自在であり、かつＺ方向に昇降自在である。ウエハ搬送装置１４は、処理ステーション２に設けられた各ユニットにアクセス可能であり、これら各ユニット間でウエハＷを搬送することができる。
レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｄとレジスト水溶化処理ユニット１５ｅ〜１５ｈとは、その境界壁２２ｂに関して略対称な構造を有している。後に詳細に説明するように、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈは、ウエハＷを水平姿勢で収容する密閉式の処理容器を有している。この処理容器内に水蒸気およびオゾンを含む処理ガスが供給され、これによりウエハＷの表面に形成されているレジスト膜がウエハＷから容易に除去できるように変質する。
洗浄処理ユニット１２ａ、１２ｂは洗浄処理ユニット１２ｃ、１２ｄとは境界壁２２ａに関して略対称な構造を有している。これにより、主ウエハ搬送装置１４の構造を簡単なものとすることができ、ウエハ搬送アーム１４ａの洗浄処理ユニットへのアクセスが容易となる。洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄは、ウエハＷを保持して回転するスピンチャックと、スピンチャックを囲むカップと、スピンチャックに保持されたウエハＷの表面に洗浄液（純水、有機溶剤）を噴射する洗浄液噴射ノズルと、ウエハＷの表面に乾燥ガスを噴射するガス噴射ノズルと、を有している。このような洗浄処理ユニットは公知であり、ここでは詳細な説明は行わない。
ケミカルステーション５には、水蒸気とオゾンを含む処理ガスを生成してレジスト水溶化処理ユニット１５ａ〜１５ｈに供給する処理ガス供給装置１６と、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄで使用する洗浄液を貯蔵するとともにそこから送液する洗浄液供給装置１７と、が設けられている。処理ガス供給装置１６は、酸素ガスをオゾン化するオゾン発生器（図示せず）と、純水を気化させて水蒸気を発生させる水蒸気発生器（図示せず）と、オゾンおよび窒素の混合ガスと水蒸気を混合して処理流体を生成するミキサー（図示せず）とを含んでいる。また、処理ガス供給装置１６には、窒素ガス供給ライン（図示せず）が設けられている。窒素ガスは、オゾンの希釈および処理容器のパージ等に用いられる。
次に、レジスト水溶化処理ユニット１５ａの構成について詳細に説明する。レジスト水溶化処理ユニット１５ａは、箱体（図示せず）の内部にウエハＷを収容する密閉式の処理容器が配置された構成を有している。図４及び図５は本発明による処理容器３０の概略断面図であり、図６は処理容器３０の周縁部を拡大して示した断面図である。
処理容器３０は、水溶化処理ユニット１５ａの図示しない箱体に不動に取り付けられた容器本体４１ａと、容器本体４１ａの上面を覆う蓋体４１ｂから構成されている。蓋体４１ｂは前記箱体を構成するフレームまたは上壁（図示せず）に固定されたエアシリンダ等の昇降機構４２によって昇降自在である。図４及び図６は蓋体４１ｂを容器本体４１ａに密接させた状態を示し、図５は蓋体４１ｂを容器本体４１ａの上方に離間させた状態を示している。
容器本体４１ａの周縁部４４ｃの上面にはＯリング４３が配置されている。蓋体４１ｂの周縁部４５ｃの下面は略平坦な面となっている。蓋体４１ｂを降下させると、Ｏリング４３が圧縮されて、蓋体４１ｂの周縁部４５ｃの下面と容器本体４１ａの周縁部４４ｃの上面との間がシールされる。こうして処理容器３０内に密閉された処理空間３２が形成される。
容器本体４１ａの周縁部４４ｃには、処理空間３２に水蒸気およびオゾンを含む処理ガスを供給するための供給口４６ａと、処理空間３２での処理に供された処理ガスを排出するための排出口４６ｂが設けられている。供給口４６ａからは、処理空間３２への処理ガスの供給の前後において処理空間３２をパージするために使用される各種のガス、例えば窒素ガスや窒素ガスとオゾンの混合ガスを供給することができる。
昇降機構４２が発生する押圧力により容器本体４１ａと蓋体４１ｂとを密接させることが可能である。しかし、容器本体４１ａと蓋体４１ｂとの密接をより確実なものとするため、並びに昇降機構４２の予期せぬ一時的な作動不良に対応するため、処理容器３０に容器本体４１ａと蓋体４１ｂとを強固に結合するロック機構３５を設けることが好ましい。
図７は、処理容器３０にロック機構３５を設けた場合の、処理容器３０を蓋体４１ａの上方から見た概略平面図である。蓋体４１ｂの周縁部４５ｃに４箇所の切欠き６１が設けられており、これにより蓋体４１ｂの周縁部４５ｃに円弧状の４つのフランジ４５ｄが形成される。容器本体４１ａの周縁部４４ｃにも蓋体４１ｂと同じ角度位置に４箇所の切欠き６１が設けられており、これにより容器本体４１ａの周縁部４４ｃに円弧状の４つのフランジ４４ｄが形成される。上方向から見た場合、容器本体４１ａのフランジ４４ｄは蓋体４１ｂのフランジ４５ｄと重なる位置にある。ロック機構３５は、蓋体４１ｂの周縁部に沿って同期して移動する４個の挟持装置５７を有している。各挟持装置５７は、回転軸５８回りに回転自在な押圧ローラ５９ａ、５９ｂと、回転軸５８を保持するローラ保持部材６０と、を有している。
図８は、容器本体４１ａおよび蓋体４１ｂのフランジ４４ｄ、４５ｄ、並びに押圧ローラ５９ａ、５９ｂのみを表示した概略側面図である。切欠き６１の位置に挟持部材５７が位置しているときには、蓋体４１ｂの昇降を自由に行うことができる。蓋体４１ｂの中心を中心として、４個の挟持部材５７を同時に蓋体４１ｂの周縁に沿って円周方向に４５度だけ移動させると、押圧ローラ５９ａは回転しながら蓋体４１ｂのフランジ４５ｄの上面のスロープに沿って移動し、押圧ローラ５９ｂは回転しながら容器本体４１ａのフランジ４４ｄの下面のスロープに沿って移動する。押圧ローラ５９ａ、５９ｂが切欠き６１内に位置しているときの押圧ローラ５９ａ、５９ｂ間の隙間は、フランジ４４ｄの下面とフランジ４５ｄの上面との間の距離より小さい。従って、押圧ローラ５９ａ、５９ｂは、フランジ４４ｄ、４５ｄの中央部上に乗っているとき、フランジ４４ｄ、４５ｄをこれらが互いに近接する方向に押し付ける。これにより蓋体４１ｂは容器本体４１ａに強く押し付けられる。
回転軸５８をバネを介してローラ保持部材６０に上下方向移動可能に取付け、押圧ローラ５９ａ、５９ｂによる押圧力を調整可能としてもよい。切欠き６１を設ける位置は図７に示す４箇所に限定されないが、切欠き６１は３箇所以上に等間隔で設けることが好ましい。
容器本体４１ａの中央には、円盤の形状のステージ４４ａが設けられている。ステージ４４ａと周縁部４４ｃとの間には円環状の溝４４ｂが形成されている。溝４４ｂには、３箇所に貫通孔４７が形成されている。貫通孔４７は、溝４４ｂの底面から下方に延び、容器本体を貫通している。貫通孔４７の下部の直径は上部の直径より大きい。
各貫通孔４７には、ウエハＷの周縁を支持する支持部材（頭部）４８を先端に有する基板支持ロッド４９が配置されている。支持部材４８は、図示されているようにロッド部分と別部品であってもよいし、ロッド部分と一体に成形されたものであってもよい。支持ロッド４９を昇降させるロッド昇降機構５０が、容器本体４１ａの下面に取り付けられている。
支持部材４８は、上面でウエハＷを支持する胴部４８ａと、胴部４８ａの上面に設けられたガイド４８ｂを有している。ガイド４８ｂによって胴部４８ａに支持されたウエハＷの水平方向での移動が抑制される。胴部４８ａの下部は下方に向けて先細の（テーパー付けされた）円錐台形状となっている。貫通孔４７の上端部分は、胴部４８ａの下部と相補的な円錐台形状になっている（図６参照）。ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を貫通孔４７入口に押し付けることにより、貫通孔４７は支持部材４８によって気密に閉塞される。これにより、処理容器３０の処理空間３２に処理ガスを供給した場合に、貫通孔４７を介した処理ガスの処理容器３０外部へのリークが防止される。
図６に示すように、ロッド昇降機構５０は、円柱状の内部空間を有するシリンダ５１と、シリンダ５１の内部空間に配置された昇降ロッド５２とを有している。昇降ロッド５２の上端は基板支持ロッド４９の下端に接続されている。昇降ロッド５２は中央部に拡径部（すなわちピストン）を有しており、これによりシリンダ５１の内部空間は、該拡径部の上下にそれぞれ位置する室５４ｂ、５４ａに分離される。昇降ロッド５２の拡径部の外周面にはシールリング５３が装着されている。
シリンダ５１には下側室５４ａと連通するように第１の空気通路５５ａが設けられ、第１の空気通路５５ａは空気供給機構３１ａと配管により連結されている。上側室５４ｂと連通するように第２の空気通路５５ｂが設けられており、第２の空気通路５５ｂは空気供給機構３１ｂと配管により連結されている。
第１の空気通路５５ａから下側室５４ａへ空気を導入すると昇降ロッド５２が上昇し、第２の空気通路５５ｂから上側室５４ｂへ空気を導入することによって昇降ロッド５２が降下する。昇降ロッド５２の上下動に伴い基板支持ロッド４９および支持部材４８が昇降する。支持ロッド４９の下端には拡径部が設けられており、該拡径部が貫通孔４７の小径部分の出口に衝突すると支持ロッド４９はそれ以上上昇することができず、これにより支持部材４８の上限位置が決定される。
図５に示すように、基板支持ロッド４９および支持部材４８を上昇させると、支持部材４８のウエハ支持面とステージ４４ａの上面との上下方向距離が大きくなる。これにより、これによりウエハ搬送アーム１４ａ（図５には図示せず）は、容器本体４１ａと衝突することなく、支持部材４８との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。図４及び図６に示すように、昇降ロッド５２を降下させると、支持部材４８は貫通孔４７の上側入口を閉塞し、このとき、ウエハＷがステージ４４ａに近接して支持部材４８により保持される。
以上述べたように、処理容器３０においては、図１５に示す従来の処理容器２００のように、処理空間に常時突出する長い基板支持ピン２０３ａを設ける必要がない。このため、処理容器３０を薄型として、内容積を小さくすることができる。また、支持部材４８が下降した際には、支持部材４８は容器本体４１ａの溝４４ｂ内に収容され、かつ、支持部材４８に支持されているウエハＷはステージ４４ａと近接する。このことにより、処理空間３２の内容積を更に小さくすることができる。処理空間３２が小さくなれば、処理に必要な処理ガスの量を低減することができる。
上述したように、下降位置にある支持部材４８によって貫通孔４７入口が閉塞されるために、貫通孔４７を通して処理ガスが処理容器３０外部に漏れることが防止される。しかし、支持部材４８への異物付着やロッド昇降機構５０の一時的な動作不良等の不測の事態に備えて、貫通孔４７の下端を閉塞するリング状のダイヤフラム５６が設けられている。ダイヤフラム５６の内周面は支持ロッド４９の外周面に気密に接続され、ダイヤフラム５６の外周面は処理容器３０の下面の貫通孔４７の周囲部分と、シリンダ５１の上面との間に挟持されている。ダイヤフラム５６は、好適にはＰＴＦＥ等の耐食性に優れたフッ素樹脂からなる。
容器本体４１ａのステージ４４ａにはウエハＷを加熱するヒータ３９ａが埋設されている。処理中にはウエハＷは下降位置にある支持部材４８によりステージ４４ａに近接した状態で保持されるため、ウエハＷの昇温を短時間で行うことができる。また、ウエハＷの温度分布の均一性もまた高められる。従って、スループットを向上させながら、処理品質を高めることができる。蓋体４１ｂにもヒータ３９ｂが設けられている。ヒータ３９ｂを設けることにより、ウエハＷの昇温をより速く均一に行うことができる。なお、図６においてはヒータ３９ａ、３９ｂの図示を省略している。
レジスト除去システム１により実行される一連の処理工程を以下に説明する。最初に、エッチング処理済みのウエハＷが収容されたキャリアＣが、オペレータによって、または自動搬送装置によって載置台６に載置される。該ウエハＷには、エッチング処理において、エッチングマスクとして用いられたレジスト膜が付着している。次いで、シャッタ１０が下降し窓９ａが開かれ、更にキャリアＣから蓋体１０ａが取り外される。続いてウエハ搬送ピック７ａによって、キャリアＣの所定位置にある１枚のウエハＷがウエハ載置ユニット１３ｂへ搬送される。
次に、ウエハ搬送アーム１４ａが、ウエハ載置ユニット１３ｂに載置されたウエハＷを、レジスト水溶化処理ユニット１５ａ（または１５ｂ〜１５ｈのいずれか）に搬入する。レジスト水溶化処理ユニット１５ａへのウエハＷの搬入は次のようにして行われる。まず、処理容器３０の蓋体４１ｂを容器本体４１ａから分離し、容器本体４１ａ上方に退避させる。その後に、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を上昇させる。次いで、ウエハＷを保持したウエハ搬送アーム１４ａが、支持部材４８の上方に進入し、降下し、その後水平方向に退出する。これにより、ウエハＷはウエハ搬送アーム１４ａから支持部材４８に渡される。
ウエハ搬送アーム１４ａをレジスト水溶化処理ユニット１５ａから退出させた後に、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を降下させる。これによりウエハＷは所定の処理位置に位置し、また、貫通孔４７が支持部材４８の胴部４８ａによって閉塞される。続いて、蓋体４１ｂを降下させて、蓋体４１ｂを容器本体４１ａに密着させる。次いでロック機構３５を動作させて、容器本体４１ａおよび蓋体４１ｂを強固に結合し、処理容器３０を密閉状態とする。
容器本体４１ａと蓋体４１ｂのヒータ３９ａ、３９ｂを通電して、容器本体４１ａのステージ４４ａと蓋体４１ｂの中央部分を所定の温度に保持する。例えば、ステージ４４ａの温度を１００℃とし、蓋体４１ｂの温度は、ステージ４４ａの温度より高い１１０℃とする。これにより、後に処理容器内に水蒸気とオゾンを含む処理ガスを供給した際の水蒸気の結露が防止される。また、処理容器３０内における水蒸気の密度が、蓋体４１ｂ側よりもステージ４４ａ側で高くなるために、水蒸気を効率的にウエハＷに供給することができる。
なお、ステージ４４ａと蓋体４１ｂの温度差が大きくなりすぎると、ステージ４４ａおよびウエハＷに結露が生じやすくなり、この温度差が小さいとウエハＷの上側と下側の水蒸気密度の差が生じない。このためステージ４４ａと蓋体４１ｂの温度差は５℃〜１５℃、好ましくは約１０℃とする。
ステージ４４ａおよび蓋体４１ｂが所定温度で安定し、かつ、ウエハＷの面内温度分布がほぼ均一となったら、まず最初に、処理ガス供給口４６ａからオゾンおよび窒素の混合ガスを処理容器３０（処理空間３２）内に供給し、処理容器３０の内部が前記混合ガスでパージされ、かつ、所定の陽圧、例えばゲージ圧で０．２ＭＰａとなるようにする。その後、オゾンおよび窒素の混合ガスにさらに水蒸気を混合した混合処理流体（すなわち処理ガス）を、処理容器３０内に供給する。この処理ガスによってウエハＷに形成されているレジスト膜は、酸化されて水溶性へと変質する。この処理中、処理容器３０内が所定の陽圧に維持されるように、供給口４６ａからの処理空間３２への処理ガスの供給流量と排出口４６ｂからの処理ガスの排気流量が適宜調整される。これにより、レジスト膜の水溶化に要する時間を短縮し、スループットを向上させることができる。
ウエハＷの処理中、貫通孔４７は支持部材４８によって閉塞されているため、処理ガスが処理容器３０の外部にリークすることが防止される。また万一、貫通孔４７を処理ガスが通過しても、ダイヤフラム５６によって処理ガスの処理容器３０の外部へのリークが防止されるために、処理ステーション２に配置された各種の装置や処理ユニットの処理ガスによる損傷が防止される。
レジストの水溶化処理が終了したら、処理ガスの供給を停止する。続いて処理ガス供給装置１６から処理容器３０内に窒素ガスを供給して、処理容器３０内を窒素ガスでパージする。窒素ガスによるパージ処理が終了した状態において、処理容器３０の内圧が外気圧と同じになっていることを確認する。これは、処理容器３０の内部圧力が大気圧よりも高い状態で処理容器３０を開くと、処理容器３０が損傷するおそれがあるからである。処理容器３０の内圧確認後にロック機構３５を解除し、蓋体４１ｂを上昇させる。続いて、ロッド昇降機構５０を動作させて支持部材４８を上昇させる。次いで、ウエハ搬送アーム１４ａを、ウエハＷの下側へ進入させた後に上昇させることにより、ウエハＷは支持部材４８からウエハ搬送アーム１４ａへ渡される。
レジスト水溶化処理ユニット１５ａにおける処理においては、レジストは水溶性へと変質するが、ウエハＷから除去されない。ウエハＷは、洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄのいずれかに搬入され、水溶化したレジストの除去処理が洗浄液を用いて行われる。
洗浄処理ユニット１２ａ〜１２ｄにおいて洗浄されたウエハＷは、ホットプレートユニット１９ａ〜１９ｄのいずれかに搬送されて、加熱乾燥される。その後ウエハＷは、クーリングプレートユニット２１ａ、２１ｂのいずれかに搬送されて冷却処理される。所定の温度まで冷却されたウエハＷは、主ウエハ搬送装置１４によりウエハ載置ユニット１３ａに搬送され、そこからウエハ搬送装置７によってキャリアＣの所定の位置に収容される。
次に、レジスト水溶化処理ユニット１５ａに適用可能な処理容器の別の実施の形態について説明する。図９は処理容器３０Ａの概略断面図である。処理容器３０Ａの容器本体４１ａの構造は、処理容器３０の容器本体４１ａと同じである。処理容器３０Ａは、ウエハ支持機構３３を有している。ウエハ支持機構３３は、貫通孔４７に挿通され、ウエハＷ周縁部を支持する支持部材（頭部）６３を上端に有する基板支持ロッド６４と、支持ロッド６４を上方に付勢するバイアス機構６５と、を有している。
支持部材６３は、先に示した支持部材４８の胴部４８ａと同じ構造を有している。後述する押圧部材７４によって支持部材６３を貫通孔４７側へ押し付けた際に、支持部材６３が貫通孔４７入口を気密に閉塞する。
バイアス機構６５は、円柱状の内部空間を有する筒体７１と、この内部空間に配置された昇降ロッド７２と、昇降ロッド７２を上方に付勢するバネ７３と、を有している。容器本体４１ａに設けられた貫通孔４７の出口を塞ぐように、筒体７１は容器本体４１ａの裏面に取り付けられている。昇降ロッド７２は支持ロッド６４に連結されている。昇降ロッド７２は、ベアリング７５を介して筒体７１に接触し、筒体７１内を上下に摺動することができる。
昇降ロッド７２は、バネ７３に挿通されている。昇降ロッド７２には拡径部が設けられており、拡径部の下面がバネ７３の上端に当接している。バネ７３の下端は、筒体７１の底壁に当接している。筒体７１の底壁には、昇降ロッド７２の下端部をガイドするために、昇降ロッド７２の下端部より僅かに大きな直径の貫通孔が形成されている。
蓋体４１ｂを上方に退避させた状態では、バネ７３によって昇降ロッド７２が上方に付勢される。しかし、支持ロッド６４の下端部には拡径部が形成されているため、該拡径部が貫通孔４７の小径部分の出口に衝突すると支持ロッド６４はそれ以上上昇することができず、これにより支持部材６３の上限位置が決定される。
蓋体４１ｂの下面には、押圧部材７４が取り付けられている。蓋体４１ｂを下降させると、押圧部材７４が支持部材６３と当接して、バネ７３を収縮させながら、支持部材６３、支持ロッド６４および昇降ロッド７２を一体的に下方へ移動させる。図９には、蓋体４１ｂが下降して容器本体４１ａと係合し、かつ、押圧部材７４により支持部材６３が下方に押し付けられて貫通孔４７を閉塞している状態が実線で示されている。なお、図９より明らかなように、押圧部材７４は、支持部材７３に当接した状態において、ウエハＷの水平方向の移動を抑制するガイドの機能を果たす。また、図９には、蓋体４１ｂが容器本体４１ａから上方に離れて、バネ７３によって支持部材６３が上方に持ち上げられた状態が点線で示されている。
バイアス機構６５は簡単な構造を有しており、先に示したロッド昇降機構５０に要求される空気供給機構が不要であり、またその動作の制御も不要であるという利点がある。
なお、図４乃至図６に示す実施形態と同様に、処理容器３０Ａには、貫通孔４７を介した処理ガスのリークを補助的に防止するリング状のダイヤフラム７６が設けられている。ダイヤフラム７６の内周面は支持ロッド６４の外周面に気密に接続され、ダイヤフラム７６の外周面は処理容器３０の下面の貫通孔４７の周囲部分と、筒体７１の上面との間に挟持されている。
図１０は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｂの概略断面図である。処理容器３０Ｂは容器本体８１ａと蓋体８１ｂとを有している。容器本体８１ａおよび蓋体８１ｂにはウエハＷを加熱するためのヒータ６９ａ、６９ｂがそれぞれ埋設されている。蓋体８１ｂは昇降機構８２により昇降自在である。図１０の左側は蓋体８１ｂを容器本体８１ａから分離して上方に退避させた状態を示しており、図１０の右側は蓋体８１ｂを容器本体８１ａに密接させた状態を示している。
容器本体８１ａの周縁部の上面にはＯリング８４が配置されている。蓋体８１ｂを降下させると蓋体８１ｂの周縁部の下面がＯリング８４を押圧し、容器本体８１ａと蓋体８１ｂとが気密に接続され、処理容器３０Ｂ内に密閉された処理空間３４が画成される。容器本体８１ａには、処理ガスを処理空間３４へ供給するガス供給口８３ａと、処理空間３４からの排気を行うガス排気口８３ｂが設けられている。
処理容器３０ＢにおけるウエハＷの支持は、容器本体８１ａに取り付けられたウエハ支持機構３６によって行われる。ウエハ支持機構３６は、容器本体８１ａに固定された基台８５と、ウエハＷを支持する支持プレート８６と、下端が基台８５に固定され上端が支持プレート８６に固定された多段式の伸縮ロッド８７と、伸縮ロッド８７を囲むとともに下端が基台８５に固定され上端が支持プレート８６に固定されたバネ８８と、支持プレート８６に取り付けられるとともに蓋体８１ｂと離接可能な断面略Ｌ字型のアーム８９と、を有している。アーム８９は、支持プレート８６に支持されたウエハＷの下方を通って半径方向外側に延び、それから上方に向けて屈曲し、ウエハＷの上面より高い位置まで上向きに延びている。
支持プレート８６の上面に小径の支持ピンを突設することが好ましい。これによりウエハＷと支持部材の接触面積を小さくすることができ、ウエハＷの裏面の汚染を抑制することができる。蓋体８１ｂが上方に退避した状態においては、支持プレート８６はバネ８８の付勢力によって上昇し、所定の高さに保持される（図１０左側参照）。この状態で、ウエハ搬送アーム１４ａと支持プレート８６との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
蓋体８１ｂを降下させると、アーム８９の上端が蓋体８１ｂの下面に形成された凹部９０に嵌り、アーム８９は蓋体８１ｂによって下方に押し下げられる。これにより、アーム８９と連結された支持プレート８６がバネ８８を収縮させながら下降する。ウエハ支持機構３６を構成する各部材の寸法は、蓋体８１ｂが容器本体８１ａに接触したときに、容器本体８１ａの上面とウエハＷの裏面との間並びに容器本体８１ａの下面とウエハＷの表面との間に約１ｍｍの小さな間隙が形成されるように定められる（図１０右側参照）。この状態で、処理ガスが処理空間３４に供給されて、ウエハＷに形成されたレジスト膜の水溶化処理が行われる。
なお、伸縮ロッド８７はバネ８８が自立可能であれば設けなくてもよい。ウエハ支持機構３６を構成する各部材には、処理ガスに対して耐食性を有する材料を用いることが好ましい。また、これら各部材の表面を、処理ガスに対して耐食性を有する材料でコーティングすることも好ましい。
図１１は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｃの概略断面図である。処理容器３０Ｃは容器本体９１ａと蓋体９１ｂとを有している。容器本体９１ａおよび蓋体９１ｂにはウエハＷを加熱するためのヒータ７９ａ、７９ｂがそれぞれ埋設されている。蓋体９１ｂは昇降機構９２により昇降自在である。図１１の左側は蓋体９１ｂを容器本体９１ａから分離して上方に退避させた状態を示しており、図１１の右側は蓋体９１ｂを容器本体９１ａに密接させた状態を示している。
容器本体９１ａの周縁部の上面にはＯリング９４が配置されている。蓋体９１ｂを降下させると蓋体９１ｂの周縁部の下面がＯリング９４を押圧し、容器本体９１ａと蓋体９１ｂとが気密に接続され、処理容器３０Ｃ内に密閉された処理空間３７が画成される。容器本体９１ａには、処理ガスを処理空間３７へ供給するガス供給口９３ａと、処理空間３７からの排気を行うガス排気口９３ｂが設けられている。容器本体９１ａの底壁には複数の貫通孔９５が形成されている。
処理容器３０Ｂにおいて、ウエハＷの支持と昇降は、容器本体９１ａに取り付けられたウエハ昇降機構３８によって行われる。ウエハ昇降機構３８は、昇降機構９６ａにより昇降可能な昇降プレート９６と、ウエハＷを支持する基板支持プレート９８と、昇降プレート９６と支持プレート９８とを連結するとともに容器本体９１ａに設けられた貫通孔９５を貫通する支持ロッド９７と、支持プレート９８の表面に配置された支持ピン９８ａと、貫通孔９５から処理容器３０Ｃ外部への処理ガスの漏れを防止するためのベローズ９９と、を有している、ベローズ９９は、支持ロッド９７を囲んでおり、両端が容器本体９１ａの下面と昇降プレート９６の上面にそれぞれ気密に接続されている。
貫通孔９５内には、支持ロッド９７の円滑な昇降を許容しつつ、貫通孔９５から処理容器３０Ｃ外部への処理ガスの漏れを防止するシールリング９５ａが設けられている。
蓋体９１ｂを蓋体９１ａから分離して上方に退避させた状態においては、昇降機構９６ａにより昇降プレート９６を上昇させることができる。これによりベローズ９９が収縮して、支持プレート９８は容器本体９１ａから所定距離だけ上方に離間する（図１１左側参照）。この状態において、ウエハ搬送アーム１４ａと支持プレート９８との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
昇降機構９６ａにより昇降プレート９６および支持プレート９８を降下させると、蓋体９１ｂを降下させて容器本体９１ａに密着させることができる。これにより処理空間３７が画成されるとともに、処理空間３７の内部にウエハＷが収容される（図１０右側参照）。この状態で、ウエハＷが加熱されるとともに処理ガスが処理空間３７に供給されて、ウエハＷに形成されたレジスト膜の水溶化処理が行われる。
図１２乃至図１４は、本発明による処理容器のさらに別の実施の形態である処理容器３０Ｄを示す図である。処理容器３０Ｄは、水溶化処理ユニットの図示しない箱体またはフレームに不動に取りつけられた容器本体１００と、容器本体１００の上面を覆い、容器本体１００との間に処理空間Ｓ１を形成する蓋体１３０とを有する。
容器本体１００は、ヒータ１０１が内臓された概ね円盤状のブロックから形成されている。容器本体１００には、第１の直径の円周を３等分した位置にそれぞれ、基板支持ロッド１０２が１つづつ配置されている。各基板支持ロッド１０２は、鉛直方向に延びる細長い円柱形状の軸部１０３と、軸部１０３の上端に設けられた軸部１０３と同軸の円柱状の頭部１０４とを有する。頭部１０４の直径は軸部１０３の直径より大きい。頭部１０４の頂面の中央には、基板の裏面を支持する支持ピン１０５が突設されている。頭部１０４の底面には、Ｏリング１０６が装着されている。
頭部１０４はステンレス鋼からなり、頭部１０４表面にはシリカ被覆が施されている。シリカ被覆はオゾンおよび水蒸気を含む処理流体雰囲気内でのステンレス鋼の腐食を防止する。支持ピン１０５は、前記処理流体雰囲気にさらされた場合に、ウエハＷの処理に有害な成分がそこから溶出しないように、フッ素系樹脂、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）により形成されている。
容器本体１００の上面には、頭部１０４より僅かに大きい直径を有し、頭部１０４の高さ方向長さと概ね等しい深さの窪み１０７が形成されている。窪み１０７の底面には、軸部１０３より大きくかつ頭部１０４より小さい直径を有する孔１０８が形成されている。孔１０８は、容器本体１００を貫通して容器本体１００の底面に開口している。なお、頭部１０４の底面にＯリング１０６を設けることに代えて、窪み１０７の底面にＯリング１０６を設けることもできる。しかしながら、Ｏリング１０６の寿命向上およびメンテナンス性の向上を考慮すると、Ｏリング１０６は頭部１０４に設けることが好ましい。
容器本体１００の下方には、エアーシリンダ１０９すなわちリニアアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ１０９のシリンダロッド１１０の先端には、各基板支持ロッド１０２に向かって延びるロッド昇降アーム１１１が取り付けられている。アーム１１１の先端は、基板支持ロッド１０２の軸部１０３の下端に固着されている。エアーシリンダ１０９を動作させることにより、基板支持ロッド１０２を図１２左側に示す上昇位置と図１２右側に示す下降位置との間で昇降させることができる。各基板支持ロッド１０２の軸部１０３の周囲にはベローズ１１２が設けられている。ベローズ１１２の両端は容器本体１００の底面とロッド昇降アーム１１１の上面とにそれぞれ気密に固着されている。ベローズ１１２は、Ｏリング１０６の破損等の異常が生じた場合、処理容器３０Ｄ内から処理流体が外部に流出することを防止する。
容器本体１００には、前記第１の直径より大きい第２の直径の円周を４等分した位置に、処理容器３０Ｄ内でウエハＷが処理されるときにウエハＷの裏面を支持する支持部材１１３が設けられている。図１４に示すように、支持部材１１３は、胴部１１４と、胴部１１４の頂面１１４ａに突設されたガイド１１５とを有する、胴部１１４は、容器本体１００に形成された窪みに埋め込まれている。支持部材１１３は、ＰＴＦＥにより形成されているか、若しくはＰＴＦＥ被覆が施されたステンレス鋼により形成されている。特に図１４に示すように、胴部１１４の頂面１１４ａ（すなわちウエハ支持面）の高さは、下降位置にある基板支持ロッド１０２の支持ピン１０５の頂面（すなわちウエハ支持面）より高い。
容器本体１００の上面の周縁部分には、わずかに直径の異なる同心円に沿って２つの円周溝が設けられており、そこにはＯリング１１６、１１７がそれぞれ装着されている。
容器本体１００の上面の周縁部分であってＯリング１１６、１１７が配置されている位置より内側には、直径方向に対向する位置に円弧状の溝１１８、１１９がそれぞれ形成されている。溝１１８，１１９にはそれぞれ、容器本体１００の側周面に開口する供給孔１２０および排出孔１２１が接続されている。供給孔１２０には処理流体供給配管１２２が接続されており、配管１２２は処理ガス供給装置１６（図１参照）に連通している。排出孔１２１には、処理流体排出管１２３が接続されており、排出管１２３には、図示しないミストトラップおよびオゾンキラーが設けられている。供給孔１２０から処理容器３０Ｄに供給された水蒸気およびオゾンを含む処理流体は、溝１１８を介して溝１１８の周方向に拡散し、処理空間Ｓ１内に満遍なく均一に供給される。また、処理空間Ｓ１内の処理流体は溝１１９を介して排出孔１２１に導かれ、処理容器３０Ｄ外に排出される。溝１１８、１１９を設けることにより、処理空間Ｓ１内の処理流体の流れが均一化される。
蓋体１３０はヒータ１３１が内蔵された概ね円盤状のブロックから形成される。蓋体１３０の下面周縁部分には、円周方向に沿って延びる周壁１３２が下方に突出している。
蓋体１３０は、蓋体１３０上方に設けられた円盤状の蓋体支持部材１３３に固定されている。蓋体支持部材１３３の周縁部分は、エアシリンダ１３４すなわちリニアアクチュエータのシリンダロッド１３５の先端に固定されている。エアシリンダ１３４を動作させることにより、蓋体１３０は、図１２左側に示す上昇位置と、図１２右側に示す下降位置との間を昇降することができる。エアシリンダ１３４は、処理容器３０Ｄの中心を中心とする円周を等分した位置に複数設けることが好適である。エアシリンダ１０９およびエアシリンダ１３４がともに容器本体１００の下方に配置されているため、レジスト水溶化処理ユニット全体の高さを小さくすることができる。
次に、作用について説明する。
図１２左側に示すように、蓋体１０１および基板支持ロッド１０２が上昇位置にあるときに、主ウエハ搬送装置１４のウエハ搬送アーム１４ａ（図１参照）がウエハＷを載置した状態で基板支持ロッド１０２の上方に位置し、その後下降する。これにより、アーム１４ａに載置されているウエハＷは、基板支持ロッド１０２の支持ピン１０５に移し替えられる。次に、アーム１４ａは、容器本体１００の上方位置から、水平方向に退出する。なお、蓋体１３０が上昇位置にあるときに不測のエアーダウン（エアシリンダ１３４への作動エアを供給する空気供給系の故障）により蓋体１３０が下方にあるアーム１４ａ、基板支持ロッド１０２およびウエハ等に衝突することを防止するため、ロック機構１４０が設けられている。ロック機構１４０は、ロックピン１４１すなわちストッパーと、ロックピン１４１を水平方向に進退させるアクチュエータ１４２とからなる。ロックピン１４１は、蓋体支持部材１３３の下方に突出し、蓋体１３０の下降を防止する。
次に、基板支持ロッド１０２は、図１２右側に示すように頭部１０４が窪み１０７内に収まる下降位置まで下降する。このとき、頭部１０４の底面に設けられたＯリング１０６が窪み１０７の底面に押し付けられる。これにより孔１０８の入口部分がシールされ、処理空間Ｓ１から孔１０８内に処理流体が侵入することが防止される。基板支持ロッド１０２が下降してゆく過程において、支持ピン１０５上に載置されているウエハＷは、支持部材１１３の胴部１１４の頂面１１４ａに移し替えられる（図１４参照）。このとき、仮にウエハＷの位置ずれがあったとしても、ガイド１１５の周面に沿ってウエハＷの周縁がガイドされることにより、ウエハＷは正しい載置位置に導かれる。また、ガイド１１５は、処理中におけるウエハＷの水平方向の位置ずれを防止する。
次に、ロック機構１４０が解除され、蓋体１３０が下降し、蓋体１３０の周壁１３２が容器本体１００に配置されたＯリング１１６，１１７に押し付けられる。これにより容器本体１００と蓋体１３０とは気水密に係合し、処理容器３０Ｄ内に密封された処理空間Ｓ１が画成される。容器本体１００と蓋体１３０が係合したとき、容器本体１００の上面と蓋体１３０の下面との間の隙間は、好ましくは４〜５ｍｍである。また、容器本体１００の上面とウエハＷの下面との間の隙間Ｇ１は、好ましくは０．１〜１ｍｍである。蓋体１３０の下面とウエハＷの上面（レジスト膜が形成されている面）との間の隙間Ｇ２は、好ましくは２〜４ｍｍである。Ｇ２をＧ１より大きくすることにより、主たる被処理面であるウエハＷ上面側に処理流体が優先的に流れる。なお、ウエハＷ下面側にも処理流体を流すようにしているのは、ウエハＷの裏面にもレジスト膜が付着している場合があるからである。以上述べたように処理空間Ｓ１は薄型（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）であり、処理空間Ｓ１の高さ（４〜５ｍｍ）は、ウエハＷの厚さ（通常１ｍｍ程度）の約５倍以下に過ぎない。
蓋体１３０および基板支持ロッド１０２が下降位置にある場合、不測のエアーダウンにより基板支持ロッド１０２が上昇してウエハが損傷することを防止するため、ロック機構１４５が設けられている。ロック機構１４５は、ロックピン１４６すなわちストッパーと、ロックピン１４６を水平方向に進退させるアクチュエータ１４７とからなる。ロックピン１４６は、ロッド昇降アーム１１１に設けられた穴と係合し、アーム１１１をロックする。
この状態で、ヒータによりウエハＷが加熱され、そして排出孔１２１から処理流体を排出しながら供給孔１２０からオゾンおよび水蒸気を含む処理流体が所定流量で処理空間Ｓ１内に供給され、ウエハＷ上のレジスト膜の水溶化処理が行われる。
ウエハＷの水溶化処理中、リーク監視装置１５０がシール不良を監視する。リーク監視装置１５０は、監視用主ライン１５１すなわち吸引ラインを有する。主ライン１５１の上流端は、分岐ライン１５１ａおよび複数の分岐ライン１５１ｂに分岐している。分岐ライン１５１ａは、容器本体１００を貫通して延び、Ｏリング１１６とＯリング１１７との間に形成される密閉空間に開口している。各分岐ライン１５１ｂは、容器本体１００を貫通して延び、各孔１０８内に開口している。図面の簡略化のため図１２には分岐ライン１５１ｂを１つだけ表示してある。なお、孔１０８の内部空間は、上側がＯリング１０６によりシールされるとともに下側がベローズ１１２に接続されているため、密閉空間である。主ライン１５１には、上流側から、圧力計１５２，開閉弁１５３、エジェクタ１５４および切替弁１５５が順次設けられている。切替弁１５５のところで主ライン１５１からオゾン処理ライン１５６が分岐している。オゾン処理ライン１５６には、上流側から、オゾンキラー１５７およびエジェクタ１５８が順次設けられている。オゾン処理ライン１５６の下流端は、主ライン１５１に合流している。
蓋体１３０および基板支持ロッド１０２が下降位置に位置してウエハＷが処理容器３０Ｄに収容され、処理流体の供給が開始されると、開閉弁１５３が開状態とされエジェクタ１５４が作動する。Ｏリング１１６、１１７およびＯリング１０６によるシールが適正に行われていたとすると、圧力計１５２により検出される圧力は所定の負圧である。シールが適正に行われていなければ、圧力計１５２により検出される圧力は、正圧または前記所定の負圧と異なる負圧となる。このような圧力異常が検出されると、基板処理システムはオペレータに対して警告を発する。それと同時に切替弁１５５の位置が切り替えられ、オゾンキラー１５７およびエジェクタ１５８が作動する。これにより、主ライン１５１を流れてきたリーク流体はオゾン処理ライン１５６に流れ込む。リーク流体に含まれるオゾンはオゾンキラー１５７により無毒化された後、主ライン１５１に流出し、図示しない工場排気系に排出される。なお、主ライン１５１にオゾンセンサーを設け、該オゾンセンサーによりオゾンが検出された場合のみにリーク流体をオゾン処理ライン１５６に流すようにしてもよい。
水溶化処理の終了後、処理容器３０Ｄ内が窒素ガスによりパージされる。その後、蓋体１３０が上昇し、更に、基板支持ロッド１０２が上昇しウエハＷが持ち上げられる。次いでウエハ搬送アーム１４ａがウエハＷの下方に侵入した後上昇し、ウエハＷを基板支持ロッド１０２から取り去り、洗浄ユニットに搬送する。その後は、先に他の実施形態で説明したのと同様の手順が実行される。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述した各々の実施形態に限定されるものではない。各実施形態の特徴的構成部分は、他の実施形態に適宜組み込むことができる。例えば図４乃至図６に示す処理容器３０の容器本体４１ａのステージ４４ａの表面に、図１２乃至図１４に示す処理容器３０Ｄに設けられている支持部材１１３に相当する部材を設けてもよい。この場合、ウエハを支持した支持部材４８を降下させると、その途中で支持部材４８から前記支持部材１１３に相当する部材にウエハＷが移載され、支持部材４８はさらに降下して貫通孔４７を閉塞する。また、処理容器３０Ａ〜３０Ｄにも、図７および図８に示すロック機構３５を設けることができる。
上記説明においては被処理基板が半導体ウエハであったが、これに限定されるものではなく、基板は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に使用されるガラス基板であってもよい。
上述の通り、本発明によれば、従来のように処理空間に常時突出する長い基板支持ピンを設ける必要がない。このため処理容器の内部を基板の形状に合わせて薄く形成して、内容積の小さい基板処処理容器を得ることができる。これにより、基板処理容器に供給する処理ガスの量を低減し、有効に処理ガスを利用することが可能となる。このため、基板処理装置のランニングコストを下げ、しかも、スループットを向上させることができる。また、基板処理容器にヒータが設けられる場合には、基板を迅速に加熱することが可能となり、また、基板の温度均一性を高めることができる。これによって基板処理品質が高められ、しかもスループットを向上させることができる。また、処理流体の処理容器外へのリークを簡単な構造により防止しているため、その付属部品を含めた基板処理容器全体を薄型に形成することができる。このため、基板処理容器を多段に踏み重ねて基板処理システムを構築する際に、システム全体の小型化を図ることができる。
Claims (16)
- 内部で処理流体を用いて基板に処理が施される基板処理容器において、
容器本体と、
前記容器本体と分離可能に密封係合して、前記処理容器とともに処理空間を画成する蓋体と、
前記容器本体に設けられた複数の基板支持ロッドと、
前記基板支持ロッドを第１の高さと第２の高さの間で昇降させることができる駆動装置と、
を備え、
前記各基板支持ロッドは、基板を下方から支持することができる頭部と、前記頭部から下方に延びる軸部と、を有しており、
前記容器本体に、前記処理空間に開口する上端を有するとともに鉛直方向に延びる複数の孔が形成されており、前記各孔に前記各基板支持ロッドの軸部が鉛直方向に移動可能に貫通しており、
前記各基板支持ロッドの頭部は、前記容器本体の孔を通過不可能なように寸法付けられており、前記基板支持ロッドが第１の高さに位置している時に前記孔の上端を塞ぐ、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記基板支持ロッドの頭部は、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置しているときに前記容器本体の前記孔の上端の近傍部分に接触して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止する弾性シール部材を有している、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項２に記載の基板処理容器において、
前記容器本体の上面に、前記第１の高さに位置している前記基板支持ロッドの頭部を収容する窪みが形成されており、前記容器本体の孔は前記窪みの底面から下方に延び、前記弾性シール部材は前記窪みの底面に接触するように設けられている、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記基板支持ロッドの頭部は下方に向けて先細となる外周面を有しており、
前記処理容器の孔の前記上端近傍の内周面は、前記頭部の先細の外周面と相補的な形状を有しており、これにより前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置しているときに前記外周面と前記内周面が密接して前記処理空間から前記孔への前記処理流体の侵入を防止するシールが形成される、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記容器本体に設けられ、基板の下面を支持することができる複数の基板支持部材を更に備え、
前記基板支持部材の基板支持面の高さは、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合の前記基板支持ロッドの頭部の基板支持面の高さより高く、これにより、前記基板支持ロッドが前記第１の高さに位置している場合に、基板が前記基板支持ロッドにより支持されることなく前記基板支持部材により支持される、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記駆動装置は、前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部に連結されるとともに前記容器本体の底面の下方に設けられたアームと、前記アームを昇降させるアクチュエータと、を有する、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項６に記載の基板処理容器において、
前記容器本体の孔の下端から突出する前記複数の基板支持ロッドの軸部を囲むベローズを更に備え、前記ベローズの上端が前記容器本体の前記孔の下端の近傍部分に気密に接続されており、前記ベローズの下端は前記アームに気密に接続されている、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項６に記載の基板処理容器において、
前記アームと分離可能に係合して前記アームの運動をロックするストッパを有するアームロック機構を更に備えた、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記蓋体を昇降させるアクチュエータと、
前記蓋体または前記蓋体に固着された部材と分離可能に係合して前記蓋体の運動をロックするストッパを有する蓋体ロック機構と、を更に備えた、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記基板処理容器は前記処理空間から処理流体がリークすることを防止するためのシール部分を有しており、前記シール部分の前記処理空間と反対側に密閉空間が画成されており、
前記基板処理容器は、前記密閉空間を吸引する吸引ラインと、前記吸引ラインに設けられた圧力計と、を更に備えており、
前記圧力計の検出値に基づいて前記シール部分にリークが生じていることを確認できるようになっている、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１０に記載の基板処理容器において、
前記密閉空間は、前記基板支持ロッドの軸部が挿通される前記処理容器の孔である、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１０に記載の基板処理容器において、
前記容器本体と前記蓋体との接触面は、第１のシール部材と、第１のシール部材の外側に配置された第２のシール部材によりシールされており、
前記密閉空間は、前記第１のシール部材と前記第２のシール部材の間の空間である、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１０に記載の基板処理容器において、
前記吸引ラインに、オゾンキラーが設けられたオゾン処理ラインが接続されている、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記駆動装置は、前記基板支持ロッドに連結されたピストンと、前記ピストンの周囲を囲むシリンダと、前記シリンダに作動流体を供給する作動流体供給装置と、を含む、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記蓋体を昇降させるアクチュエータと、前記基板支持ロッドを上方に向けて付勢するバネを更に備え、
前記蓋体は、前記蓋体を下降させたときに前記基板支持ロッドの頭部に接触して前記バネの弾性力に抗して前記基板支持ロッドを押し下げることができる押圧部材を有しており、
前記駆動装置は、前記バネ、前記アクチュエータおよび前記押圧部材を含んで構成されている、
ことを特徴とする基板処理容器。 - 請求項１に記載の基板処理容器において、
前記蓋体が前記容器本体に接触しているときに、前記容器本体と前記蓋体を密接させるとともに前記蓋体の前記容器本体からの分離を阻止する容器ロック機構を更に備えた、
ことを特徴とする基板処理容器。
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