KR101058818B1 - 처리 장치와 처리 방법 및 기록 매체 - Google Patents

처리 장치와 처리 방법 및 기록 매체 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 처리 시스템(1)은 피처리체(W)를 처리 공간(83) 내에 수납하는 처리 용기(30)와, 소정 온도의 처리 유체를 발생시키는 처리 유체 발생부(41)와, 상기 처리 유체 발생부(41)와 상기 처리 용기(30) 사이에 배치되어, 상기 처리 유체 발생부(41)로부터 공급되는 상기 처리 유체를 안내하는 주유로(56)를 구비하고 있다. 주유로(56)의 하류측에는, 전환 밸브(70)를 통해, 처리 용기(30) 내에 처리 유체를 유도하여, 그 처리 유체를 처리 용기(30) 내의 처리 공간(83)에 공급하는 처리 유체 공급 유로(171)가 배치되어 있다. 주유로(56)의 하류측에는, 전환 밸브(70)를 통해, 처리 유체 공급 유로(171)로 유도되지 않는 처리 유체를. 처리 공간(83)을 우회하도록 안내하는 처리 유체 바이패스 유로(172)가 배치되어 있다. 주유로(56)에는, 그 주유로(56) 안에 흐르는 처리 유체의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 기구(65)가 설치되어 있다.

Description

처리 장치와 처리 방법 및 기록 매체{PROCESSING APPARATUS, PROCESSING METHOD AND RECORDING MEDIUM}
관련되는 출원의 상호 참조
본원은 2006년 11월 15일에 출원한 일본 특허 출원 제2006-309210호에 대해 우선권을 주장하고, 상기 일본 특허 출원 제2006-309210의 모든 내용이 참조되어 여기에 포함되는 것으로 한다.
본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼나 LCD 기판용 유리 등의 피처리체를 처리하는 처리 시스템과 처리 방법에 관한 것으로, 또한 처리 방법을 행하게 하는 기록 매체에 관한 것이다.
예컨대 반도체 디바이스의 제조 공정에서는 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)의 표면에 도포된 레지스트를 박리하는 처리 공정으로서, 처리 용기 내에 수납된 웨이퍼에 오존 가스와 수증기의 혼합 가스를 공급하고, 상기 혼합 가스에 의해 레지스트를 산화시킴으로써 수용성으로 변질시키며, 그 후, 순수에 의해 제거하는 것이 알려져 있다. 이러한 피처리체를 처리하는 처리 시스템은 오존 가스를 발생시키는 오존 가스 발생부와 수증기를 발생시키는 수증기 발생부를 구비하고 있고, 이들 오존 가스 발생부와 수증기 발생부에서 발생된 오존 가스와 수증기를 혼 합하여 처리 용기 내에 공급하는 구성으로 되어 있다(예컨대 특허 문헌 1).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-332322호 공보
그런데, 이상과 같은 처리 시스템에서는, 처리 용기 내에서 행해지는 레지스트의 수용화 처리를 적합하게 행하기 위해, 처리 용기 내에 오존 가스나 수증기 등의 처리 가스를 공급할 때에, 이들의 공급량을 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 그것을 위해서는, 처리 용기에 오존 가스나 수증기 등의 처리 가스를 공급하는 유로에 오리피스나 니들 밸브(needle valve) 등의 유량 조절 기구를 설치하여, 이들 유량 조절 기구에 의해, 처리 가스의 공급량을 조정하는 것을 생각할 수 있다.
여기서, 수증기 발생부는 예컨대 외부로부터 공급된 순수를 가열하여 비등시킴으로써 수증기를 발생시킨다. 이렇게 해서 수증기 발생부에서 발생된 고온의 수증기를 보온하면서 처리 용기 내에 공급하도록 되어 있다. 이 때문에, 특히 수증기 등이 통과하는 유량 조절 기구에서는, 처리 용기에 처리 가스를 공급할 때에, 수증기 등의 열로 고온이 된다. 그 결과, 유량 조절 기구가 열로 팽창하여, 공급량이 증가하게 되는 경우가 있다.
한편, 이상과 같은 처리 시스템에서는, 처리 용기 내에 웨이퍼를 반입할 때 및 처리가 끝난 웨이퍼를 처리 용기 내에서 반출할 때에는, 처리 용기 내에의 처리 가스의 공급은 일단 정지시켜 둔다. 이렇게 해서, 처리 가스의 공급을 일시적으로 정지시킨 상태에서 처리 용기를 개방하여, 적당한 반송 장치에 의해, 웨이퍼를 반입반출한다.
그런데, 이와 같이 처리 용기에 웨이퍼를 반입, 반출하는 작업을 행할 때에, 처리 가스의 공급을 정지함으로써, 유량 조절 기구의 온도가 변화한다고 하는 문제가 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 수증기 등이 통과하는 유량 조절 기구에서는 처리 용기에 처리 가스를 공급할 때에, 수증기 등의 열로 고온이 되지만, 처리 가스의 공급을 정지하고 있는 동안에 냉각되어 버린다.
그 때문에, 처리 용기에 웨이퍼를 반입한 후, 처리를 재개할 때에, 유량 조절 기구의 온도가 낮아진 상태에서 처리 가스의 공급량을 조정하는 것이 된다. 이에 따라, 특히 처리를 재개한 직후는, 유량 조절 기구의 온도가 안정되지 않고, 처리 가스 공급량을 높은 정밀도로 조정하기 어렵다고 하는 과제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, 처리 용기 내에 공급하는 수증기 등의 처리 유체를 항상 안정된 유량으로 공급할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 처리 시스템은,
피처리체를 처리 공간 내에 수납하는 처리 용기와,
소정 온도의 처리 유체를 발생시키는 처리 유체 발생부와,
상기 처리 유체 발생부에 연결되며, 그 처리 유체 발생부로부터 공급되는 상기 처리 유체를 안내하는 주(主)유로와,
상기 주유로의 하류측에 전환 밸브를 통해 배치되며, 상기 처리 용기 내에 상기 처리 유체를 유도하고, 그 처리 유체를 그 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 처리 유체 공급 유로와,
상기 주유로의 하류측에 상기 전환 밸브를 통해 배치되며, 상기 처리 유체 공급 유로로 유도되지 않는 처리 유체를 상기 처리 공간을 우회하도록 안내하는 처리 유체 바이패스 유로
를 포함하고,
상기 주유로에, 상기 주유로 안에 흐르는 상기 처리 유체의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 기구가 설치된다.
이와 같이, 처리 유체 발생부로부터 처리 유체가 공급되는 주유로에 유량 조절 기구를 설치하기 때문에, 유량 조절 기구에 대해 항상 처리 유체가 공급되게 된다. 그 때문에, 유량 조절 기구의 온도가 항상 일정해진다. 따라서, 정밀도가 높은 유량 조정이 가능해진다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 상기 처리 유체와, 상기 처리 유체 바이패스 유로로 유도되어 상기 처리 공간을 우회하여 그 처리 용기 안을 통과한 상기 처리 유체를 배출시키는 배출 유로를 더 포함하고, 상기 배출 유로에, 상기 배출 유로 안에 흐르는 처리 유체의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 기구를 설치한 것이 바람직하다.
이와 같이, 주유로와 배출 유로의 양쪽에 유량 조절 기구를 설치함으로써, 보다 정밀도가 높은 유량 조정이 가능해진다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서, 상기 처리 유체 바이패스 유로는, 상기 처리 유체 바이패스 유로 안에 흐르는 처리 유체를 온도 조절하기 위한 온도 조절 유로를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해, 처리 유체 바이패스 유로 내에서도 처리 유체의 온도를 적절하게 조정할 수 있고, 하류측의 배출 유로 등에서 처리 유체가 결로한다고 하는 사태 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서, 상기 온도 조절 유로를 상기 처리 용기에 열적으로 접촉시킨 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해, 처리 용기의 열을 이용하여 처리 유체의 온도를 조절할 수 있게 된다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서, 상기 처리 유체가 수증기인 것이 바람직하다.
본 발명의 처리 시스템에 있어서, 상기 처리 유체 바이패스 유로는 상기 처리 유체 공급 유로로 유도되지 않는 처리 유체를, 상기 처리 공간을 우회하고, 또한 상기 처리 용기 안을 통과하도록 안내하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 처리 방법은,
소정 온도의 처리 유체를 처리 용기 내의 처리 공간에 공급하여 피처리체를 처리하는 처리 방법으로서,
유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 상태와, 유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내하는 상태로 선택적으로 전환한다.
본 발명의 처리 방법에 있어서, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 처리 유체와, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내된 처리 유체를 공통의 유량 조절 기구를 통과시켜 배출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 처리 방법에 있어서, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내된 처리 유체는, 온도 조절된 후, 상기 공통의 유량 조절 기구를 통과하여 배출되는 것이 바람직하다.
본 발명의 처리 방법에 있어서, 상기 처리 유체는 수증기인 것이 바람직하다.
본 발명의 처리 방법에 있어서, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 상기 처리 유체가 안내되었을 때, 상기 처리 유체는, 상기 처리 공간을 우회하고, 또한 상기 처리 용기 안을 통과하도록 안내되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 기록 매체는,
컴퓨터에 처리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체로서,
상기 처리 방법은,
소정 온도의 처리 유체를 처리 용기 내의 처리 공간에 공급하여 피처리체를 처리하는 방법으로서,
유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 상태와, 유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내하는 상태로 선택적으로 전환하는 방법이다.
본 발명에 따르면, 처리 용기 내에 상기 처리 유체를 공급하는 경우와, 처리 용기 안을 우회하여 처리 유체를 배출시키는 경우 중 어느 경우라도 유량 조절 기구에 대해 항상 처리 유체가 공급된다. 그 때문에, 유량 조절 기구의 온도가 항상 일정하게 되어, 정밀도가 높은 유량 조정이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 처리 시스템의 평면도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 처리 시스템의 측면도.
도 3은 처리 유닛의 개략 구성도.
도 4는 처리 용기의 개략적인 구성을 도시하는 종단면도.
도 5는 처리 용기의 저면의 부분 확대 단면도.
도 6은 히터를 떼어낸 상태의 처리 용기의 저면도.
이하, 본 발명의 실시형태를, 피처리체의 일례로서의 웨이퍼에 대해, 웨이퍼의 표면에 도포된 레지스트를 수용화하여 박리하는 처리를 실시하는 처리 시스템(1)에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)의 평면도이다. 도 2는 그 측면도이다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
이 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)에 레지스트 수용화 처리 및 세정 처리를 실시하는 처리부(2)와, 처리부(2)에 대해 웨이퍼(W)를 반입 반출하는 반입 반출부(3)를 구비하고, 또한 처리 시스템(1)의 각부에 제어 명령을 부여하는 제어 컴퓨터(19)를 구비하고 있다. 또한 설명을 위해, 도 1, 2에 있어서, 수평면 내에서, 처 리부(2)와 반입 반출부(3)의 폭 방향을 Y 방향, 처리부(2)와 반입 반출부(3)의 배열 방향(Y 방향과 직교하는 방향)을 X 방향, 수직 방향을 Z 방향으로 정의한다.
반입 반출부(3)는, 복수매 예컨대 25장의 거의 원반 형상의 웨이퍼(W)를 소정의 간격으로 거의 수평으로 수용할 수 있는 용기[캐리어(C)]를 얹어 놓기 위한 적재대(6)가 설치된 인·아웃 포트(4)와, 적재대(6)에 얹어 놓은 캐리어(C)와 처리부(2)의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 웨이퍼 반송 장치(7)가 구비된 웨이퍼 반송부(5)로 구성되어 있다.
웨이퍼(W)는 캐리어(C)의 일측면을 통해 반입 반출되고, 캐리어(C)의 측면에는 개폐 가능한 덮개가 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 유지하기 위한 선반판이 내벽에 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 수용하는 25개의 슬롯이 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는 표면(반도체 디바이스를 형성하는 면)이 상면[웨이퍼(W)를 수평으로 유지한 경우에 상측이 되는 면]이 되는 상태로 각 슬롯에 1장씩 수용된다.
인·아웃 포트(4)의 적재대(6) 상에는, 예컨대 3개의 캐리어를 Y 방향으로 배열하여 소정 위치에 적재할 수 있도록 되어 있다. 캐리어(C)는 덮개가 설치된 측면이 인·아웃 포트(4)와 웨이퍼 반송부(5)의 경계벽(8)측을 향하게 적재된다. 경계벽(8)에 있어서 캐리어(C)의 적재 장소에 대응하는 위치에는 창부(9)가 형성되고, 창부(9)의 웨이퍼 반송부(5)측에는, 창부(9)를 셔터 등에 의해 개폐하는 창부 개폐 기구(10)가 설치된다.
이 창부 개폐 기구(10)는 캐리어(C)에 설치된 덮개도 또한 개폐할 수 있고, 창부(9)의 개폐와 동시에 캐리어(C)의 덮개도 개폐한다. 창부(9)를 개구하여 캐리어(C)의 웨이퍼 반입 반출구와 웨이퍼 반송부(5)를 연통시키면, 웨이퍼 반송부(5)에 배치된 웨이퍼 반송 장치(7)의 캐리어(C)에의 액세스가 가능해져 웨이퍼(W)를 반송할 수 있는 상태가 된다.
웨이퍼 반송부(5)에 배치된 웨이퍼 반송 장치(7)는 Y 방향과 Z 방향으로 이동 가능하고, 또한 Z 방향을 중심축으로 하여 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼 반송 장치(7)는 웨이퍼(W)를 파지하는 취출 수납 아암(11)을 갖고, 이 취출 수납 아암(11)은 X 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다. 이렇게 해서, 웨이퍼 반송 장치(7)는 적재대(6)에 적재된 모든 캐리어(C)의 임의의 높이의 슬롯에 액세스하고, 또한 처리부(2)에 배치된 상하 2개의 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)에 액세스하며, 인·아웃 포트(4)측으로부터 처리부(2)측으로, 반대로 처리부(2)측으로부터 인·아웃 포트(4)측으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 구성되어 있다.
처리부(2)는 반송 수단인 주웨이퍼 반송 장치(18)와, 웨이퍼 반송부(5)의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서 웨이퍼(W)를 일시적으로 얹어 놓는 2개의 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)과, 4개의 세정 유닛(12, 13, 14, 15)과, 레지스트를 수용화 처리하는 6개의 처리 유닛(23a∼23f)을 구비하고 있다.
또한, 처리부(2)에는, 처리 유닛(23a∼23f)에 공급하는 처리 유체로서의 오존 가스를 발생시키는 오존 가스 발생부(40) 및 수증기를 발생시키는 수증기 발생부(41)를 구비하는 처리 가스 발생 유닛(24)과, 세정 유닛(12, 13, 14, 15)에 액을 공급하는 소정의 처리액을 저장한 약액 저장 유닛(25)이 배치되어 있다. 처리부(2) 의 천장부에는, 각 유닛 및 주웨이퍼 반송 장치(18)에, 청정한 공기를 다운플로우하기 위한 팬 필터 유닛(FFU)(26)이 배치되어 있다.
상기 팬 필터 유닛(FFU)(26)으로부터의 다운플로우의 일부는, 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)과, 그 상부의 공간을 통해 웨이퍼 반송부(5)를 향해 유출되는 구조로 되어 있다. 이에 따라, 웨이퍼 반송부(5)로부터 처리부(2)에의 파티클 등의 침입이 방지되어, 처리부(2)의 청정도가 유지된다.
상기 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)은 모두 웨이퍼 반송부(5)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 일시적으로 얹어 놓는 것으로, 이들 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)은 상하 2단으로 겹쳐져 배치되어 있다. 이 경우, 하단의 웨이퍼 전달 유닛(17)은 인·아웃 포트(4)측으로부터 처리부(2)측으로 반송하도록 웨이퍼(W)를 얹어 놓기 위해 이용하고, 상단의 웨이퍼 전달 유닛(16)은 처리부(2)측으로부터 인·아웃 포트(4)측으로 반송하는 웨이퍼(W)를 얹어 놓기 위해 이용할 수 있다.
상기 주웨이퍼 반송 장치(18)는 X 방향과 Z 방향으로 이동 가능하고, 또한 Z 방향을 중심축으로서 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 주웨이퍼 반송 장치(18)는 웨이퍼(W)를 파지하는 반송 아암(18a)을 갖고, 이 반송 아암(18a)은 Y 방향으로 슬라이드 가능하도록 되어 있다. 이렇게 해서, 주웨이퍼 반송 장치(18)는 상기 웨이퍼 전달 유닛(16, 17)과, 세정 유닛(12∼15), 처리 유닛(23a∼23f)의 모든 유닛에 액세스 가능하게 배치되어 있다.
각 세정 유닛(12, 13, 14, 15)은 처리 유닛(23a∼23f)에 있어서 레지스트 수용화 처리가 실시된 웨이퍼(W)에 대해, 세정 처리 및 건조 처리를 실시한다. 또한, 세정 유닛(12, 13, 14, 15)은 상하 2단으로 각 단에 2개씩 배치되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 세정 유닛(12, 13)과 세정 유닛(14, 15)은, 그 경계를 이루고 있는 벽면(27)에 대해 대칭인 구조를 갖고 있지만, 대칭인 것을 제외하면, 각 세정 유닛(12, 13, 14, 15)은 대체로 동일한 구성을 구비하고 있다.
한편, 각 처리 유닛(23a∼23f)은 웨이퍼(W)의 표면에 도포되어 있는 레지스트를 수용화하는 처리를 한다. 처리 유닛(23a∼23f)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상하 방향으로 3단으로 각 단에 2개씩 배치되어 있다. 좌측단에는 처리 유닛(23a, 23c, 23e)이 위에서부터 이 순서대로 배치되어 있고, 우측단에는 처리 유닛(23b, 23d, 23f)이 위에서부터 이 순서대로 배치되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 유닛(23a)과 처리 유닛(23b), 처리 유닛(23c)과 처리 유닛(23d), 처리 유닛(23e)과 처리 유닛(23f)은 그 경계가 되는 벽면(28)에 대해 대칭인 구조를 갖고 있지만, 대칭인 것을 제외하면, 각 처리 유닛(23a∼23f)은 대체로 동일한 구성을 구비하고 있다.
또한, 각 처리 유닛(23a∼23f)에 대한 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기를 공급하는 배관 계통은 어느 것이나 동일한 구성을 구비하고 있다. 이어서, 처리 유닛(23a)을 예로 들어 그 배관 계통과 구조에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 처리 유닛(23a)의 개략 구성도이다. 처리 유닛(23a)에는 웨이퍼(W)를 수납하는 처리 용기(30)가 구비되어 있다. 처리 용기(30)에는 전술한 처리 가스 발생 유닛(24) 내에 설치된 오존 가스 발생부(40) 및 수증기 발생부(41)로부터, 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기가 공급되도록 되어 있다.
오존 가스 발생부(40)는 산소 함유 기체 중에서 방전에 의해 오존 가스를 발생시키는 구조로 되어 있다. 오존 가스 발생부(40)는 처리 시스템(1)이 구비하는 각 처리 유닛(23a∼23f)에 대해 공통이고, 오존 가스 발생부(40)에 직접 접속된 오존 원유로(45)에는, 각각의 각 처리 유닛(23a∼23f)에 대응하여 설치된 오존 주유로(46)가 분기되도록 접속되어 있다. 오존 주유로(46)에는 니들 밸브(47)와 유량계(48)가 설치되어 있고, 오존 가스 발생부(40)에서 발생된 오존 가스를, 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30)에 대해 원하는 유량으로 공급할 수 있도록 되어 있다.
오존 주유로(46)의 하류측은, 전환 밸브(50)를 통해, 처리 용기(30)에 오존 가스를 공급하는 처리측 오존 가스 유로(51)와, 처리 용기(30)를 우회하여 오존 가스를 통과시키는 바이패스측 오존 가스 유로(52)에 접속되어 있다. 전환 밸브(50)는 크로스 밸브이며, 오존 가스 발생부(40)에서 발생된 오존 가스를, 처리측 오존 가스 유로(51)를 경유하여, 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30)에 공급하는 상태와, 처리 용기(30)에 공급하지 않고서 바이패스측 오존 가스 유로(52)에 통과시키는 상태로 전환된다. 또한, 바이패스측 오존 가스 유로(52)의 하류측은, 오존 가스의 역류를 방지하는 역류 방지 오리피스(53)를 통해, 후술하는 주배출 유로(105)에 접속되어 있다.
수증기 발생부(41)는 외부로부터 공급된 순수를 비등시킴으로써 수증기를 발생시키는 구성으로 되어 있다. 수증기 발생부(41)는 처리 시스템(1)이 구비하는 각 처리 유닛(23a∼23f)에 대해 공통이고, 수증기 발생부(41)에 직접 접속된 수증기 원유로(55)에는, 각각의 각 처리 유닛(23a∼23f)에 대응하여 설치된 수증기 주유 로(56)가 분기되도록 접속되어 있다.
수증기 원유로(55)에는 압력 스위치(57)와 릴리프 밸브(58)를 구비한 배기 유로(59)가 접속되어 있고, 수증기 발생부(41) 내의 압력이 설정 압력치를 넘는 경우에는, 수증기의 일부가 배기 유로(59)로부터 외부에 배기되도록 되어 있다. 이에 따라, 수증기 원유로(55) 안은 항상 일정한 수증기압으로 유지되고 있다. 또한, 수증기 원유로(55)에는 배관 보온 히터(60)가 장착되어 있어, 예컨대 110∼120℃로 보온된다. 이에 따라, 수증기 원유로(55) 내에서의 수증기의 온도 저하가 방지된다.
수증기 원유로(55)로부터 분기되어 설치된 수증기 주유로(56)에는, 오리피스(65)와 니들 밸브(66)가 설치된다. 이들 오리피스(65)와 니들 밸브(66)는 수증기 발생부(41)에서 발생된 수증기를, 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30)에 대해 원하는 유량으로 공급시키기 위한 유량 조절 기구로서 기능한다.
또한, 유량 조절 기구로서, 이와 같이 수증기 주유로(56)에 오리피스(65)와 니들 밸브(66)의 양쪽을 설치한 것은 다음 이유 때문이다. 즉, 전술한 바와 같이, 수증기 발생부(41)는 순수를 비등시켜 수증기를 발생시키고 있기 때문에, 수증기 원유로(55) 안은 항상 일정한 고압 상태로 되어 있다. 그와 같은 고압 상태에서는 범용의 니들 밸브(66)에 의해 유량을 정확하게 조절하는 것이 곤란하다. 그래서, 오리피스(65)를 개재시킴으로써, 수증기 주유로(56) 안을 수증기 원유로(55) 안보다 낮은 압력으로 유지하고, 저압측에서 니들 밸브(66)에 의해 정확한 유량 조절을 행하고 있는 것이다.
수증기 주유로(56)의 하류측에는, 전환 밸브(70)를 통해, 처리 용기(30) 내에 수증기를 유도하여, 그 수증기를 처리 용기(30) 내의 처리 공간(83)에 공급하는 수증기 공급로(처리 유체 공급 유로)(171)가 접속되어 있다. 또한, 수증기 주유로(56)의 하류측에는, 전환 밸브(70)를 통해, 수증기 공급로(171)에 유도되지 않는 수증기를 처리 공간(83)을 우회하고, 또한 처리 용기(30) 안을 통과하도록 안내하는 수증기 바이패스 유로(172)가 접속되어 있다.
또한, 수증기 공급로(171)는 처리측 수증기 유로(71)와, 상기 처리측 수증기 유로(71)의 하류단에 전환 밸브(70)를 통해 접속된 후술하는 온도 조절 유로(97)를 갖고 있다. 또한, 수증기 바이패스 유로(172)는 바이패스측 수증기 유로(72)와, 상기 바이패스측 수증기 유로(72)의 하류단에 전환 밸브(70)를 통해 접속된 후술하는 온도 조절 유로(95)와, 상기 온도 조절 유로(95)의 하류단에 접속된 후술하는 제2 바이패스측 수증기 유로(72')를 갖고 있다.
전환 밸브(70)는 크로스 밸브로 이루어져 있다. 그리고, 이 전환 밸브(70)는 수증기 발생부(41)에서 발생된 수증기를, 수증기 공급로(171)를 경유하여, 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30) 내의 처리 공간(83)에 공급하는 상태와, 수증기 바이패스 유로(172)를 경유하여, 처리 용기(30) 내의 처리 공간(83)에 공급하지 않고서 상기 처리 공간(83)을 우회하도록 안내하는 상태로 전환되도록 되어 있다.
도 4는 처리 용기(30)의 개략적인 구성을 도시하는 종단면도이다. 도 5는 처리 용기(30)[용기 본체(80)]의 저면의 부분 확대 단면도이다. 도 6은 히터(91)를 제거(착탈)한 상태의 처리 용기(30)[용기 본체(80)]의 저면도이다.
처리 용기(30)는 상면이 개구되고 저면이 막힌 중공의 원통 형상을 이루는 용기 본체(80)와, 이 용기 본체(80)의 상면 개구부를 밀폐할 수 있는 원반 형상의 덮개(81)로 구성된다. 이들 용기 본체(80) 및 덮개(81)는 어느 것이나 예컨대 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 재료로 구성된다. 용기 본체(80)의 측벽부 상면에는, 시일 부재로서의 O 링(82)이 배치되어 있고, 도 4에 도시한 바와 같이, 덮개(81)를 용기 본체(80)의 상면에 밀착시킨 상태에서는, 덮개(81)의 외연부 하면이 O 링(82)에 밀착함으로써, 처리 용기(30)의 내부에, 밀폐된 처리 공간(83)이 형성된다. 덮개(81)의 상면에는, 용기 본체(80)에 대해 덮개(81)를 승강 이동시키는 실린더 장치(84)가 장착되어 있다. 이 실린더 장치(84)를 가동해 덮개(81)를 용기 본체(80)의 상면에 밀착시킴으로써, 처리 용기(30) 안을 밀폐할 수 있다. 또한, 처리 용기(30)의 내부에 웨이퍼(W)를 반입 반출시키는 경우에는, 실린더 장치(84)를 가동해 덮개(81)를 상승시켜, 용기 본체(80)의 상면에서 덮개(81)를 분리함으로써, 처리 공간(83)을 개방할 수 있다.
용기 본체(80)의 저면 상부에는, 처리 용기(30) 내에 수납한 웨이퍼(W)를 얹어 놓기 위한 적재대(85)가 설치되어 있다. 이 적재대(85)의 양측에는, 처리 용기(30) 내에 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기를 공급하는 공급 기구(86)와, 처리 용기(30) 내에서 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기를 배출시키는 배기구(87)가 개구되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이들 공급 기구(86) 및 배기구(87)를 통해, 처리 용기(30) 내에 퍼지 가스로서의 N2 가스도 공급 및 배출할 수 있게 되어 있다. 적재대(85)의 내부에는, 적재대(85)에 적재되는 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한 승강핀(88)이 구비되어 있고, 이 승강핀(88)은 용기 본체(80)의 아래쪽에 배치된 실린더 장치(89)의 가동에 의해 승강하는 구성으로 되어 있다.
덮개(81)의 내부에는 링형의 히터(90)가 내장되어 있다. 또한, 용기 본체(80)의 저면 하부에는 링형의 히터(91)가 장착되어 있다. 이들 히터(90) 및 히터(91)의 가열에 의해, 처리 용기(30) 전체가 온도 조절되어, 처리 공간(83)이 원하는 처리 온도로 유지된다.
용기 본체(80)의 저면 외연부에는, 3개의 온도 조절 유로(95, 96, 97)가 설치되어 있다. 이들 중에, 최외측에 위치하는 온도 조절 유로(95)와, 두번째로 외측에 위치하는 온도 조절 유로(96)는 용기 본체(80)의 저면에 열적으로 접촉하면서 저면 외연부를 거의 일주하도록 설치된다. 한편, 최내측에 위치하는 온도 조절 유로(97)는 용기 본체(80)의 저면에 열적으로 접촉하면서 저면 외연부를 거의 3/4주하도록 설치된다. 또한, 이들 3개의 온도 조절 유로(95, 96, 97)는 여기서 설명한 예에 한정되지 않는다. 이들 3개의 온도 조절 유로(95, 96, 97)는 후술하는 바와 같이 이들의 내부를 통과하는 오존 가스, 수증기, N2 등을 충분히 온도 조절할 수 있는 길이로 설정하면 좋다. 또한, 최외측에 위치하는 온도 조절 유로(95)의 입구부(95a)와 출구부(95b) 및 두번째로 외측에 위치하는 온도 조절 유로(96)의 입구부(96a)와 출구부(96b)는 어느 것이나 처리 용기(30)[용기 본체(80)]의 외부에 위치하고 있다. 한편, 최내측에 위치하는 온도 조절 유로(97)의 입구부(97a)는 처리 용기(30)[용기 본체(80)]의 외부에 위치하고 있지만, 온도 조절 유로(97)의 출구부(97b)는 처리 용기(30)의 내부[처리 공간(83)]에 개구된 공급 기구(86)에 연통하고 있다.
도 5에 확대하여 도시한 바와 같이, 용기 본체(80)의 저면 외연부에는, 3개의 홈부(100, 101, 102)가 형성되어 있고, 전술한 온도 조절 유로(95, 96, 97)는 이들 3개의 홈부(100, 101, 102)의 내부에, 예컨대 PFA 튜브(PFA: 사불화 에틸렌·퍼플루오로알콕시비닐에테르 공중합수지)를 배치한 구성이다.
그리고, 이들 홈부(100, 101, 102) 내에 온도 조절 유로(95, 96, 97)를 수납한 상태로, 홈부(100, 101, 102) 전체를 덮도록, 용기 본체(80)의 저면 외연부에 하측으로부터 링형의 히터(91)를 밀착시킨 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 히터(91)의 열이 각 온도 조절 유로(95, 96, 97) 및 용기 본체(80)에 확실하게 전해지도록 되어 있다.
전술한 처리측 오존 가스 유로(51)의 하류측은, 온도 조절 유로(96)의 입구부(96a)에 접속되어 있다. 또한, 온도 조절 유로(96)의 출구부(96b)는 전술한 처리측 수증기 유로(71)와의 합류점(71')에 접속되어 있다. 또한, 전술한 처리측 수증기 유로(71)의 하류측은, 합류점(71')보다도 더욱 하류측에서, 온도 조절 유로(97)의 입구부(97a)에 접속되어 있다.
따라서, 처리측 오존 가스 유로(51)에 흐르는 오존 가스는 온도 조절 유로(96)를 통과할 때에, 히터(91)의 열에 의해 원하는 온도로 승온되도록 되어 있다. 또한, 이와 같이 온도 조절 유로(96)를 통과할 때에 원하는 온도로 승온된 오 존 가스가, 합류점(71')에서 처리측 수증기 유로(71)에 흐르는 수증기에 혼합된다. 또한, 이와 같이 혼합된 오존 가스와 수증기의 혼합 가스가, 온도 조절 유로(97)를 통과할 때에, 히터(91)의 열에 의해 재차 원하는 온도로 온도 조절된다. 이렇게 해서 재차 원하는 온도로 온도 조절된 오존 가스와 수증기의 혼합 가스는 공급 기구(86)를 경유하여 처리 용기(30)의 내부에 공급되도록 되어 있다.
또한, 전술한 바이패스측 수증기 유로(72)는 온도 조절 유로(95)의 입구부(95a)에 접속되어 있다. 또한, 온도 조절 유로(95)의 출구부(95b)는 제2 바이패스측 수증기 유로(72')에 접속되어 있다. 이 제2 바이패스측 수증기 유로(72')의 하류측은 수증기의 역류를 방지하는 수증기 역류 방지 오리피스(73)를 통해, 다음에 설명하는 주배출 유로(105)에 접속되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 처리 용기(30) 내에서 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기를 배출시키는 배기구(87)에는 주배출 유로(105)가 접속되어 있다. 이 주배출 유로(105)에는, 전환 밸브(106), 압력 스위치(107), 역류 방지 오리피스(108), 에어 오퍼레이터 밸브(109) 및 릴리프 밸브(110)가 순서대로 설치되어 있다. 또한, 주배출 유로(105)에 있어서, 역류 방지 오리피스(108)와 에어 오퍼레이터 밸브(109)의 사이에, 전술한 바이패스측 오존 가스 유로(52)의 하류측과, 전술한 제2 바이패스측 수증기 유로(72')의 하류측이 접속되어 있다.
아울러, 이 실시형태에서는, 처리측 오존 가스 유로(51)의 도중에 N2 가스 공급 유로(115)가 접속되어 있다. 이 N2 가스 공급 유로(115)는 처리 시스템(1) 외 부의 N2 공급원에서 N2 가스를 공급하는 N2 가스 원유로(116)로부터 분기되어 설치되어 있다. 또한, N2 가스 공급 유로(115)에는, N2 가스의 공급을 제어하는 에어 오퍼레이터 밸브(117)가 설치되어 있다.
또한, 주배출 유로(105)에 설치된 전환 밸브(106)에는 N2 가스 배출 유로(118)가 접속되어 있다. 전환 밸브(106)는 크로스 밸브이고, 후술하는 바와 같이, 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 처리 유체로서의 오존 가스 및 수증기를, 주배출 유로(105)를 통해 배출시키는 상태와, 후술하는 바와 같이, 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 퍼지 가스로서의 N2 가스를, N2 가스 배출 유로(118)를 통해 배출시키는 상태로 전환되도록 되어 있다.
또한, 대표하여 처리 유닛(23a)을 예로 들어 설명했지만, 다른 처리 유닛(23b∼23f)도 동일한 구성을 갖고 있다.
처리 시스템(1)의 각 기능 요소는, 처리 시스템(1) 전체의 동작을 자동 제어하는 제어 컴퓨터(19)에, 신호 라인을 통해 접속되어 있다. 여기서, 기능 요소란, 예컨대 전술한 반입 반출부(3)에 설치된 웨이퍼 반송 장치(7), 창부 개폐 기구(10), 처리부(2)에 설치된 주웨이퍼 반송 장치(18), 4개의 세정 유닛(12, 13, 14, 15), 처리 가스 발생 유닛(24)이 구비하는 오존 가스 발생부(40) 및 수증기 발생부(41), 약액 저장 유닛(25), 나아가서는, 각 처리 유닛(23a∼23f)에서의 전환 밸브(50, 70, 106), 히터(90, 91) 등의, 소정의 프로세스 조건을 실현하기 위해 동작하는 모든 요소를 의미하고 있다. 제어 컴퓨터(19)는 전형적으로는, 실행하는 소 프트웨어에 의존하여 임의의 기능을 실현할 수 있는 범용 컴퓨터이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제어 컴퓨터(19)는 CPU(중앙 연산 장치)를 구비한 연산부(19a)와, 연산부(19a)에 접속된 입출력부(19b)와, 입출력부(19b)에 장착되어 제어 소프트웨어를 저장한 기록 매체(19c)를 갖는다. 이 기록 매체(19c)에는, 제어 컴퓨터(19)에 의해 실행됨으로써 처리 시스템(1)으로 하여금 후술하는 소정의 기판 처리 방법을 수행하게 하는 제어 소프트웨어(프로그램)가 기록되어 있다. 제어 컴퓨터(19)는 그 제어 소프트웨어를 실행함으로써, 처리 시스템(1)의 각 기능 요소를, 소정의 프로세스 레시피에 의해 정의된 여러 가지 프로세스 조건[예컨대, 처리 용기(30)의 온도 등]이 실현되도록 제어한다.
기록 매체(19c)는 제어 컴퓨터(19)에 고정적으로 설치되는 것, 혹은 제어 컴퓨터(19)에 설치된 도시하지 않은 판독 장치에 착탈 가능하게 장착되어 그 판독 장치에 의해 판독될 수 있는 것도 좋다. 가장 전형적인 실시형태에 있어서, 기록 매체(19c)는 처리 시스템(1)의 제조사의 서비스맨에 의해 제어 소프트웨어가 설치된 하드 디스크 드라이브이다. 다른 실시형태에 있어서, 기록 매체(19c)는 제어 소프트웨어가 기록된 CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은, 리무버블 디스크(removable disk)이다. 이러한 리무버블 디스크는 제어 컴퓨터(19)에 설치된 도시하지 않은 광학적 판독 장치에 의해 판독된다. 또한, 기록 매체(19c)는 RAM(Random Access Memory) 또는 ROM(Read Only Memory) 중 어느 타입이라도 좋다. 또한, 기록 매체(19c)는 카세트식의 ROM과 같은 것이라도 좋다. 요컨대, 컴퓨터의 기술분야에 있어서 알려져 있는 임의의 것을 기록 매체(19c)로서 이용할 수 있다. 또한, 복수의 처리 시스템(1) 이 배치되는 공장에서는, 각 처리 시스템(1)의 제어 컴퓨터(19)를 통괄적으로 제어하는 관리 컴퓨터에, 제어 소프트웨어가 저장되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 처리 시스템(1)은 통신 회선을 통해 관리 컴퓨터에 의해 조작되어, 소정의 프로세스를 실행한다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리 공정을 설명한다. 우선, 인·아웃 포트(4)의 적재대(6)에 얹어 놓은 캐리어(C)로부터 취출 수납 아암(11)에 의해 한 장씩 웨이퍼(W)가 꺼내어지고, 취출 수납 아암(11)에 의해 꺼내어진 웨이퍼(W)를 하단의 웨이퍼 전달 유닛(17)으로 반송한다. 그렇게 하면, 주웨이퍼 반송 장치(18)가 웨이퍼 전달 유닛(17)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여, 주웨이퍼 반송 장치(18)에 의해 각 처리 유닛(23a∼23f)에 적절하게 반입한다. 그리고, 각 처리 유닛(23a∼23f)에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 도포되어 있는 레지스트가 수용화된다. 소정의 레지스트 수용화 처리가 종료된 웨이퍼(W)는 반송 아암(18a)에 의해 각 처리 유닛(23a∼23f)으로부터 적절하게 반출된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 반송 아암(18a)에 의해 각 세정 유닛(12, 13, 14, 15)에 적절하게 반입되어, 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 수용화된 레지스트를 제거하는 세정 처리가 순수 등에 의해 실시된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)에 도포되어 있던 레지스트가 박리된다. 각 세정 유닛(12, 13, 14, 15)은 웨이퍼(W)에 대해 세정 처리를 실시한 후, 필요에 따라 약액 처리에 의해 파티클, 금속 제거 처리를 행한 후, 건조 처리를 행하고, 그 후, 웨이퍼(W)는 다시 반송 아암(18a)에 의해 상단의 전달 유닛(16)으로 반송된다. 그리고, 전달 유닛(16)으로부터 취출 수납 아암(11)에 웨이퍼(W)가 수취 되고, 취출 수납 아암(11)에 의해, 레지스트가 박리된 웨이퍼(W)가 캐리어(C) 내에 수납된다.
다음으로, 처리 유닛(23a∼23f)의 동작 형태에 대해, 처리 유닛(23a)을 대표로 설명한다. 우선, 처리 용기(30)에 있어서, 실린더 장치(84)를 가동해 덮개(81)를 상승시켜, 용기 본체(80)의 상면으로부터 덮개(81)를 분리함으로써, 처리 공간(83)을 개방한다. 이 상태에서, 주웨이퍼 반송 장치(18)의 반송 아암(18a)에 의해 웨이퍼(W)를 반입하여, 적재대(85)에 웨이퍼(W)를 얹어 놓는다. 또한, 이와 같이 적재대(85)에 웨이퍼(W)를 얹어 놓은 경우, 실린더 장치(89)를 가동해 적재대(85)의 내부에 구비된 승강핀(88)을 상승시킨 상태에서 웨이퍼(W)를 수취하고, 그 후, 승강핀(88)을 하강시켜 적재대(85)에 웨이퍼(W)를 얹어 놓는다. 그리고, 반송 아암(18a)이 후퇴한 후, 덮개(81)가 하강하여, 밀폐된 처리 공간(83)을 형성한다.
이렇게 해서 웨이퍼(W)를 반입한 후, 우선, 처리 용기(30) 및 웨이퍼(W)를 승온시키는 승온 공정을 행한다. 즉, 이 승온 공정에서는, 히터(90, 91)를 가동해 처리 용기(30) 및 웨이퍼(W)를 승온시킨다. 또한, 오존 가스 발생부(40)에서 발생된 오존 가스를, 전환 밸브(50)의 전환에 의해, 처리측 오존 가스 유로(51)로부터 온도 조절 유로(96, 97)를 경유해 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30)에 공급한다. 한편, 수증기 발생부(41)에서 발생된 수증기는, 전환 밸브(70)에 의해, 바이패스측 수증기 유로(72)를 통과하고, 온도 조절 유로(95) 및 제2 바이패스측 수증기 유 로(72')를 경유하여, 주배출 유로(105)에 배출된다. 또한, 승온 공정에서는, N2 가스 공급 유로(115)에 설치된 에어 오퍼레이터 밸브(117)는 폐쇄하고, N2 가스의 공급은 정지한다. 또한, 주배출 유로(105)에 설치된 전환 밸브(106)는 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 오존 가스를, 주배출 유로(105)를 통해 배출시키는 상태로 전환한다.
또한, 오존 가스 발생부(40)에서는, 산소 함유 기체 중에서 방전에 의해 발생된 오존 가스를, 예컨대 100∼300 kPa의 설정 압력으로 공급한다. 그리고, 오존 주유로(46)에 설치된 니들 밸브(47)에 의해, 오존 가스의 유량을 예컨대 2∼5리터/min로 설정한다.
한편, 수증기 발생부(41)에서는, 순수를 비등시켜 발생시킨 수증기를, 예컨대 80∼95 kPa의 설정 압력으로 공급한다. 그리고, 수증기 주유로(56)에 설치된 니들 밸브(66)에 의해, 수증기의 유량을 예컨대 2∼5 g/min로 설정한다.
이렇게 해서, 승온 공정에서는, 처리 공간(83) 안을 오존 분위기로 치환하면서, 처리 용기(30) 및 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 승온시킨다. 이 경우, 처리 용기(30) 및 웨이퍼(W)를 승온시키는 소정의 온도는, 예컨대 100∼110℃이다. 또한, 승온 공정에서는, 처리측 오존 가스 유로(51)로부터, 용기 본체(80) 저면의 온도 조절 유로(96) 및 온도 조절 유로(97)를 경유하여, 처리 공간(83) 내에 오존 가스가 공급된다. 이 때문에, 처리 공간(83) 내에는, 온도 조절 유로(96) 및 온도 조절 유로(97)를 통과하는 동안에 승온된 오존 가스가 공급되게 된다.
또한, 승온 공정에서는, 수증기 발생부(41)에서 발생된 고온의 수증기가 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65)와 니들 밸브(66)를 통과하기 때문에, 오리피스(65)와 니들 밸브(66)도 소정의 온도로 유지된다.
또한, 승온 공정에서는, 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 오존 가스가 주배출 유로(105)를 통해 배출된다. 또한, 바이패스측 수증기 유로(72)를 통과한 수증기가 온도 조절 유로(95) 및 제2 바이패스측 수증기 유로(72')를 경유하여, 주배출 유로(105)로 배출된다. 이렇게 해서, 오존 가스 및 수증기의 혼합 가스가 에어 오퍼레이터 밸브(109) 및 릴리프 밸브(110)를 경유하여, 주배출 유로(105)로부터 외부로 배기된다. 또한, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)의 설정 압력은, 예컨대 50∼75 kPa로 설정된다.
또한, 승온 공정에서는, 처리 공간(83) 안을 통과한 오존 가스와, 온도 조절 유로(95)를 통과한 수증기가, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)를 통과하기 때문에, 릴리프 밸브(110)도 소정의 온도로 유지된다.
이렇게 해서, 처리 용기(30) 및 웨이퍼(W)를 소정의 온도(예컨대 100∼110로)까지 승온시키고, 또한 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65)와 니들 밸브(66), 및 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)를 소정의 온도로 유지하여, 승온 공정을 종료한다.
다음으로, 처리 용기(30) 내에 수납한 웨이퍼(W)를 처리하는 처리 공정을 행한다. 즉, 수증기 발생부(41)에서 발생된 수증기를, 전환 밸브(70)의 전환에 의해, 수증기 공급로(171)를 경유하여, 처리 유닛(23a)의 처리 용기(30) 내의 처리 공 간(83)에 공급한다.
이 경우, 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65)와 니들 밸브(66)는 이미 전술한 승온 공정에서 소정의 온도로 안정 상태로 되어 있다. 이 때문에, 오리피스(65)와 니들 밸브(66)에 의한 유량 조정이 정밀도 좋게 행해지고, 처리 공정에서는, 수증기 공급로(171)를 경유하여 처리 용기(30) 내의 처리 공간(83)에 공급되는 수증기의 공급량이 일정해진다.
또한, 처리 공정에서는, 처리측 수증기 유로(71)에 흐르는 예컨대 110℃ 정도의 고온이 된 수증기에 대해, 처리측 오존 가스 유로(51)로부터 온도 조절 유로(96)를 경유하여, 오존 가스가 혼합된다. 이 때문에, 합류점(71')에서 오존 가스가 혼합될 때에, 처리측 수증기 유로(71)에 흐르는 수증기가 냉각되지 않고, 수증기의 결로가 방지된다.
또한, 이와 같이 처리측 수증기 유로(71)에서 혼합된 오존 가스와 수증기의 혼합 가스가, 또한 온도 조절 유로(97)를 통과하고, 공급 기구(86)를 경유하여 처리 용기(30)의 내부에 공급된다. 이 경우, 온도 조절 유로(97)를 통과하는 중에, 오존 가스와 수증기의 혼합 가스가 처리 용기(30)와 동일한 소정의 온도로 온도 조절된다. 이 때문에, 수증기를 결로시키지 않고서, 오존 가스와 수증기의 혼합 가스를 항상 안정된 온도로 처리 용기(30) 내에 공급할 수 있게 된다.
이렇게 해서, 처리 공정에서는, 소정의 온도로 승온된 처리 용기(30)의 내부에서, 일정한 처리 온도로, 웨이퍼(W)에 대해 오존 가스와 수증기의 혼합 가스를 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 도포된 레지스트를 산화시켜 수용화 처 리가 효율적으로 행해진다.
또한, 처리 공정에서는, 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 오존 가스와 수증기의 혼합 가스를, 주배출 유로(105)를 통해 배출시킨다. 이 경우, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)는 이미 전술한 승온 공정에서 소정의 온도로 안정 상태로 되어 있다. 이 때문에, 릴리프 밸브(110)에 의한 유량 조정이 정밀도 좋게 행해져, 처리 용기(30) 내부에서의 웨이퍼(W) 처리가 더욱 안정적으로 행해진다.
이렇게 해서, 소정의 레지스트 수용화 처리가 종료된 후, 처리 용기(30) 안을 N2 가스 분위기로 치환시키는 퍼지 공정을 행한다. 즉, 오존 가스 발생부(40)에서 발생된 오존 가스를, 전환 밸브(50)의 전환에 의해, 처리 용기(30)에 공급하지 않고서 바이패스측 오존 가스 유로(52)를 통과하는 상태로 한다. 또한, 수증기 발생부(41)에서 발생된 수증기를, 전환 밸브(70)의 전환에 의해, 처리 용기(30)에 공급하지 않고서 바이패스측 수증기 유로(72)를 통과하는 상태로 한다.
또한, 퍼지 공정에서는, N2 가스 공급 유로(115)에 설치된 에어 오퍼레이터 밸브(117)를 개방하여, 처리측 오존 가스 유로(51)를 경유하여 처리 용기(30)에 N2 가스를 공급한다. 또한, 주배출 유로(105)에 설치된 전환 밸브(106)는 배기구(87)를 통해 처리 용기(30) 내에서 배출된 N2 가스를, N2 가스 배출 유로(118)를 통해 배출시키는 상태로 전환한다. 이렇게 해서, 퍼지 공정에서는, 처리 용기(30) 내에 N2 가스를 공급하여, 처리 용기(30) 안을 N2 가스 분위기로 치환시킨다.
또한, 퍼지 공정에서는, 처리 용기(30) 안을 퍼지한 N2 가스는 주배출 유로(105)에 배출되지 않고, N2 가스 배출 유로(118)를 통해 배출되며, 수증기 발생부(41)에서 발생된 고온의 수증기가, 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65)와 니들 밸브(66)를 계속해서 통과하기 때문에, 오리피스(65)와 니들 밸브(66)는 승온된 상태로 유지된다. 또한, 바이패스측 수증기 유로(72)를 통과한 수증기는, 온도 조절 유로(95) 및 제2 바이패스측 수증기 유로(72')를 경유하여, 주배출 유로(105)로 배출된다. 이 때문에, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)도 승온된 상태로 유지되어 안정된 제어가 이루어진다.
또한, 퍼지 공정에서는, 온도 조절 유로(96) 및 온도 조절 유로(97)를 경유하여 승온된 N2 가스가 처리 용기(30) 내에 공급된다. 이 때문에, 처리 용기(30)도 승온된 상태로 유지된다.
이렇게 해서, 퍼지 공정에 의해 처리 용기(30) 안을 N2 가스 분위기로 치환시킨 후, 처리 용기(30)에 있어서, 실린더 장치(84)를 가동해 덮개(81)를 상승시켜, 용기 본체(80)의 상면으로부터 덮개(81)를 분리함으로써, 처리 공간(83)을 개방한다. 이 상태에서, 실린더 장치(89)를 가동해 승강핀(88)을 상승시켜, 적재대(85) 상에서 웨이퍼(W)를 들어 올리고, 주웨이퍼 반송 장치(18)의 반송 아암(18a)을 웨이퍼(W)의 아래쪽으로 진입시켜, 웨이퍼(W)를 수취하며, 처리 용 기(30) 내에서 웨이퍼(W)를 반출한다.
또한, 처리 유닛(23a)에서의 처리를 대표로 설명하였지만, 다른 처리 유닛(23b∼23f)에서도 동일한 처리가 행해진다.
이러한 처리 시스템(1)에 있어서는, 처리 용기(30)에 수증기를 공급하는 처리 공정과, 처리 용기(30)를 우회하여 바이패스측 수증기 유로(72)에 수증기를 통과시키는 퍼지 공정 중 어느 것이라도, 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65)와 니들 밸브(66)에 대해 항상 수증기가 공급된다. 그 때문에, 오리피스(65)와 니들 밸브(66)의 온도가 항상 일정하게 되어, 밸브의 개방도가 변하지 않기 때문에, 수증기의 공급측에서 정밀도가 높은 유량 조정이 가능해진다. 그 결과, 웨이퍼(W)에 대해 안정된 처리를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)도 항상 승온된 상태로 유지된다. 이 때문에, 수증기 주유로(56)에 설치된 오리피스(65) 및 니들 밸브(66)와 함께, 주배출 유로(105)에 설치된 릴리프 밸브(110)에서도 높은 정밀도로 유량 제어할 수 있고, 웨이퍼(W)에 대한 처리를 보다 안정화하는 것이 가능해진다. 그 결과, 웨이퍼(W)에 대한 레지스트 수용화 처리도 안정적으로 행할 수 있다. 따라서, 그 후의 각 세정 유닛(12, 13, 14, 15)에 있어서의 세정 처리에 의한 레지스트 박리의 균일성, 신뢰성, 및 처리 시스템(1)에 있어서의 처리를 포함한 에칭 처리 전체의 균일성, 신뢰성이 향상한다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태의 일례를 나타내지만, 본 발명은 여기서 설명한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명에 적용되는 처리 유체는, 오존 가스나 수증기 외에, 그 외의 처리 가스라도 좋고, 본 발명은 각종 처리 유체를 이 용한 처리 프로세스에 널리 적용할 수 있다. 또한, 피처리체는 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 그 외의 LCD 기판용 유리나 CD기판, 프린트 기판, 세라믹 기판 등도 좋다.
본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼나 LCD 기판용 유리 등의 세정 처리에 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 피처리체를 처리 공간 내에 수납하는 처리 용기와,
    소정 온도의 처리 유체를 발생시키는 처리 유체 발생부와,
    상기 처리 유체 발생부에 연결되며, 그 처리 유체 발생부로부터 공급되는 상기 처리 유체를 안내하는 주(主)유로와,
    상기 주유로의 하류측에 전환 밸브를 통해 배치되며, 상기 처리 용기 내에 상기 처리 유체를 유도하여, 그 처리 유체를 그 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 처리 유체 공급 유로와,
    상기 주유로의 하류측에 상기 전환 밸브를 통해 배치되며, 상기 처리 유체 공급 유로로 유도되지 않는 처리 유체를 상기 처리 공간을 우회하여 온도 조절 유로를 통과하도록 안내하는 처리 유체 바이패스 유로
    를 포함하며,
    상기 주유로에, 그 주유로 안에 흐르는 상기 처리 유체의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 기구를 설치하고,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 상기 처리 유체와, 상기 처리 유체 바이패스 유로로 유도되어 그 처리 공간을 우회하여 상기 온도 조절 유로를 통과한 상기 처리 유체를 배출시키는 배출 유로를 더 포함하고,
    상기 배출 유로에, 그 배출 유로 안에 흐르는 처리 유체의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 기구를 설치하며,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 상기 처리 유체와, 상기 처리 유체 바이패스 유로로 유도되어 그 처리 공간을 우회하여 상기 온도 조절 유로를 통과한 상기 처리 유체가 합류하는 지점은 상기 배출 유로 상에서 상기 유량 조절 기구보다 상류측에 위치하고,
    상기 처리 유체 바이패스 유로로 유도되어 상기 처리 공간을 우회하는 처리 유체는 상기 처리 용기 안을 통과하며, 상기 처리 용기는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 처리 유체 바이패스 유로는, 그 처리 유체 바이패스 유로 안에 흐르는 처리 유체를 온도 조절하기 위한 온도 조절 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 온도 조절 유로를 상기 처리 용기에 열적으로 접촉시킨 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 처리 유체는 수증기인 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 소정 온도의 처리 유체를 처리 용기 내의 처리 공간에 공급하여 피처리체를 처리하는 처리 방법에 있어서,
    유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 상태와, 유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하여 온도 조절 유로를 통과하도록 안내하는 상태로 선택적으로 전환하고,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 처리 유체와, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내되어 온도 조절된 처리 유체를 배출 유로 상의 유량 조절 기구를 통과시켜 배출시키며,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 상기 처리 유체와, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내되어 상기 온도 조절 유로를 통과한 상기 처리 유체가 합류하는 지점이 상기 배출 유로 상에 있어서 상기 유량 조절 기구보다 상류측에 위치하도록 하고,
    상기 처리 공간을 우회하도록 안내되는 처리 유체는 상기 처리 용기 안을 통과하도록 하는 것을 특징으로 하며,
    상기 처리 용기는 히터를 포함하는 것인 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내된 처리 유체는, 온도 조절된 후, 상기 유량 조절 기구를 통과하여 배출되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 처리 유체는 수증기인 것을 특징으로 하는 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 컴퓨터에 처리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체에 있어서,
    그 처리 방법은,
    소정 온도의 처리 유체를 처리 용기 내의 처리 공간에 공급하여 피처리체를 처리하는 방법으로서,
    유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간에 공급하는 상태와, 유량을 조절한 소정 온도의 상기 처리 유체를 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하여 온도 조절 유로를 통과하도록 안내하는 상태로 선택적으로 전환하고,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 처리 유체와, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내되어 온도 조절된 처리 유체를 배출 유로 상의 유량 조절 기구를 통과시켜 배출시키며,
    상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간으로부터 배출된 상기 처리 유체와, 상기 처리 용기 내의 상기 처리 공간을 우회하도록 안내되어 상기 온도 조절 유로를 통과한 상기 처리 유체가 합류하는 지점이 상기 배출 유로 상에 있어서 상기 유량 조절 기구보다 상류측에 위치하도록 하고,
    상기 처리 공간을 우회하도록 안내되는 처리 유체가 상기 처리 용기 안을 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 처리 방법이며,
    상기 처리 용기는 히터를 포함하는 것인 기록 매체.
  13. 삭제
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