WO2008059799A1

WO2008059799A1 - Système de traitement, procédé de traitement et support d'enregistrement

Info

Publication number: WO2008059799A1
Application number: PCT/JP2007/071935
Authority: WO
Inventors: Yoshifumi Amano
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-05-22
Also published as: US8136538B2; KR101058818B1; JP4842771B2; JP2008124385A; DE112007002728T5; TWI346758B; US20100154836A1; TW200831813A; KR20080087809A

Description

明細書

処理システムと処理方法および記録媒体

関連する出願の相互参照

[0001] 本願 (ま、 2006年 11月 15曰 ίこ出願した特願 2006— 309210ίこ対して優先権を主張し、当該特願 2006— 309210のすベての内容が参照されてここに組み込まれるものとする。

技術の分野

[0002] 本発明は、例えば半導体ウェハや LCD基板用ガラス等の被処理体を処理する処理システムと処理方法に関し、更に、処理方法を行わせる記録媒体に関する。

背景技術

[0003] 例えば半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエノ、（以下、「ウェハ」という）の表面に塗布されたレジストを剥離する処理工程として、処理容器内に収納したゥェハにオゾンガスと水蒸気の混合ガスを供給し、前記混合ガスによってレジストを酸化させることにより水溶性に変質させ、その後、純水により除去するものが知られている。力、ような被処理体の処理を行う処理システムは、オゾンガスを発生させるオゾンガス発生部と水蒸気を発生させる水蒸気発生部とを備えており、それらオゾンガス発生部と水蒸気発生部とで発生させたオゾンガスと水蒸気を混合して処理容器内に供給する構成になって!/、る（例えば特許文献 1)。

特許文献 1 :特開 2003— 332322号公報

発明の開示

[0004] ところで、以上のような処理システムでは、処理容器内で行われるレジストの水溶化処理を好適に行うために、処理容器内にオゾンガスや水蒸気などの処理ガスを供給するに際し、それらの供給量を一定に保つことが重要である。そのためには、処理容器にオゾンガスや水蒸気などの処理ガスを供給する流路にオリフィスやニードル弁などの流量調節機構を設け、それら流量調節機構によって、処理ガスの供給量を調整すること力 S考免られる。

[0005] ここで、水蒸気発生部は、例えば外部から供給された純水を加熱して沸騰させることにより水蒸気を発生させる。こうして水蒸気発生部で発生させた高温の水蒸気を、保温しつつ処理容器内に供給するようになっている。このため、特に水蒸気などを通す流量調節機構にあっては、処理容器に処理ガスを供給する際に、水蒸気などの熱で高温となる。その結果、流量調節機構が熱で膨張し、供給量が増加してしまうこと力 ^Sある。

[0006] 一方、以上のような処理システムでは、処理容器内にウェハを搬入する際、および、処理済のウェハを処理容器内力搬出する際には、処理容器内への処理ガスの供給は、一旦停止させられる。こうして、処理ガスの供給を一時的に停止させた状態で、処理容器を開放し、適当な搬送装置により、ウェハの搬入出を行う。

[0007] ところ力このように処理容器へウェハを搬入、搬出する作業をする際に、処理ガスの供給が停止させられたことによって、流量調節機構の温度が変化するといつた問題がある。例えば、上述のように水蒸気などを通す流量調節機構にあっては、処理容器に処理ガスを供給する際に、水蒸気などの熱で高温となるが、処理ガスの供給が停止させられている間に冷却されてしまう。

[0008] そのため、処理容器へウェハを搬入後、処理を再開する際に、流量調節機構の温度が低くなつた状態で処理ガスの供給量を調整することになる。これにより、特に処理を再開した直後は、流量調節機構の温度が安定せず、処理ガスの供給量の調整が高レ、精度で行いにくいとレ、う課題があった。

[0009] したがって本発明の目的は、処理容器内に供給する水蒸気などの処理流体を、常に安定した流量で供給できるようにすることにある。

[0010] かかる目的を達成するために、本発明による処理システムは、

被処理体を処理空間内に収納する処理容器と、

所定の温度の処理流体を発生させる処理流体発生部と、

前記処理流体発生部に連結され、該処理流体発生部から供給される前記処理流体を案内する主流路と、

前記主流路の下流側に切替弁を介して配置され、前記処理容器内に前記処理流体を導き、該処理流体を該処理容器内の前記処理空間に供給する処理流体供給流路と、前記主流路の下流側に前記切替弁を介して配置され、前記処理流体供給流路に導かれない処理流体を前記処理空間を迂回させるように案内する処理流体バイパス流路と、

を備え、

前記主流路に、該主流路内を流れる前記処理流体の流量を調節するための流量調節機構が設けられている。

[0011] このように、処理流体発生部から処理流体が供給される主流路に流量調節機構を設けているので、流量調節機構に対して常に処理流体が供給されるようになる。そのため、流量調節機構の温度が常に一定となる。このため、精度の高い流量調整が可能となる。

[0012] 本発明の処理システムにおいて、前記処理容器内の前記処理空間から排出された前記処理流体と、前記処理流体バイパス流路に導かれて該処理空間を迂回して該処理容器内を通過した前記処理流体とを排出させる排出流路をさらに備え、前記排出流路に、該排出流路内を流れる処理流体の流量を調節するための流量調節機構を設けたことが好ましい。

[0013] このように、主流路と排出流路の両方に流量調節機構を設けることにより、より精度の高!/ヽ流量調整が可能となる。

[0014] 本発明の処理システムにおいて、前記処理流体バイパス流路は、該処理流体バイパス流路内を流れる処理流体の温度調節を行うための温度調節流路を有することが好ましい。

[0015] このような構成により、処理流体バイパス流路内においても処理流体の温度を適宜調整すること力 Sでき、下流側の排出流路等において処理流体が結露するといつた事態などが防止できる。

[0016] 本発明の処理システムにおいて、前記温度調節流路を、前記処理容器に熱的に接触させたことが好ましい。

[0017] このような構成により、処理容器の熱を利用して処理流体の温度を調節することがでさるようになる。

[0018] 本発明の処理システムにおいて、前記処理流体が水蒸気であることが好ましい。 [0019] 本発明の処理システムにおいて、前記処理流体バイパス流路は、前記処理流体供給流路に導かれない処理流体を前記処理空間を迂回させ、かつ、前記処理容器内を通過するように案内することが好ましレ、。

[0020] 本発明による処理方法は、

所定の温度の処理流体を処理容器内の処理空間に供給して被処理体を処理する処理方法であって、

流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間に供給する状態と、流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内する状態と、に選択的に切り替える。

[0021] 本発明の処理方法において、前記処理容器内の前記処理空間から排出された処理流体と、前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内された処理流体とを、共通の流量調節機構を通過させて排出することが好まし!/、。

[0022] 本発明の処理方法において、前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内された処理流体は、温度調節された後、前記共通の流量調節機構を通過して排出されることが好ましい。

[0023] 本発明の処理方法において、前記処理流体が水蒸気であることが好ましい。

[0024] 本発明の処理方法において、前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように前記処理流体が案内されたとき、当該処理流体は、前記処理空間を迂回し、かつ、前記処理容器内を通過するように案内されることが好まし!/、。

[0025] 本発明による記録媒体は、

コンピュータに処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、

当該処理方法が、

所定の温度の処理流体を処理容器内の処理空間に供給して被処理体を処理する方法であって、

流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間に供給する状態と、流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内する状態と、に選択的に切り替える方法である [0026] 本発明によれば、処理容器内に前記処理流体を供給する場合と、処理容器内を迂回させて処理流体を排出させる場合のいずれにおいても、流量調節機構に対して常に処理流体が供給される。そのため、流量調節機構の温度が常に一定となり、精度の高!/ヽ流量調整が可能となる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]本発明の実施の形態に力、かる処理システムの平面図。

[図 2]本発明の実施の形態にかかる処理システムの側面図。

[図 3]処理ユニットの概略構成図。

[図 4]処理容器の概略的な構成を示す縦断面図。

[図 5]処理容器の底面の部分拡大断面図。

[図 6]ヒーターを取り外した状態の処理容器の底面図。

発明を実施するための形態

[0028] 以下、本発明の実施の形態を、被処理体の一例としてのウェハに対して、ウェハの表面に塗布されたレジストを水溶化して剥離する処理を施す処理システム 1に基づいて説明する。図 1は、本実施の形態に力、かる処理システム 1の平面図である。図 2は、その側面図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する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説明を省略する。

[0029] この処理システム 1は、ウェハ Wにレジスト水溶化処理および洗浄処理を施す処理部 2と、処理部 2に対してウェハ Wを搬入出する搬入出部 3を有しており、更に、処理システム 1の各部に制御命令を与える制御コンピュータ 19を備えて!/、る。なお説明のため、図 1 , 2において、水平面内において、処理部 2と搬入出部 3の巾方向を Y方向、処理部 2と搬入出部 3の並び方向（Y方向と直交する方向）を X方向、鉛直方向を Z 方向と定義する。

[0030] 搬入出部 3は、複数枚、例えば 25枚の略円盤形状のウェハ Wを所定の間隔で略水平に収容可能な容器 (キャリア C)を載置するための載置台 6が設けられたイン 'アウトポート 4と、載置台 6に載置されたキャリア Cと処理部 2との間でウェハ Wの受け渡しを行うウェハ搬送装置 7が備えられたウェハ搬送部 5と、力構成されている。 [0031] ウェハ Wはキャリア Cの一側面を通して搬入出され、キャリア Cの側面には開閉可能な蓋体が設けられている。また、ウェハ Wを所定間隔で保持するための棚板が内壁に設けられており、ウェハ Wを収容する 25個のスロットが形成されている。ウェハ Wは表面（半導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハ Wを水平に保持した場合に上側となっている面）となっている状態で各スロットに 1枚ずつ収容される。

[0032] イン ·アウトポート 4の載置台 6上には、例えば、 3個のキャリアを Y方向に並べて所定位置に載置することができるようになつている。キャリア Cは蓋体が設けられた側面をイン'アウトポート 4とウェハ搬送部 5との境界壁 8側に向けて載置される。境界壁 8 においてキャリア Cの載置場所に対応する位置には窓部 9が形成されており、窓部 9 のウェハ搬送部 5側には、窓部 9をシャッター等により開閉する窓部開閉機構 10が設けられている。

[0033] この窓部開閉機構 10は、キャリア Cに設けられた蓋体もまた開閉可能であり、窓部 9 の開閉と同時にキャリア Cの蓋体も開閉する。窓部 9を開口してキャリア Cのウェハ搬入出口とウェハ搬送部 5とを連通させると、ウェハ搬送部 5に配設されたウェハ搬送装置 7のキャリア Cへのアクセスが可能となり、ウェハ Wの搬送を行うことが可能な状態となる。

[0034] ウェハ搬送部 5に配設されたウェハ搬送装置 7は、 Y方向と Z方向に移動可能であり、かつ、 Z方向を中心軸として回転自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置 7は、ウェハ Wを把持する取出収納アーム 11を有し、この取出収納アーム 11は X方向にスライド自在となっている。こうして、ウェハ搬送装置 7は、載置台 6に載置された全てのキャリア Cの任意の高さのスロットにアクセスし、また、処理部 2に配設された上下 2 台のウェハ受け渡しユニット 16、 17にアクセスして、イン 'アウトポート 4側から処理部 2側へ、逆に処理部 2側からイン ·アウトポート 4側へウェハ Wを搬送することができるように構成されている。

[0035] 処理部 2は、搬送手段である主ウェハ搬送装置 18と、ウェハ搬送部 5との間でゥェハ Wの受け渡しを行うためにウェハ Wを一時的に載置する 2つのウェハ受け渡しュニット 16、 17と、 4台の洗净ユニット 12、 13、 14、 15と、レジストを水溶ィ匕処理する 6台の処理ユニット 23a〜23fとを備えて!/、る。 [0036] また、処理部 2には、処理ユニット 23a〜23fに供給する処理流体としてのオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部 40および水蒸気を発生させる水蒸気発生部 41を備える処理ガス発生ユニット 24と、洗浄ユニット 12、 13、 14、 15に送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット 25とが配設されている。処理部 2の天井部には、各ユニット及び主ウェハ搬送装置 18に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（FFU) 26が配設されて!/、る。

[0037] 上記ファンフィルターユニット（FFU) 26からのダウンフローの一部は、ウェハ受け渡しユニット 16、 17と、その上部の空間を通ってウェハ搬送部 5に向けて流出する構造となっている。これにより、ウェハ搬送部 5から処理部 2へのパーティクル等の侵入が防止され、処理部 2の清浄度が保持される。

[0038] 上記ウェハ受け渡しユニット 16、 17は、いずれもウェハ搬送部 5との間でウェハ Wを一時的に載置するものであり、これらウェハ受け渡しユニット 16、 17は上下 2段に積み重ねられて配置されている。この場合、下段のウェハ受け渡しユニット 17は、イン- アウトポート 4側から処理部 2側へ搬送するようにウェハ Wを載置するために用い、上段のウェハ受け渡しユニット 16は、処理部 2側からイン ·アウトポート 4側へ搬送するゥェハ Wを載置するために用いることができる。

[0039] 上記主ウェハ搬送装置 18は、 X方向と Z方向に移動可能であり、かつ、 Z方向を中心軸として回転自在に構成されている。また、主ウェハ搬送装置 18は、ウェハ Wを把持する搬送アーム 18aを有し、この搬送アーム 18aは Y方向にスライド自在となっている。こうして、主ウェハ搬送装置 18は、上記ウェハ受け渡しユニット 16、 17と、洗浄ュニット 12〜； 15、処理ユニット 23a〜23fの全てのユニットにアクセス可能に配設されている。

[0040] 各洗浄ユニット 12、 13、 14、 15は、処理ユニット 23a〜23fにおいてレジスト水溶化処理が施されたウェハ Wに対して、洗浄処理および乾燥処理を施す。なお、洗浄ュニット 12、 13、 14、 15は、上下 2段で各段に 2台ずっ配設されている。図 1に示すように、洗浄ユニット 12、 13と洗浄ユニット 14、 15とは、その境界をなしている壁面 27 に対して対称な構造を有している力対称であることを除けば、各洗浄ユニット 12、 1 3、 14、 15は概ね同様の構成を備えている。 [0041] 一方、各処理ユニット 23a〜23fは、ウェハ Wの表面に塗布されているレジストを水溶化する処理を行う。処理ユニット 23a〜23fは、図 2に示すように、上下方向に 3段で各段に 2台ずっ配設されている。左段には処理ユニット 23a、 23c、 23eが上からこの順で配設され、右段には処理ユニット 23b、 23d、 23fが上からこの順で配設されている。図 1に示すように、処理ユニット 23aと処理ユニット 23b、処理ユニット 23cと処理ユニット 23d、処理ユニット 23eと処理ユニット 23fは、その境界をなしている壁面 28 に対して対称な構造を有している力対称であることを除けば、各処理ユニット 23a〜 23fは概ね同様の構成を備えて!/、る。

[0042] また、各処理ユニット 23a〜23fに対する処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気を供給する配管系統は、いずれも同様の構成を備えている。そこで次に、処理ュニット 23aを例として、その配管系統と構造について詳細に説明する。

[0043] 図 3は、処理ユニット 23aの概略構成図である。処理ユニット 23aには、ウェハ Wを収納する処理容器 30が備えられている。処理容器 30には、前述の処理ガス発生ュニット 24内に設置されたオゾンガス発生部 40および水蒸気発生部 41から、処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気が供給されるようになっている。

[0044] オゾンガス発生部 40は、含酸素気体中で放電することによりオゾンガスを発生させる構造になっている。オゾンガス発生部 40は、処理システム 1が備える各処理ュニット 23a〜23fに対して共通であり、オゾンガス発生部 40に直接接続されたオゾン元流路 45には、それぞれの各処理ユニット 23a〜23fに対応して設けられたオゾン主流路 46力分岐するように接続されている。オゾン主流路 46には、ニードル弁 47と流量計 48が設けられており、オゾンガス発生部 40で発生させたオゾンガスを、処理ュニット 23aの処理容器 30に対して所望の流量で供給できるようになつている。

[0045] オゾン主流路 46の下流側は、切替弁 50を介して、処理容器 30にオゾンガスを供給する処理側オゾンガス流路 51と、処理容器 30を迂回させてオゾンガスを通すバイパス側オゾンガス流路 52に接続されている。切替弁 50は三方弁であり、オゾンガス発生部 40で発生させたオゾンガスを、処理側オゾンガス流路 51を経て、処理ュニット 23aの処理容器 30に供給する状態と、処理容器 30に供給せずにバイパス側ォゾンガス流路 52に通す状態とに切り替えられる。なお、バイパス側オゾンガス流路 52の下流側は、オゾンガスの逆流を防止する逆流防止オリフィス 53を介して、後述する主排出流路 105に接続されている。

[0046] 水蒸気発生部 41は、外部から供給された純水を沸騰させることより水蒸気を発生させる構成になっている。水蒸気発生部 41は、処理システム 1が備える各処理ユニット 23a〜23fに対して共通であり、水蒸気発生部 41に直接接続された水蒸気元流路 5 5には、それぞれの各処理ユニット 23a〜23fに対応して設けられた水蒸気主流路 5 6が、分岐するように接続されている。

[0047] 水蒸気元流路 55には、圧力スィッチ 57とリリーフ弁 58を備えた逃がし流路 59が接続してあり、水蒸気発生部 41内の圧力が設置圧力値を超えた場合は、水蒸気の一部が逃がし流路 59から外部に排気されるようになっている。これにより、水蒸気元流路 55内は、常に一定の水蒸気圧に保たれている。また、水蒸気元流路 55には、配管保温ヒーター 60が装着してあり、例えば 110〜； 120°Cに保温されている。これにより、水蒸気元流路 55内における水蒸気の温度低下が防止されている。

[0048] 水蒸気元流路 55から分岐して設けられた水蒸気主流路 56には、オリフィス 65と二一ドル弁 66が設けられている。これらオリフィス 65とニードル弁 66は、水蒸気発生部 41で発生させた水蒸気を、処理ユニット 23aの処理容器 30に対して所望の流量で供給させるための流量調節機構として機能する。

[0049] なお、流量調節機構として、このように水蒸気主流路 56にオリフィス 65とニードル弁 66の両方を設けたのは、次の理由による。即ち、上述したように、水蒸気発生部 41 は純水を沸騰させて水蒸気を発生させているため、水蒸気元流路 55内は、常に一定の高圧状態となっている。そのような高圧状態では、汎用のニードル弁 66によって流量を正確に調節することは困難である。そこで、オリフィス 65を介在させることにより、水蒸気主流路 56内を水蒸気元流路 55内よりも低い圧力に維持し、低圧側においてニードル弁 66によって正確な流量調節を行っているのである。

[0050] 水蒸気主流路 56の下流側には、切替弁 70を介して、処理容器 30内に水蒸気を導き、当該水蒸気を処理容器 30内の処理空間 83に供給する水蒸気供給路 (処理流体供給流路） 171が接続されている。また、水蒸気主流路 56の下流側には、切替弁 70を介して、水蒸気供給路 171に導かれない水蒸気を処理空間 83を迂回させ、かつ、処理容器 30内を通過するように案内する水蒸気バイパス流路 172が接続されている。

[0051] なお、水蒸気供給路 171は、処理側水蒸気流路 71と、当該処理側水蒸気流路 71 の下流端に切替弁 70を介して接続された後述する温度調節流路 97と、を有して!/、る。また、水蒸気バイパス流路 172は、バイパス側水蒸気流路 72と、当該バイパス側水蒸気流路 72の下流端に切替弁 70を介して接続された後述する温度調節流路 95 と、当該温度調節流路 95の下流端に接続された後述する第 2バイパス側水蒸気流路 72 'と、を有している。

[0052] 切替弁 70は三方弁からなっている。そして、この切替弁 70は、水蒸気発生部 41で発生させた水蒸気を、水蒸気供給路 171を経て、処理ユニット 23aの処理容器 30内の処理空間 83に供給する状態と、水蒸気バイパス流路 172を経て、処理容器 30内の処理空間 83に供給せずに当該処理空間 83を迂回させるように案内する状態とに切り替えられるようになつている。

[0053] 図 4は、処理容器 30の概略的な構成を示す縦断面図である。図 5は、処理容器 30

(容器本体 80)の底面の部分拡大断面図である。図 6は、ヒーター 91を取り外した状態の処理容器 30 (容器本体 80)の底面図である。

[0054] 処理容器 30は、上面が開口し、底面が塞がれた中空の円筒形状をなす容器本体 80と、この容器本体 80の上面開口部を密閉可能な円盤形状の蓋体 81とで構成される。これら容器本体 80および蓋体 81は、いずれも例えばアルミニウムなどの熱伝導性の良い材料で構成される。容器本体 80の側壁部上面には、シール部材としての 0 リング 82が配置されており、図 4に示すように、蓋体 81を容器本体 80の上面に密着させた状態では、蓋体 81の外縁部下面が 0リング 82に密着することにより、処理容器 30の内部に、密閉された処理空間 83が形成される。蓋体 81の上面には、容器本体 80に対して蓋体 81を昇降移動させるシリンダー装置 84が装着してある。このシリンダー装置 84の稼動で蓋体 81を容器本体 80の上面に密着させることにより、処理容器 30内を密閉すること力 Sできる。なお、処理容器 30の内部にウェハ Wを搬入出させる場合は、シリンダー装置 84の稼動で蓋体 81を上昇させ、容器本体 80の上面から蓋体 81を離すことにより、処理空間 83を開放することができる。 [0055] 容器本体 80の底面上部には、処理容器 30内に収納したウェハ Wを載置させるための載置台 85が設けてある。この載置台 85の両側には、処理容器 30内に処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気を供給する給気口 86と、処理容器 30内から処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気を排出させる排気口 87が開口している。なお、後述するように、これら給気口 86および排気口 87を通じて、処理容器 30内にパージガスとしての Nガスも供給および排出できるようになつている。載置台 85の内部には、

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載置台 85に載置されるウェハ Wを昇降させるための昇降ピン 88が備えられており、この昇降ピン 88は、容器本体 80の下方に配置されたシリンダー装置 89の稼動で昇降する構成になっている。

[0056] 蓋体 81の内部には、リング状のヒーター 90が内蔵されている。また、容器本体 80 の底面下部には、リング状のヒーター 91が装着してある。これらヒーター 90およびヒ一ター 91の加熱により、処理容器 30全体が温度調節され、処理空間 83が所望の処理温度に維持される。

[0057] 容器本体 80の底面外縁部には、 3本の温度調節流路 95、 96、 97が設けられている。これらのうち、最も外側に位置する温度調節流路 95と、二番目に外側に位置する温度調節流路 96は、容器本体 80の底面に熱的に接触しながら底面外縁部をほぼ一周するように設けられている。一方、最も内側に位置する温度調節流路 97は、容器本体 80の底面に熱的に接触しながら底面外縁部をほぼ 3/4周するように設けられている。なお、これら 3本の温度調節流路 95、 96、 97は、ここで説明した例に限定されない。これら 3本の温度調節流路 95、 96、 97は、後述するようにそれらの内部に通すオゾンガス、水蒸気、 N等を十分に温度調節できる長さに設定されれば良い。

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また、最も外側に位置する温度調節流路 95の入り口部 95aと出口部 95b、および、二番目に外側に位置する温度調節流路 96の入り口部 96aと出口部 96bは、いずれも処理容器 30 (容器本体 80)の外部に位置している。一方、最も内側に位置する温度調節流路 97の入り口部 97aは処理容器 30 (容器本体 80)の外部に位置している力、温度調節流路 97の出口部 97bは、処理容器 30の内部（処理空間 83)に開口した給気口 86に連通して!/、る。

[0058] 図 5に拡大して示したように、容器本体 80の底面外縁部には、 3本の溝部 100、 10 1、 102が形成されており、上述の温度調節流路 95、 96、 97は、これら 3本の溝部 1 00、 101、 102の内部に、例えば PFAチューブ（PFA :四ふつ化工チレン'パーフルォロアルコキビュルエーテル共重合樹脂）を配置した構成である。

[0059] そして、これら溝部 100、 101、 102内に温度調節流路 95、 96、 97を収納した状態で、溝部 100、 101、 102全体を覆うように、容器本体 80の底面外縁部に下方からリング状のヒーター 91を密着させた構成になっている。このため、ヒーター 91の熱が各温度調節流路 95、 96、 97および容器本体 80に確実に伝わるようになつている。

[0060] 上述した処理側オゾンガス流路 51の下流側は、温度調節流路 96の入り口部 96a に接続されている。また、温度調節流路 96の出口部 96bは、上述した処理側水蒸気流路 71との合流点 71 'に接続されている。更に、上述した処理側水蒸気流路 71の下流側は、合流点 71 'よりも更に下流側において、温度調節流路 97の入り口部 97a に接続されている。

[0061] したがって、処理側オゾンガス流路 51を流れるオゾンガスは、温度調節流路 96を通る際に、ヒーター 91の熱によって所望の温度に昇温されるようになっている。また、このように温度調節流路 96を通る際に所望の温度に昇温されたオゾンガス力 S、合流点 71 'において処理側水蒸気流路 71を流れる水蒸気に混合される。更に、このように混合されたオゾンガスと水蒸気の混合ガスが、温度調節流路 97を通る際に、ヒータ一 91の熱によって再度所望の温度に温度調節される。こうして再度所望の温度に温度調節されたオゾンガスと水蒸気の混合ガスは、給気口 86を経て処理容器 30の内部に供給されるようになっている。

[0062] また、上述したバイパス側水蒸気流路 72は、温度調節流路 95の入り口部 95aに接続されている。また、温度調節流路 95の出口部 95bは、第 2バイパス側水蒸気流路 7 2 'に接続されている。この第 2バイパス側水蒸気流路 72 'の下流側は、水蒸気の逆流を防止する水蒸気逆流防止オリフィス 73を介して、次に説明する主排出流路 105 に接続されている。

[0063] 図 3に示すように、処理容器 30内から処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気を排出させる排気口 87には、主排出流路 105が接続してある。この主排出流路 105には、切替弁 106、圧力スィッチ 107、逆流防止オリフィス 108、エアオペ弁 109およびリリーフ弁 110が順に設けられている。また、主排出流路 105において、逆流防止ォリフィス 108とエアオペ弁 109の間に、上述したバイパス側オゾンガス流路 52の下流側と、上述した第 2バイパス側水蒸気流路 72 'の下流側とが接続されている。

[0064] 加えて、この実施の形態では、処理側オゾンガス流路 51の途中に Nガス供給流路

2

115が接続してある。この Nガス供給流路 115は、処理システム 1外の N供給源より

2 2

Nガスを供給する Nガス元流路 116から分岐して設けられている。また、 Nガス供

2 2 2 給流路 115には、 Nガスの供給を制御するエアオペ弁 117が設けられている。

2

[0065] また、主排出流路 105に設けられた切替弁 106には、 Nガス排出流路 118が接続

2

してある。切替弁 106は三方弁であり、後述するように、排気口 87を通じて処理容器 30内力も排出された処理流体としてのオゾンガスおよび水蒸気を、主排出流路 105 を通じて排出させる状態と、後述するように、排気口 87を通じて処理容器 30内から排出されたパージガスとしての Nガスを、 Nガス排出流路 118を通じて排出させる状

2 2

態とに切り替えられるようになつている。

[0066] なお、代表して処理ユニット 23aを例として説明した力他の処理ユニット 23b〜23f も同様の構成を備えている。

[0067] 処理システム 1の各機能要素は、処理システム 1全体の動作を自動制御する制御コンピュータ 19に、信号ラインを介して接続されている。ここで、機能要素とは、例えば前述した搬入出部 3に設けられたウェハ搬送装置 7、窓部開閉機構 10、処理部 2に設けられた主ウェハ搬送装置 18、 4台の洗浄ユニット 12、 13、 14、 15、処理ガス発生ユニット 24が備えるオゾンガス発生部 40および水蒸気発生部 41、薬液貯蔵ュニット 25、更には、各処理ユニット 23a〜23fにおける切替弁 50、 70、 106、ヒーター 9 0、 91等の、所定のプロセス条件を実現するために動作する総ての要素を意味している。制御コンピュータ 19は、典型的には、実行するソフトウェアに依存して任意の機能を実現することができる汎用コンピュータである。

[0068] 図 1に示すように、制御コンピュータ 19は、 CPU (中央演算装置）を備えた演算部 1 9aと、演算部 19aに接続された入出力部 19bと、入出力部 19bに揷着され制御ソフトウェアを格納した記録媒体 19cと、を有する。この記録媒体 19cには、制御コンビユータ 19によって実行されることにより処理システム 1に後述する所定の基板処理方法を行わせる制御ソフトウェア（プログラム）が記録されている。制御コンピュータ 19は、該制御ソフトウェアを実行することにより、処理システム 1の各機能要素を、所定のプロセスレシピにより定義された様々なプロセス条件 (例えば、処理容器 30の温度等）が実現されるように制御する。

[0069] 記録媒体 19cは、制御コンピュータ 19に固定的に設けられるもの、あるいは、制御コンピュータ 19に設けられた図示しない読み取り装置に着脱自在に装着されて該読み取り装置により読み取り可能なものであっても良い。最も典型的な実施形態においては、記録媒体 19cは、処理システム 1のメーカーのサービスマンによって制御ソフトウェアがインストールされたハードディスクドライブである。他の実施形態においては、記録媒体 19cは、制御ソフトウェアが書き込まれた CD— ROM又は DVD— ROMのような、リムーバブルディスクである。このようなリムーバブルディスクは、制御コンビュータ 19に設けられた図示しない光学的読取装置により読み取られる。また、記録媒体 19cは、 RAM (raNdom access memory)又は ROM (read oNly memory )のいずれの形式のものであっても良い。さらに、記録媒体 19cは、カセット式の RO Mのようなものであっても良い。要するに、コンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体 19cとして用いることが可能である。なお、複数の処理システム 1が配置される工場においては、各処理システム 1の制御コンピュータ 19を統括的に制御する管理コンピュータに、制御ソフトウェアが格納されていても良い。この場合、各処理システム 1は、通信回線を介して管理コンピュータにより操作され、所定のプロセスを実行する。

[0070] 次に、上記のように構成された処理システム 1におけるウェハ Wの処理工程を説明する。まず、イン ·アウトポート 4の載置台 6に載置されたキャリア Cから取出収納ァーム 11によって一枚ずつウェハ Wが取り出され、取出収納アーム 11によって取り出したウェハ Wを下段のウェハ受け渡しユニット 17に搬送する。すると、主ウェハ搬送装置 1 8がウェハ受け渡しユニット 17からウェハ Wを受け取り、主ウェハ搬送装置 18によって各処理ユニット 23a〜23fに適宜搬入する。そして、各処理ユニット 23a〜23fにおいて、ウェハ Wの表面に塗布されているレジストが水溶化される。所定のレジスト水溶化処理が終了したウェハ Wは、搬送アーム 18aによって各処理ユニット 23a〜23fから適宜搬出される。その後、ウェハ Wは、搬送アーム 18aによって各洗浄ユニット 12、 1 3、 14、 15に適宜搬入され、ウェハ Wに付着している水溶化されたレジストを除去する洗浄処理が純水等により施される。これにより、ウェハ Wに塗布されていたレジストが剥離される。各洗浄ユニット 12、 13、 14、 15は、ウェハ Wに対して洗浄処理を施した後、必要に応じて薬液処理によりパーティクル、金属除去処理を行った後、乾燥処理を行い、その後、ウェハ Wは再び搬送アーム 18aによって上段の受け渡しユニット 16に搬送される。そして、受け渡しユニット 16から取出収納アーム 11にウェハ Wが受け取られ、取出収納アーム 11によって、レジストが剥離されたウェハ Wがキャリア C内に収納される。

[0071] 次に、処理ユニット 23a〜23fの動作態様について、処理ユニット 23aを代表して説明する。まず、処理容器 30において、シリンダー装置 84の稼動によって蓋体 81を上昇させ、容器本体 80の上面から蓋体 81を離すことにより、処理空間 83を開放する。この状態で、主ウェハ搬送装置 18の搬送アーム 18aによりウェハ Wを搬入し、載置台 85にウェハ Wを載置させる。なお、このように載置台 85にウェハ Wを載置させる場合、シリンダー装置 89の稼動によって載置台 85の内部に備えられた昇降ピン 88を上昇させた状態でウェハ Wを受け取り、その後、昇降ピン 88を下降させて載置台 85にウェハ Wを載置させる。そして、搬送アーム 18aが退出後、蓋体 81が下降し、密閉された処理空間 83を形成する。

[0072] こうしてウェハ Wを搬入した後、先ず、処理容器 30およびウェハ Wを昇温させる昇温工程を行う。即ち、この昇温工程では、ヒーター 90、 91の稼動によって処理容器 3 0およびウェハ Wを昇温させる。また、オゾンガス発生部 40で発生させたオゾンガスを、切替弁 50の切り替えにより、処理側オゾンガス流路 51から温度調節流路 96、 97を経て、処理ユニット 23aの処理容器 30に供給する。一方、水蒸気発生部 41で発生させた水蒸気は、切替弁 70により、バイパス側水蒸気流路 72に通し、温度調節流路 9 5および第 2バイパス側水蒸気流路 72'を経て、主排出流路 105に排出させる。また、昇温工程では、 Nガス供給流路 115に設けられたエアオペ弁 117は閉じ、 Nガス

2 2 の供給は停止する。また、主排出流路 105に設けられた切替弁 106は、排気口 87を通じて処理容器 30内から排出されたオゾンガスを、主排出流路 105を通じて排出させる状態に切り替える。

[0073] なお、オゾンガス発生部 40では、含酸素気体中で放電することにより発生させたォゾンガスを、例えば 100〜300kPaの設定圧力で供給する。そして、オゾン主流路 46 に設けたニードル弁 47により、オゾンガスの流量を例えば 2〜5リットル/ minに設定する。

[0074] 一方、水蒸気発生部 41では、純水を沸騰させて発生させた水蒸気を、例えば 80 〜95kPaの設定圧力で供給する。そして、水蒸気主流路 56に設けたニードル弁 66 により、水蒸気の流量を例えば 2〜5g/minに設定する。

[0075] こうして、昇温工程では、処理空間 83内をオゾン雰囲気に置換しつつ、処理容器 3 0およびウェハ Wを所定の温度まで昇温させる。この場合、処理容器 30およびウェハ Wを昇温させる所定の温度とは、例えば 100〜1 10°Cである。なお、昇温工程では、処理側オゾンガス流路 51から、容器本体 80底面の温度調節流路 96および温度調節流路 97を経て、処理空間 83内にオゾンガスが供給される。このため、処理空間 83 内には、温度調節流路 96および温度調節流路 97を通る間に昇温させられたオゾンガスが供給されることになる。

[0076] また、昇温工程では、水蒸気発生部 41で発生させられた高温の水蒸気が、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66を通過するので、オリフィス 65とニードル弁 66も所定の温度に維持される。

[0077] また、昇温工程では、排気口 87を通じて処理容器 30内力も排出されたオゾンガス力主排出流路 105を通じて排出される。更に、バイパス側水蒸気流路 72に通された水蒸気が、温度調節流路 95および第 2バイパス側水蒸気流路 72 'を経て、主排出流路 105に排出させられる。こうして、オゾンガスおよび水蒸気の混合ガス力エアォぺ弁 109およびリリーフ弁 110を経て、主排出流路 105から外部に排気される。なお、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110の設定圧力は、例えば 50〜75kPaに設定される。

[0078] また、昇温工程では、処理空間 83内を通過したオゾンガスと、温度調節流路 95を通過した水蒸気が、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110を通過するので、リリーフ弁 110も所定の温度に維持される。 [0079] こうして、処理容器 30およびウェハ Wを所定の温度（例えば 100〜； 110°C)まで昇温させ、更に、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66、および、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110を所定の温度に維持し、昇温工程が終了す

[0080] 次に、処理容器 30内に収納したウェハ Wを処理する処理工程を行う。即ち、水蒸気発生部 41で発生させた水蒸気を、切替弁 70の切り替えにより、水蒸気供給路 17 1を経て、処理ユニット 23aの処理容器 30内の処理空間 83に供給する。

[0081] この場合、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66は、既に前述の昇温工程において所定の温度で安定状態になっている。このため、オリフィス 65と二一ドル弁 66による流量調整が精度よく行われ、処理工程では、水蒸気供給路 171を経て処理容器 30内の処理空間 83に供給する水蒸気の供給量が一定となる。

[0082] また、処理工程では、処理側水蒸気流路 71を流れる例えば 110°C程度の高温にされた水蒸気に対して、処理側オゾンガス流路 51から温度調節流路 96を経て、オゾンガスが混合される。このため、合流点 71 'でオゾンガスが混合される際に、処理側水蒸気流路 71を流れる水蒸気が冷却されることが無ぐ水蒸気の結露が防止される。

[0083] また、このように処理側水蒸気流路 71において混合されたオゾンガスと水蒸気の混合ガスが、更に、温度調節流路 97を通り、給気口 86を経て処理容器 30の内部に供給される。この場合、温度調節流路 97を通過中に、オゾンガスと水蒸気の混合ガスは処理容器 30と同じ所定の温度に温度調節される。このため、処理容器 30内に対し、水蒸気を結露させずに、オゾンガスと水蒸気の混合ガスを常に安定した温度で供給でさるようになる。

[0084] こうして、処理工程では、所定の温度に昇温された処理容器 30の内部において、一定の処理温度で、ウェハ Wに対してオゾンガスと水蒸気の混合ガスを供給する。これにより、ウェハ Wの表面に塗布されたレジストを酸化させて水溶化処理が効率よく行われる。

[0085] また、処理工程では、排気口 87を通じて処理容器 30内から排出されたオゾンガスと水蒸気の混合ガスを、主排出流路 105を通じて排出させる。この場合、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110は、既に前述の昇温工程において所定の温度で安定状態になっている。このため、リリーフ弁 110による流量調整が精度よく行われ、処理容器 30内部におけるウェハ Wの処理が更に安定して行われる。

[0086] こうして、所定のレジスト水溶化処理が終了した後、処理容器 30内を Nガス雰囲気

2 に置換させるパージ工程を行う。即ち、オゾンガス発生部 40で発生させたオゾンガスを、切替弁 50の切り替えにより、処理容器 30に供給せずにバイパス側オゾンガス流路 52に通す状態にする。また、水蒸気発生部 41で発生させた水蒸気を、切替弁 70 の切り替えにより、処理容器 30に供給せずにバイパス側水蒸気流路 72に通す状態にする。

[0087] また、パージ工程では、 Nガス供給流路 115に設けられたエアオペ弁 117を開き、

2

処理側オゾンガス流路 51を経て処理容器 30に Nガスを供給する。また、主排出流

2

路 105に設けられた切替弁 106は、排気口 87を通じて処理容器 30内から排出された Nガスを、 Nガス排出流路 118を通じて排出させる状態に切り替える。こうして、パ

2 2

ージ工程では、処理容器 30内に Nガスを供給し、処理容器 30内を Nガス雰囲気に

2 2

置換させる。

[0088] なお、パージ工程では、処理容器 30内をパージした Nガスは主排出流路 105に

2

排出されず、 Nガス排出流路 118を通じて排出され、水蒸気発生部 41で発生させら

2

れた高温の水蒸気力 S、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66を引き続き通過するので、オリフィス 65とニードル弁 66は昇温された状態に維持される。また、バイパス側水蒸気流路 72に通された水蒸気は、温度調節流路 95および第 2バィパス側水蒸気流路 72'を経て、主排出流路 105に排出させられる。このため、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110も昇温された状態に維持され、安定した制御がネ亍われる。

[0089] また、パージ工程では、温度調節流路 96および温度調節流路 97を経て昇温された Nガスが、処理容器 30内に供給される。このため、処理容器 30も昇温された状態

2

に維持される。

[0090] こうして、パージ工程によって処理容器 30内を Nガス雰囲気に置換させた後、処

2

理容器 30において、シリンダー装置 84の稼動によって蓋体 81を上昇させ、容器本体 80の上面から蓋体 81を離すことにより、処理空間 83を開放する。この状態で、シリンダー装置 89の稼動によって昇降ピン 88を上昇させて、載置台 85上からウェハ Wを持ち上げ、主ウェハ搬送装置 18の搬送アーム 18aをウェハ Wの下方に進入させ、ゥェハ Wを受け取り、処理容器 30内からウェハ Wを搬出する。

[0091] なお、処理ユニット 23aにおける処理を代表して説明した力他の処理ユニット 23b 〜23fにおいても、同様の処理が行われる。

[0092] かかる処理システム 1にあっては、処理容器 30に水蒸気を供給する処理工程と、処理容器 30を迂回させてバイパス側水蒸気流路 72に水蒸気を通すパージ工程のいずれにおいても、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66に対して常に水蒸気が供給される。そのため、オリフィス 65とニードル弁 66の温度が常に一定となり、弁の開度が変わらないため、水蒸気の供給側において精度の高い流量調整が可能となる。その結果、ウェハ Wに対して安定した処理を行うことが可能となる。また、主排出流路 105に設けられたリリーフ弁 110も、常に昇温された状態に維持される。このため、水蒸気主流路 56に設けたオリフィス 65とニードル弁 66に加えて、主排出流路 105に設けたリリーフ弁 110においても、高い精度で流量制御でき、ウェハ Wに対する処理をより安定させることが可能となる。その結果、ウェハ Wに対するレジスト水溶化処理も安定して行うことができる。従って、その後の各洗浄ユニット 12、 13、 1 4、 15における洗浄処理によるレジスト剥離の均一性、信頼性、及び処理システム 1 における処理を含めたエッチング処理全体の均一性、信頼性が向上する。

[0093] 以上、本発明の好適な実施の形態の一例を示した力本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば、本発明で適用される処理流体は、オゾンガスや水蒸気のほか、その他の処理ガスでも良ぐ本発明は、各種処理流体を用いた処理プロセスに広く適用できる。また、被処理体は半導体ウェハに限らず、その他の LCD基板用ガラスや CD基板、プリント基板、セラミック基板などであっても良い。

[0094] 本発明は，例えば例えば半導体ウェハや LCD基板用ガラス等の洗浄処理に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 被処理体を処理空間内に収納する処理容器と、

所定の温度の処理流体を発生させる処理流体発生部と、

前記主流路の下流側に切替弁を介して配置され、前記処理容器内に前記処理流体を導き、該処理流体を該処理容器内の前記処理空間に供給する処理流体供給流路と、

前記主流路の下流側に前記切替弁を介して配置され、前記処理流体供給流路に導かれない処理流体を前記処理空間を迂回させるように案内する処理流体バイパス流路と、

を備え、

前記主流路に、該主流路内を流れる前記処理流体の流量を調節するための流量調節機構を設けたことを特徴とする、処理システム。

[2] 前記処理容器内の前記処理空間から排出された前記処理流体と、前記処理流体バイパス流路に導かれて該処理空間を迂回して該処理容器内を通過した前記処理流体とを排出させる排出流路をさらに備え、

前記排出流路に、該排出流路内を流れる処理流体の流量を調節するための流量調節機構を設けたことを特徴とする、請求項 1に記載の処理システム。

[3] 前記処理流体バイパス流路は、該処理流体バイパス流路内を流れる処理流体の温度調節を行うための温度調節流路を有することを特徴とする、請求項 1に記載の処理システム。

[4] 前記温度調節流路を、前記処理容器に熱的に接触させたことを特徴とする、請求項 3に記載の処理システム。

[5] 前記処理流体が水蒸気であることを特徴とする、請求項 1に記載の処理システム。

[6] 前記処理流体バイパス流路は、前記処理流体供給流路に導かれない処理流体を前記処理空間を迂回させ、かつ、前記処理容器内を通過するように案内することを特徴とする、請求項 1に記載の処理システム。

[7] 所定の温度の処理流体を処理容器内の処理空間に供給して被処理体を処理する処理方法であって、

流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間に供給する状態と、流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内する状態と、に選択的に切り替えることを特徴とする、処理方法。

[8] 前記処理容器内の前記処理空間から排出された処理流体と、前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内された処理流体とを、共通の流量調節機構を通過させて排出することを特徴とする、請求項 7に記載の処理方法。

[9] 前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内された処理流体は、温度調節された後、前記共通の流量調節機構を通過して排出されることを特徴とする、請求項 8に記載の処理方法。

[10] 前記処理流体が水蒸気であることを特徴とする、請求項 7に記載の処理方法。

[11] 前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように前記処理流体が案内されたとき、当該処理流体は、前記処理空間を迂回し、かつ、前記処理容器内を通過するように案内されることを特徴とする、請求項 7に記載の処理方法。

[12] コンピュータに処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、

当該処理方法は、

流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間に供給する状態と、流量を調節した所定の温度の前記処理流体を前記処理容器内の前記処理空間を迂回させるように案内する状態と、に選択的に切り替える方法であることを特徴とする、記録媒体。