JP7594976B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板（以下、単に基板と称する）に対して、所定の処理を行う基板処理装置に関する。

基板にパターンを形成するには、例えば、フォトレジスト被膜を基板に被着してパターニングした後、パターンが形成されたフォトレジスト被膜をマスクにしてエッチング処理が行われる。その後、マスクは不要となるので、フォトレジスト被膜は除去される。フォトレジスト被膜の除去には、例えば、硫酸と過酸化水素水の混合溶液であるＳＰＭ（Sulfuric Hydrogen Peroxide Mixture）が利用される。このＳＰＭは、強酸化力を有し、フォトレジスト被膜は基板の表面から剥離され除去される。しかしながら、例えば、フォトレジスト被膜にイオン注入がされていると、フォトレジスト被膜の表面が硬化している。そのため、ＳＰＭだけを供給することによる処理では、ＳＰＭの消費量が増大する。また、ＳＰＭだけでは、フォトレジスト被膜を良好に除去できないことがある。

そこで、ＳＰＭの供給前に、オゾンガス（Ｏ_３ガス）をフォトレジスト被膜に供給し、その酸化力によって処理することが行われている。これにより、イオン注入により硬化したフォトレジスト被膜の表面の酸化（灰化）が可能となり、その後のＳＰＭでの処理時におけるフォトレジスト被膜の剥離が容易となる。これにより、ＳＰＭの消費量を抑制できる。

このようにオゾンガスを供給して基板を処理する装置として、ＳＰＭ、窒素ガス、純水、オゾンガスを切り換えて基板の処理面に供給する供給機構を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、オゾンガスを生成しつつ供給するオゾンガス供給源が供給機構に対して連通接続されている。

特開２００８－６６４００号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、オゾンガス供給源においてオゾンガスの生成を開始した時点から、処理に必要な所定の濃度のオゾンガスを供給するまでに、例えば、２分程度の時間を要する。そのため、オゾンガスによる処理を開始するまでに待ち時間が生じるので、オゾンガスによる処理時間を短縮することが困難となって、スループットが向上できないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、オゾンガスによる処理時間を短縮して、スループットを向上できる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に被着された被膜を除去する処理を行う基板処理装置において、基板を収容して密閉された処理空間を形成するチャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する保持機構と、前記基板を処理するためのオゾンガスを常時生成しつつ供給するオゾンガス供給源と、前記オゾンガス供給源から供給されたオゾンガスが流通される供給配管と、前記供給配管と前記チャンバとを連通接続した流通配管と、前記流通配管に設けられ、前記流通配管を流通するオゾンガスの流通を制御する制御弁と、気体を排出する排気口と前記供給配管とを連通接続し、前記オゾンガス供給源から供給されたオゾンガスを前記排気口に排出する補助配管と、前記補助配管に設けられ、前記補助配管を流通するオゾンガスの流量を調整する排気弁と、前記チャンバにオゾンガスを供給しない非処理時には、前記制御弁を閉止させて前記排気弁を開放させ、前記オゾンガス供給源から供給されるオゾンガスを前記排気口に排出させ、前記チャンバにオゾンガスを供給して前記保持機構に保持されている基板をオゾンガスで処理する処理時には、前記排気弁による流量を調整しながら前記制御弁を開放させる制御部と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、非処理時には、制御部が制御弁を閉止して排気弁を開放するので、オゾンガス供給源で生成されたオゾンガスは、チャンバに供給されることなく補助配管から排気口に排出される。処理時には、制御部が排気弁による流量を調整しながら制御弁を開放させるので、チャンバ内の保持機構に保持された基板に対して、オゾンガスを常時生成しているオゾンガス供給源から流通配管を介してオゾンガスが供給される。したがって、オゾンガスによる処理に待ち時間が生じないので、オゾンガスによる処理時間を短縮でき、スループットを向上できる。

また、本発明において、前記チャンバが複数個であり、前記流通配管が複数本であり、前記各流通配管は、前記供給配管からそれぞれ分岐して前記各チャンバに連通接続されており、前記制御弁は、前記複数本の流通配管のそれぞれに備えられ、前記処理時は、前記複数個のチャンバのうちの少なくとも一つにオゾンガスを供給している状態であることが好ましい（請求項２）。

チャンバが複数個であり、流通配管が複数本である構成では、複数個のチャンバのうちの少なくとも一つにオゾンガスを供給している状態が処理時である。これにより、処理時には、少なくとも一つのチャンバに処理濃度のオゾンガスが流通配管から供給されてオゾンガスによる処理が行われる。

また、本発明において、前記制御部は、前記処理時に、前記供給配管を流通するオゾンガスの流量である第１の流量と、前記各流通配管を流通するオゾンガスの流量の合計である第２の流量との差分が所定値内に収まるように、前記各制御弁による流量に連動して、前記排気弁による流量を調整することが好ましい（請求項３）。

第１の流量と第２の流量との流量の差分が所定値内となるように、各制御弁による各チャンバへのオゾンガスの流量に応じて、補助配管から排気されるオゾンガスの流量を排気弁により調整する。したがって、第１の流量を第２の流量が超えないように、供給側に所定値分の余力を残すことができるので、各チャンバへのオゾンガスの供給を安定して行うことができる。また、排気弁による流量を調整すると、複数個のチャンバへのオゾンガスの供給量を一括して調整することもできる。

また、本発明において、前記オゾンガス供給源は、前記供給配管へのオゾンガスの流通を許容または遮断する第１の開閉弁と、前記供給配管におけるオゾンガスの圧力を第１の圧力に維持する第１の圧力調整機構とを備え、前記補助配管は、前記排気弁として、前記排気口に排出されるオゾンガスの流通を許容または遮断する第２の開閉弁と、前記補助配管におけるオゾンガスの圧力を、前記第１の圧力より小さな第２の圧力に維持する第２の圧力調整機構とを備えていることが好ましい（請求項４）。

第２の圧力調整機構は、補助配管におけるオゾンガスの第２の圧力を、第１の圧力調整機構により調整された、供給配管におけるオゾンガスの第１の圧力よりも小さく維持する。したがって、オゾンガス供給源と補助配管との間における圧力差を確保できるので、各チャンバへ供給されるオゾンガスの流量の安定化を図ることができる。また、補助配管にオゾンガスが集中することを防止できるので、複数個のチャンバにおいて処理に必要なオゾンガスの流量を確保できる。その結果、複数個のチャンバを備える構成であっても、オゾンガスによる処理を安定して行うことができる。

また、本発明において、基板を収容して、処理液による処理を行う処理液チャンバと、基板を搬送する搬送機構と、をさらに備え、前記チャンバにおけるオゾンガスで処理された基板を前記搬送機構で前記処理液チャンバに搬送し、前記基板を前記処理液チャンバにおいて処理液で処理を行うことが好ましい（請求項５）。

チャンバでオゾンガスによる処理を終えた基板を搬送機構で処理液チャンバに搬送し、基板に対して処理液による処理を行う。これにより、基板に対して気体と液体による処理を連続的に行うことができる。したがって、オゾンガスによる前処理を行ってから処理液による処理を行う処理を効率的に行うことができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、非処理時には、制御部が制御弁を閉止して排気弁を開放するので、オゾンガス供給源で生成されたオゾンガスは、チャンバに供給されることなく補助配管から排気口に排出される。処理時には、制御部が排気弁による流量を調整しながら制御弁を開放させるので、チャンバ内の保持機構に保持された基板に対して、オゾンガスを常時生成しているオゾンガス供給源から流通配管を介してオゾンガスが供給される。したがって、オゾンガスによる処理に待ち時間が生じないので、オゾンガスによる処理時間を短縮でき、スループットを向上できる。

実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す斜視図である。 図１における１０１－１０１矢視断面図である。 図１における１０３－１０３矢視断面図である。 基板処理装置を模式的に示した平面図である。 オゾンガス供給ユニットにおけるオゾンガス濃度の変化を示すグラフである。 オゾンガスベークユニット及び気体の供給系と排気系とを示した図である。 オゾンガスによる非処理時の説明に供する図である。 オゾンガスによる処理時の説明に供する図である。 動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、図１における１０１－１０１矢視断面図である。図３は、図１における１０３－１０３矢視断面図である。図４は、基板処理装置を模式的に示した平面図である。

実施例に係る基板処理装置１は、例えば、フォトレジスト被膜が形成された基板Ｗに対して、フォトレジスト被膜の除去処理を行う装置である。特には、フォトレジスト被膜が硬化している場合に有用である。この基板処理装置１は、具体的には、オゾンガス処理と、オンガス処理後のＳＰＭ処理とをその順に基板Ｗに対して実施するのに好適である。

基板処理装置１は、インデクサブロック３と、処理ブロック５と、搬送ブロック７と、処理液供給ブロック９と、オゾンガス供給ユニット１１と、オゾンガス分解ユニット１３とを備えている。

インデクサブロック３は、処理対象である基板Ｗを搬送ブロック７との間で受け渡す。搬送ブロック７は、インデクサブロック３と処理ブロック５との間や、処理ブロック５の間において基板Ｗの搬送を行う。処理ブロック５は、複数個の処理ユニット１５を備えている。処理液供給ブロック９は、処理ブロック５において使用される各種の処理液を処理ブロック５に対して供給する。オゾンガス供給ユニット１１は、処理ブロック５で利用されるオゾンガスを供給する。オゾンガス分解ユニット１３は、処理ブロック５から排出されたオゾンガスを取り込み、無害化して排出する。オゾンガス分解ユニット１３から排出された気体は、例えば、クリーンルームが備える排気口に排出される。この排気口は、例えば、工場の排気設備に連通接続されている。

基板処理装置１は、図１に示すように、インデクサブロック３と、処理ブロック５及び搬送ブロック７と、処理液供給ブロック９とがこの順番で並ぶように配置されている。

以下の説明においては、インデクサブロック３と、処理ブロック５及び搬送ブロック７と、処理液供給ブロック９とが並ぶ方向を「前後方向Ｘ」（水平方向）とする。特に、処理ブロック５及び搬送ブロック７からインデクサブロック３へ向かう方向を「前方ＸＦ」とし、前方ＸＦ方向の反対方向を「後方ＸＢ」とする。前後方向Ｘと水平方向で直交する方向を「幅方向Ｙ」とする。さらに、インデクサブロック３の正面から見た場合に、幅方向Ｙの一方向を適宜に「右方ＹＲ」とし、右方ＹＲの反対の他方向を「左方ＹＬ」とする。また、垂直な方向を「上下方向Ｚ」（高さ方向、垂直方向）とする。なお、単に「側方」や「横方向」などと記載するときは、前後方向Ｘ及び幅方向Ｙのいずれにも限定されない。

インデクサブロック３は、キャリア載置部１７と、インデクサロボットＩＲとを備えている。本実施例における基板処理装置１は、例えば、４個のキャリア載置部１７を備えている。具体的には、幅方向Ｙに一列に並ぶように４個のキャリア載置部１７を備えている。各キャリア載置部１７は、キャリアＣが載置される。キャリアＣは、複数枚（例えば、２５枚）の基板Ｗを積層して収納するものであり、各キャリア載置部１７は、例えば、図示しないＯＨＴ（Overhead Hoist Transport：天井走行無人搬送車とも呼ばれる）との間でキャリアＣの受け渡しを行う。ＯＨＴは、クリーンルームの天井を利用してキャリアＣを搬送する。キャリアＣとしては、例えば、ＦＯＵＰ(Front Opening Unified Pod)が挙げられる。

インデクサブロック３は、キャリア載置部１７の後方ＸＢにインデクサロボットＩＲが配置されている。インデクサロボットＩＲは、キャリアＣとの間で基板Ｗを受け渡すとともに、パス部１９との間で基板Ｗを受け渡す。パス部１９は、前後方向Ｘにおいて、インデクサブロック３と搬送ブロック７との間に配置されている。インデクサロボットＩＲは、１台だけがインデクサブロック３に配置されている。このインデクサロボットＩＲは、基部が幅方向Ｙにおいて移動しないように、位置が固定して取り付けられている。インデクサロボットＩＲは、例えば、上下方向Ｚに昇降可能な多関節アームを備えている。インデクサロボットＩＲは、４個のキャリアＣと、パス部１９対してアクセス可能に構成されている。

パス部１９は、支持台の上に複数本の支持ピン（例えば、３本）を備えている。パス部１９は、基板Ｗを水平姿勢で当接して支持する。パス部１９は、インデクサロボットＩＲにより、未処理の基板Ｗが載置され、処理済みの基板Ｗが取り出される。パス部１９は、搬送ブロック７のセンターロボットＣＲにより、未処理の基板Ｗが取り出され、処理済みの基板Ｗが載置される。パス部１９は、上下方向Ｚに多段に構成されている。よって、パス部１９は、同時に複数枚の基板Ｗを載置される。

搬送ブロック７は、例えば、１台のセンターロボットＣＲを備えている。センターロボットＣＲは、前後方向Ｘに移動可能であり、かつ上下方向Ｚに昇降可能に構成されている。また、センターロボットＣＲは、上下方向Ｚを軸に水平面内で旋回可能に構成されている。センターロボットＣＲは、センターロボットＣＲの位置を基準として、幅方向Ｙにおける右方ＹＲ及び左方ＹＬに配置されている処理ブロック５との間で基板Ｗを受け渡すことができるように構成されている。センターロボットＣＲは、パス部１９を介してインデクサロボットＩＲとの間で基板Ｗを受け渡すことができる。

処理ブロック５は、搬送ブロック７を挟んで幅方向Ｙの右方ＹＲ及び左方ＹＬにそれぞれ配置されている。ここでは、平面視にて、処理ブロック５のうち、前方ＸＦかつ左方ＹＬの上下方向Ｚに配置されているものをタワーＴＷ１と称する。同様に、後方ＸＢかつ左方ＹＬの上下方向Ｚに配置されているものをタワーＴＷ２と称する。さらに、前方ＸＦかつ右方ＹＲの上下方向Ｚに配置されているものをタワーＴＷ３と称する。また、後方ＸＢかつ右方ＹＲの上下方向Ｚに配置されているものをタワーＴＷ４と称する。

処理ブロック５のタワーＴＷ１，ＴＷ３は、例えば、上下方向Ｚに４個の処理ユニット１５を積層配置して構成されている。タワーＴＷ１，ＴＷ３は、処理ユニット１５として、例えば、オゾンガスベークユニット２１（図２では、Ｏ_３ＢＡＫＥと併記する）を備えている。オゾンガスベークユニット２１は、基板Ｗを所定の温度で加熱しつつ、オゾンガスを供給して基板Ｗに対して処理を行う。その構造の詳細については、後述する。オゾンガスベークユニット２１は、オゾンガスによる処理を終えた後、基板Ｗを冷却する。冷却された基板Ｗは、センターロボットＣＲによりタワーＴＷ２，ＴＷ４の処理ユニット１５に搬送される。

処理ブロック５のタワーＴＷ２，ＴＷ４は、例えば、上下方向Ｚに３個の処理ユニット１５を積層配置して構成されている。タワーＴＷ２，ＴＷ４は、処理ユニット１５として例えば、ＳＰＭユニット２３（図３では、ＨＴ ＳＰＭと併記する）を備えている。ＳＰＭユニット２３は、所定温度に加熱したＳＰＭを基板Ｗに対して供給して処理を行う。このＳＰＭは、硫酸と過酸化水素水の混合溶液であるＳＰＭ（Sulfuric Hydrogen Peroxide Mixture）である。オゾンガスベークユニット２１により処理された基板Ｗは、センターロボットＣＲによりＳＰＭユニット２３に搬送される。ＳＰＭユニット２３で処理された基板Ｗは、純水によりＳＰＭを除去された後、センターロボットＣＲによりパス部１９に搬送される。

なお、ＳＰＭユニット２３が本発明における「処理液チャンバ」に相当し、センターロボットＣＲが本発明における「搬送機構」に相当する。

図４に示すように、基板処理装置１には、２台のオゾンガス供給ユニット１１と、２台のオゾンガス分解ユニット１３とが付設されている。オゾンガス供給ユニット１１は、オゾンガスベークユニット２１で処理に用いる処理濃度のオゾンを生成しつつ供給する。このオゾンガス供給ユニット１１は、例えば、オゾンガスを生成していない停止状態から、装置を始動した場合、オゾンガス供給ユニットから供給されるオゾンガスの濃度は、例えば、図５に示すような変化となる。なお、図５は、オゾンガス供給ユニットにおけるオゾンガス濃度の変化を示すグラフである。

このようにオゾンガス供給ユニット１１は、装置を起動してから２分近く経過しないと、目標とする所定の濃度に達しない特性がある。上述したタワーユニットＴＷ１の４個のオゾンガスベークユニット２１に対して一つのオゾンガス供給ユニット１１から処理濃度のオゾンガスが供給される。また、タワーユニットＴＷ３の４個のオゾンガスベークユニット２１に対してもう一つのオゾンガス供給ユニット１１から処理濃度のオゾンガスが供給される。

オゾンガス分解ユニット１３は、オゾンガスベークユニット２１から排出されてきたオゾンガスを含む気体を取り込み、オゾンガスを無害化処理する。無害化処理された気体は、例えば、クリーンルームが備えている排気口に排気される。２台のオゾンガス分解ユニット１３のうちの１台のオゾンガス分解ユニット１３は、例えば、タワーＴＷ１の４個のオゾンガスベークユニット２１からの排気を処理する。残りの１台のオゾンガス分解ユニット１３は、例えば、タワーＴＷ３の４個のオゾンガスベークユニット２１からの排気を処理する。

なお、オゾンガス供給ユニット１１が本発明における「オゾンガス供給源」に相当する。

ここで図６を参照する。なお、図６は、オゾンガスベークユニット及び気体の供給系と排気系とを示した図である。以下の説明においては、タワーユニットＴＷ１のオゾンガスベークユニット２１を例にとって説明するが、タワーユニットＴＷ３のオゾンガスベークユニット２１も同様の構成である。

タワーユニットＴＷ１を構成している各オゾンガスベークユニット２１は、下部リッド２５と、上部リッド２７と、熱処理プレート２９と、昇降機構３１とを備えたチャンバ３２を備えている。昇降機構３１は、上部リッド２７と連結する接続部と、接続部を移動するモータとを備える。下部リッド２５は、上下方向Ｚにおける下方に配置されている。下部リッド２５は、上方に開口部を有する筐体である。上部リッド２７は、下方に開口部を有する筐体である。下部リッド２５は、熱処理プレート２９を備えている。熱処理プレート２９は、基板Ｗを当接して支持する。熱処理プレート２９は、基板Ｗを所定温度に加熱する。上部リッド２７は、下部リッド２５に対して下降して当接する。上部リッド２７の開口部と下部リッド２５の開口部は、略同一形状となっており、上部リッド２７と下部リッド２５は昇降機構３１により接離可能であり、上部リッド２７と下部リッド２５が接合することにより上部リッド２７と下部リッド２５は内部に閉鎖空間を形成する。熱処理プレート２９を含む当該閉鎖空間が、基板Ｗが処理される処理空間となる。上部リッド２７は、昇降機構３１によって下部リッド２５に対して昇降される。昇降機構３１は、基板Ｗに対して処理を行う処理時には、下部リッド２５に上部リッド２７を下降させる。一方、昇降機構３１は、処理空間との間で基板Ｗを受け渡し、処理を行っていない非処理時には、下部リッド２５の上方に上部リッド２７を上昇させる。

タワーユニットＴＷ１は、一つの排気主管３３を備えている。排気主管３３は、タワーユニットＴＷ１における最下層から最上層にわたって配置されている。排気主管３３の下部は、オゾンガス分解ユニット１３に連通接続されている。タワーユニットＴＷ１は、一つの供給配管３５を備えている。この供給配管３５も、タワーユニットＴＷ１における最下層から最上層にわたって配置されている。供給配管３５は、一端側がオゾンガス供給ユニット１１に連通接続されている。この供給配管３５には、オゾンガス供給ユニット１１から所定の処理濃度のオゾンガスが供給される。

なお、熱処理プレート２９が本発明における「保持機構」に相当する。

ここで、図７を参照する。なお、図７は、オゾンガスによる非処理時の説明に供する図である。

オゾンガス供給ユニット１１は、生成配管４１と、マスフローコントローラ４３と、オゾンガス生成器４５と、フィルタ４７と、自動圧力調整器４９と、制御弁５１とを備えている。

生成配管４１は、その一端側が、例えば、クリーンルームが備えるユーティリティの一つである酸素供給源（不図示）に連通接続されている。生成配管４１は、その他端側が供給配管３５に連通接続されている。生成配管４１には、酸素供給源側から供給配管３５側に向かって、マスフローコントローラ４３と、オゾンガス生成器４５と、フィルタ４７と、自動圧力調整器４９と、制御弁５１とがその順に取り付けられている。

マスフローコントローラ４３は、生成配管４１に供給される酸素の流量を所定流量に制御する。オゾンガス生成器４５は、例えば、４個のオゾンガス生成モジュールを並列に配置されて構成されている。各オゾンガス生成モジュールは、酸素からオゾンガスを生成させる。オゾンガス生成器４５で生成されたオゾンガスは、フィルタ４７によってパーティクル等が除去される。フィルタ４７を通過したオゾンガスは、自動圧力調整器４９により所定の第１の圧力Ｐ１（例えば、２００ｋＰａ）に調整される。制御弁５１は、第１の圧力Ｐ１に調整されたオゾンガスについて、供給配管３５への流通を制御する。

上述したオゾンガス供給ユニット１１は、例えば、最大で１００リットル／分の流量でオゾンガスを供給できる。上述した自動圧力調整器４９は、調整圧力が第１の圧力Ｐ１に設定されているので、生成配管４１の最下流部（供給配管３５との連通接続部）における圧力が第１の圧力Ｐ１（実施例では、例えば、２００ｋＰａ）となるように調整される。また、供給配管３５におけるオゾンガスの流量は、オゾンガス供給ユニット１１の性能に応じて最大で第１の流量Ｆ１（例えば、１００リットル／分）となる。

なお、上述した自動圧力調整器４９が本発明における「第１の圧力調整機構」に相当し、制御弁５１が本発明における「第１の開閉弁」に相当する。

図６に戻る。オゾンガス供給ユニット１１の生成配管４１の他端側に連通接続された供給配管３５は、各オゾンガスベークユニット２１に分岐されている。オゾンガスベークユニット２１には、供給配管３５から各チャンバ３２に分岐して設けられた流通配管５３が連通接続されている。具体的には、流通配管５３は、一端側が供給配管３５に連通接続され、他端側が各チャンバ３２に連通接続されている。詳細には、流通配管５３の他端側は、上部リッド２５に取り付けられ、チャンバ３２内に形成される処理空間に連通接続されている。

流通配管５３は、制御弁５５と、マスフローコントローラ５７と、フィルタ５９とを供給配管３５からチャンバ３２に向かってその順に設けられている。制御弁５５は、供給配管３５からチャンバ３２へのオゾンガスの流通を制御する。マスフローコントローラ５７は、流通配管５３を流通してチャンバ３２へ供給されるオゾンガスの流量を調整する。フィルタ５９は、流通配管５３を流通しているオゾンガスに含まれるパーティクル等を除去する。

例えば、マスフローコントローラ５７は、オゾンガスの流量が最大で２０リットル／分であって、処理流量として１０リットル／分に設定される。

流通配管５３には、第１の分岐点６１と、第２の分岐点６３が設けられている。第１の分岐点６１は、流通配管５３のうち、チャンバ３２とフィルタ５９との間に設けられている。換言すると、第１の分岐点６１は、流通配管５３のうち、フィルタ５９よりもチャンバ３２側に設けられている。第２の分岐点６３は、流通配管５３のうち、フィルタ５９と、マスフローコントローラ５７及び制御弁５５との間に設けられている。

第１の分岐点６１には、不活性ガス供給配管６５の一端側が連通接続されている。不活性ガス供給配管６５の他端側は、例えば、クリーンルームのユーティリティの一つである窒素ガス供給源に連通接続されている。不活性ガス供給配管６５は、窒素ガス供給源側から第１の分岐点６１に向かって、マスフローコントローラ６７と、制御弁６９と、フィルタ７１とをその順に取り付けられている。マスフローコントローラ６７は、不活性ガス供給配管６５に供給される窒素ガスの流量を調整する。制御弁６９は、不活性ガス供給配管６５における窒素ガスの流通を制御する。フィルタ７１は、不活性ガス供給配管６５を流通する窒素ガスに含まれるパーティクル等を除去する。なお、不活性ガス供給配管６５は、流通配管５３からオゾンガスが流入しないように、例えば、制御弁６９とマスフローコントローラ６７との間に逆止弁を備えていることが好ましい。

第２の分岐点６３には、吸引配管７３の一端側が連通接続されている。吸引配管７３の他端側は、真空エジェクタ７５の吸い込み口に連通接続されている。真空エジェクタ７５の排出口は、排気主管３３に連通接続されている。真空エジェクタ７５は、供給口に圧縮空気が供給されると、吸い込み口から排出口に向かう気体の流れが形成される。吸引配管７３は、吸引される気体の流通を制御する制御弁７４を備えている。

上記の吸引配管７３からの吸引は、例えば、次のように行われる。

流通配管５３からオゾンガスがチャンバ３２に供給された後、オゾンガスを窒素ガスで置換する処理が行われる。その際には、不活性ガス供給配管６５から窒素ガスが第１の分岐点６１に供給される。その際に、吸引配管７３による吸引を行わせる。これにより、フィルタ５９やマスフローコントローラ５７内に残留したオゾンガスが窒素ガスの流れにより、チャンバ３２に引き込まれないようにできる。したがって、窒素ガスによるオゾンガスの置換に要する時間を短縮できる。また、機械的動作を含むマスフローコントローラ５７及び制御弁５５で発生する恐れがあるパーティクルが、窒素ガスの流れに引き込まれてチャンバ３２に流入することを防止できる。

チャンバ３２には、排気管７７の一端側が連通接続されている。排気管７７の他端側には、真空エジェクタ７９の吸い込み口が連通接続されている。真空エジェクタ７９の排出口は、排気主管３３に連通接続されている。真空エジェクタ７９に圧縮空気を供給して、真空エジェクタ７９の吸い込み口から排出口に向かう排気流を形成するための供給口には、第１の供給管８１の一端側が連通接続されている。第１の供給管８１の他端側には、例えば、クリーンルームのユーティリティの一つである圧縮空気源が連通接続されている。

第１の駆動管８１は、圧縮空気源から真空エジェクタ７９側に向かって流量調整弁８３と開閉弁８５とがその順に設けられている。流量調整弁８３は、第１の流量Ｆａで圧縮空気が第１の駆動管８１を流通するように圧縮空気の流量を調整する。開閉弁８５は、第１の駆動管８１における、第１の流量Ｆａに設定された圧縮空気の流通を制御する。第１の駆動管８１における流量調整弁８３より上流の部位と、第１の駆動管８１における開閉弁８５と真空エジェクタ７９との間の部位とには、第２の駆動管８７の両端部が連通接続されている。第２の駆動管８７は、圧縮空気源側から真空エジェクタ７９側に向かって流量調整弁８９と、開閉弁９１とがその順に設けられている。流量調整弁８９は、第２の流量Ｆｂで圧縮空気が第２の駆動管８７を流通するように圧縮空気の流量を調整する。開閉弁９１は、第２の駆動管８７における、第２の流量Ｆｂに設定された圧縮空気の流通を制御する。第２の流量Ｆｂは、第１の流量Ｆａよりも小さくなるように、流量調整弁８３，８９が設定されている。

排気管７７は、開閉弁９３を備えている。排気管７７は、開閉弁９３とチャンバ３２との間に、パージ管９４の一端側が連通接続されている。パージ管９４の他端側は、排気主管３３に連通接続されている。パージ管９４は、開閉弁９５を備えている。開閉弁９５は、パージ管９３における気体の流通を制御する。

上述した排気管７７による排気は、次のように行われる。

開閉弁８５，８９，９３，９５のうち、開閉弁９３，８５だけが開放されると、第１の流量Ｆａにより真空エジェクタ７９が動作される。これにより、排気管７７を介して、チャンバ３２内の気体が強く吸い出されて強排気される。開閉弁９１，９３だけが開放されると、第２の流量Ｆｂ（＜第１の流量Ｆａ）によって真空エジェクタ７９が動作される。これにより、排気管７７を介して、チャンバ３２内の気体が弱く吸い出されて弱排気される。不活性ガス供給配管６５から窒素ガスがチャンバ３２に供給されている場合に、開閉弁９５だけが開放されると、排気管７７及びパージ管９４を介してチャンバ３２内の気体が窒素ガスだけによって押し出される。

供給配管３５は、補助配管９７を備えている。補助配管９７は、一端側が供給配管３５に連通接続されている。補助配管９７は、他端側が排気主管３３に連通接続されている。補助配管９７は、供給配管３５から排気主管３３に向かって、自動圧力調整器９９と、制御弁１０１とを備えている。自動圧力調整器９９は、供給配管３５から分岐した補助配管９７におけるオゾンガスの圧力が所定の第２の圧力Ｐ２（例えば、１００ｋＰａ）に調整される。ここで、供給配管３５におけるオゾンガスの流量は、第１の流量Ｆ１であり、供給配管３５において補助配管９７よりも各チャンバ３２側に流れるオゾンガスを第２の流量Ｆ２とする。この場合、第１の流量Ｆ１と第２の流量Ｆ２との差分の流量をΔＦとすると、補助配管９７は、差分の流量ΔＦが流通する。

各オゾンガスベークユニット２１は、チャンバ３２の外部であって、各オゾンガスベークユニット２１内の気体を排出する外部排気管１０３を備えている。外部排気管１０３は、チャンバ３２や、上述した各種の配管や弁などの周囲の気体を、例えば、クリーンルームが備えている排気口に排気する。

なお、制御弁１０１が本発明における「排気弁」に相当し、自動圧力調整器９９が本発明における「第２の圧力調整機構」に相当し、制御弁１０１が本発明における「第２の開閉弁」に相当する。

図４に示すように、基板処理装置１は、制御部１１１を備えている。制御部１１１は、ＣＰＵやメモリを備えている。制御部１１１は、オペレータが制御コンソール（不図示）を操作することにより、その操作に基づいて各部の動作を統括的に制御する。具体的には、制御部１１１は、インデクサブロック３におけるインデクサロボットＩＲの搬送制御、搬送ブロック７におけるセンターロボットＣＲの搬送制御、処理ブロック５における各処理ユニット１５の処理制御、処理液供給ブロック９における各種処理液の送出制御、オゾンガス供給ユニット１１及びオゾンガス分解ユニット１３の動作制御を行う。

制御部１１１は、オゾンガスの流量に関して、例えば、次のように各部の操作を行う。なお、オゾンガス供給ユニット１１は、既に動作して、処理濃度のオゾンガスを供給できる状態にあり、制御弁５１が開放されているとする。上述した制御部１１１は、以下に説明する流量の差分ΔＦが所定値内に収まるように、各マスフローコントローラ５７及び開閉弁５５による流量に連動して、マスフローコントローラ９９及び制御弁１０１によるオゾンガスの流量を調整する。

図７に示すように、チャンバ３２においてオゾンガスによる処理を行わない非処理時には、各制御弁５５を閉止させるとともに、制御弁１０１を開放させる。これにより、供給配管３５から各チャンバ３２へはオゾンガスが供給されない。オゾンガス供給ユニット１１から供給配管３５に供給されているオゾンガスは、補助配管９７を介して排気主管３３に排出されている。この状態では、オゾンガス供給ユニット１１の生成配管４１におけるオゾンガスの圧力が第１の圧力Ｐ１（＝２００ｋＰａ）であり、補助配管９７におけるオゾンガスの圧力が第２の圧力Ｐ２（＝１００ｋＰａ）である。また、流量については、例えば、生成配管４１における第１の流量Ｆ１が１００リットル／分であり、供給配管３５における第２の流量Ｆ２が０リットル／分である。よって、第１の流量Ｆ１と第２の流量Ｆ２との差分である流量の差分ΔＦが１００リットル／分となる。

ここで、図８を参照する。なお、図８は、オゾンガスによる処理時の説明に供する図である。

チャンバ３２においてオゾンガスによる処理を行う処理時、具体的には、４個のチャンバ３２のうち、少なくとも１個のチャンバ３２にオゾンガスを供給して、そのチャンバ３２においてオゾンガスによる処理を行う処理時には、処理を行うチャンバ３２の制御弁５５を開放させる。このとき、制御弁１０１は開放されているものの、流量が調整されている。

例えば、４個の全てチャンバ３２でオゾンガスによる処理を行う場合には、各チャンバ３２における処理の所要量に応じて、最大で２０リットル／分の流量でオゾンガスが供給される。したがって、第２の流量Ｆ２は、最大で８０リットル／分となる。第１の流量Ｆ１は、１００リットル／分であるので、流量の差分ΔＦは、最小で２０リットル／分となる。このように、流量の差分ΔＦが所定値内となるように、マスフローコントローラ９９及び制御弁１０１を制御する。したがって、第１の流量Ｆ１を第２の流量Ｆ２が超えないように、オゾンガス供給ユニット１１側に所定値分の余力を残すことができるので、各チャンバ３２へのオゾンガスの供給を安定して行うことができる。また、逆に、マスフローコントローラ９９と制御弁１０１により流量の差分ΔＦを調整することにより、第２の流量Ｆ２を加減することができる。その結果、４個のチャンバ３２の全てに対して一括してオゾンガスの流量を可変することもできる。これにより、各チャンバ３２におけるマスフローコントローラ５７を操作するよりも、流量の制御を簡易化できる。

次に、図９を参照して、上述した基板処理装置１における処理について説明する。図９は、動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、オゾンガス処理及びＳＰＭ処理に係る部分についてのみ詳細に説明し、その他の動作については簡略化あるいは省略する。また、発明の理解を容易にするために、１枚の基板Ｗの流れについてのみ説明する。

ステップＳ１
オペレータは、基板処理装置１を起動する。さらに、これに連動してオゾンガス供給ユニット１１及びオゾンガス分解ユニット１３も起動する。これにより、制御部１１１の制御の下、処理濃度となるオゾンガスの生成をオゾンガス供給ユニット１１が開始する。図５に示したように、処理濃度のオゾンガスを生成するには約２分程度を要する。

ステップＳ２
制御部１１１は、オゾンガス供給ユニット１１により処理濃度のオゾンガスが生成されるまでの所定時間が経過したか否を監視し、所定時間が経過した時点で次のステップＳ３に移行する。なお、オゾンガスの濃度が処理濃度に達する前であっても、図７に示すオゾンガスによる非処理時と同じように、生成されたオゾンガスは全て補助配管９７を介して排気主管３３を介して排気される。

ステップＳ３
オペレータは、制御コンソール（不図示）から処理の開始を指示する。

ステップＳ４
キャリアＣに収容されている処理対象の基板Ｗがインデクサブロック３を介してパス部１９に搬送され、センターロボットＣＲによりオゾンガスベークユニット２１に搬入される。なお、次のステップＳ５にて基板Ｗがチャンバ３２に搬入される処理前においては、制御部１１１は、制御弁６９及びマスフローコントローラ６７を操作して、チャンバ３２に窒素ガスを供給する。さらに、制御部１１１は、流量調整弁８９と開閉弁９１により、真空エジェクタ７９を動作させる。これにより、チャンバ３２内が弱排気され、処理空間が不活性ガスで清浄な状態に保たれる。

ステップＳ５
制御部１１１は、基板Ｗがチャンバ３２に収容されると、昇降機構３１により上部リッド２７を下部リッド２５に移動させる。これにより、チャンバ３２が密閉される。このとき、制御部１１１は、流量調整弁８９と開閉弁９１を操作して第２の駆動管８１による真空エジェクタ７９の動作を停止させる。さらに、制御部１１１は、流量調整弁８３及び開閉弁８５により、真空エジェクタ７９を動作させる。なお、不活性ガス供給配管６５から供給される窒素ガスの流量よりも、真空エジェクタ７９の吸い込み口の流量の方が大きい。これにより、チャンバ３２内が強排気されるので、処理空間が負圧となる。そのため、上部リッド２７が下部リッド２５に対して強く密着され、チャンバ３２が周囲に対して完全に密閉される。

その後、制御部１１１は、熱処理プレート２９に載置された基板Ｗの温度が所定温度（例えば、１００～３００℃）に上昇するまで待機する。基板Ｗの温度が所定温度に達すると、制御部１１１は、オゾンガスによる処理を開始する。

具体的には、制御部１１１は、チャンバ３２に処理濃度のオゾンガスが所要の流量で供給されるように、マスフローコントローラ５７及び制御弁５５を操作する。さらに、これにより、基板Ｗが載置されている処理空間に処理濃度のオゾンガスが供給される。このとき、制御部１１１は、流量調整弁８３及び開閉弁８５を操作して強排気を停止する。さらに、制御部１１１は、流量調整弁８９及び開閉弁９１を操作して弱排気に切り換える。これにより、処理濃度のオゾンガスが処理空間に滞留するので、オゾンガスによる処理を十分に行わせることができる。所定のオゾンガスの処理時間が経過すると、制御部１１１は、マスフローコントローラ５７及び制御弁５５を操作して、チャンバ３２へのオゾンガスの供給を停止する。

次いで、制御部１１１は、チャンバ３２内のオゾンガスを窒素ガスで置換する。具体的には、制御部１１１は、制御弁６９及びマスフローコントローラ６７を操作して、図６における不活性ガス供給配管６５から窒素ガスをチャンバ３２に供給する。また、制御部１１１は、真空エジェクタ７５を作動させるとともに、制御弁７４を開放させ、吸引配管７３による第２の分岐点６３の吸引を行わせる。さらに、制御部１１１は、流量調整弁８９及び開閉弁９１を操作して弱排気を停止する。これとともに、制御部１１１は、流量調整弁８３及び開閉弁８５を操作して強排気にする。チャンバ３２内を強排気としているので、効率的に処理空間のオゾンガスが窒素ガスで置換される。したがって、置換に要する時間を短縮できる。このとき、第２の分岐点６３の吸引を同時に行っているので、フィルタ５９に残留しているオゾンが処理空間に混入することを防止できる。したがって、窒素ガスによる置換効率を向上できる。さらに、第２の分岐点６３がフィルタ５９とマスフローメータ５７及び制御弁５５との間に設けてあるので、マスフローメータ５７及び制御弁５５で発生しやすいパーティクルが処理空間に流入することを防止できる。したがって、基板Ｗを清浄に処理できる。

窒素ガスによる置換が完了すると、制御部１１１は、流量調整弁８３及び開閉弁８５を操作して強排気を停止させる。制御部１１１は、開閉弁９５を開放させる。これにより、不活性ガスがパージ管９４を介して、その供給圧力だけで排出される。このときチャンバ３２が陽圧になるので、昇降機構３１による上部リッド２５の上昇動作が円滑に行われる。制御部１１１は、上部リッド２５が上昇された後、開閉弁９５を閉止させるとともに、流量調整弁８９及び開閉弁９１を操作して弱排気とする。これにより処理空間を不活性ガスで清浄に保つ。制御部１１１は、図示しない冷却ユニットに基板Ｗを移動させて、基板Ｗを常温に戻す。

ステップＳ６
制御部１１１は、センターロボットＣＲを操作して、オゾンガスベークユニット２１から基板Ｗを取り出し、ＳＰＭユニット２３に基板Ｗを搬送する。

ステップＳ７
制御部１１１は、基板Ｗを加熱させた状態としつつ、基板Ｗの表面にＳＰＭを供給する。これにより、ＳＰＭにより基板Ｗの表面のフォトレジスト被膜が除去される。このとき、オゾンガスによる前処理でフォトレジスト被膜の表面をある程度灰化しているので、フォトレジスト被膜の表面が硬化していても、少ない量のＳＰＭによりフォトレジスト被膜を容易に除去できる。制御部１１１は、ＳＰＭによる基板Ｗの処理が完了した後、純水による洗浄処理及び乾燥処理を行う。

ステップＳ８
制御部１１１は、センターロボットＣＲを操作して、基板Ｗをパス部１９に搬送し、インデクサロボットＩＲを操作して基板ＷをキャリアＣに戻す搬出を行う。このような一連の動作により、基板Ｗに対するフォトレジスト被膜の除去処理が行われる。

本実施例によると、オゾンガスによる非処理時には、制御部１１１が制御弁５５を閉止して制御弁１０１を開放するので、オゾンガス供給ユニット１１で生成された処理濃度のオゾンガスは、チャンバ３２に供給されることなく、補助配管９７から排気主管３３に排出される。オゾンガスによる処理時には、制御部１１１が制御弁１０１による流量を調整しながら制御弁５５を開放させるので、チャンバ３２内の熱処理プレート２９に保持された基板Ｗに対して、処理濃度のオゾンガスを常時生成しているオゾンガス供給ユニット１１から流通配管５３を介してオゾンガスが供給される。したがって、オゾンガスによる処理に待ち時間が生じないので、オゾンガスによる処理時間を短縮でき、スループットを向上できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、４個のチャンバ３２を備え、４本の流通配管５３を備えた基板処理装置１を例にとって説明した。しかしながら、本発明は、複数個のチャンバ３２と複数本の流通配管５３とを必須の構成とするものではない。つまり、本発明は、一つのチャンバ３２と一つの流通配管５３とを備えた基板処理装置１であって適用できる。

（２）上述した実施例では、第１の流量Ｆ１と第２の流量Ｆ２との流量の差分ΔＦが所定値以内に収まるように、各制御弁５５及び各マスフローコントローラ５７による流量に連動して、制御弁１０１による流量を調整した。しかしながら、本発明は、このようにオゾンガス供給ユニット１１側に所定値分のオゾンガスの供給に係る余力を残すことを必須とするものではない。したがって、オゾンガス供給ユニット１１の最大の供給量を全てのチャンバ３２に供給するようにしてもよい。

（３）上述した実施例では、オゾンガス供給ユニット１１が自動圧力調整器４９を備え、補助配管９７が自動圧力調整器９９を備えているが、本発明はこの構成を必須とするものではない。すなわち、これらの構成を備えると、複数個のチャンバ３２を備える構成であっても、オゾンガスによる処理を安定して行うことができるので、チャンバ３２が単数あるいは、オゾンガス供給ユニット１１の最大供給量に比較して、合計でも大幅に少ない供給量でよい程度の個数のチャンバ３２を備えている場合には、このような構成を備える必要はない。

（４）上述した実施例では、基板処理装置１がオゾンガス分解ユニット１３を備えているが、本発明は、オゾンガス分解ユニット１３を必須とするものではない。

（５）上述した実施例では、基板処理装置１がＳＰＭユニット２３を備えているが、本発明はＳＰＭユニット２３を必須とするものではない。例えば、オゾンガスベークユニット２１で処理した基板Ｗを他の装置が備えているＳＰＭユニット２３で処理するようにしてもよい。

（６）上述した実施例では、基板処理装置１がインデクサブロック３，搬送ブロック７、キャリア載置部１７、パス部１９などを備え、複数枚の基板Ｗを連続的に搬送して効率的に処理を行う構成をとっているが、本発明はこのような構成に限定されない。つまり、本発明は、搬送系などを備えず、所定の処理濃度のオゾンガスによる処理を行う構成を備えている基板処理装置であっても適用できる。

以上のように、本発明は、基板に対して、オゾンガスによる所定の処理を行う基板処理装置に適している。

１ … 基板処理装置
Ｗ … 基板
３ … インデクサブロック
５ … 処理ブロック
７ … 搬送ブロック
９ … 処理液供給ブロック
１１ … オゾンガス供給ユニット
１３ … オゾンガス分解ユニット
１５ … 処理ユニット
１９ … パス部
ＴＷ１～ＴＷ４ … タワー
２１ … オゾンガスベークユニット
２３ … ＳＰＭユニット
２５ … 下部リッド
２７ … 上部リッド
２９ … 熱処理プレート
３１ … 昇降機構
３２ … チャンバ
３３ … 排気主管
３５ … 供給配管
４１ … 生成配管
４３，５７，６７ … マスフローコントローラ
４９，９９ … 自動圧力調整器
５１，５５，６９，７４，１０１ … 制御弁
Ｐ１ … 第１の圧力
Ｐ２ … 第２の圧力
Ｆ１ … 第１の流量
Ｆ２ … 第２の流量
ΔＦ … 流量の差分

Claims (5)

1. 基板に被着された被膜を除去する処理を行う基板処理装置において、
   基板を収容して密閉された処理空間を形成するチャンバと、
   前記チャンバ内において基板を保持する保持機構と、
   前記基板を処理するためのオゾンガスを常時生成しつつ供給するオゾンガス供給源と、
   前記オゾンガス供給源から供給されたオゾンガスが流通される供給配管と、
   前記供給配管と前記チャンバとを連通接続した流通配管と、
   前記流通配管に設けられ、前記流通配管を流通するオゾンガスの流通を制御する制御弁と、
   気体を排出する排気口と前記供給配管とを連通接続し、前記オゾンガス供給源から供給されたオゾンガスを前記排気口に排出する補助配管と、
   前記補助配管に設けられ、前記補助配管を流通するオゾンガスの流量を調整する排気弁と、
   前記チャンバにオゾンガスを供給しない非処理時には、前記制御弁を閉止させて前記排気弁を開放させ、前記オゾンガス供給源から供給されるオゾンガスを前記排気口に排出させ、前記チャンバにオゾンガスを供給して前記保持機構に保持されている基板をオゾンガスで処理する処理時には、前記排気弁による流量を調整しながら前記制御弁を開放させる制御部と、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記チャンバが複数個であり、
   前記流通配管が複数本であり、
   前記各流通配管は、前記供給配管からそれぞれ分岐して前記各チャンバに連通接続されており、
   前記制御弁は、前記複数本の流通配管のそれぞれに備えられ、
   前記処理時は、前記複数個のチャンバのうちの少なくとも一つにオゾンガスを供給している状態であることを特徴とする基板処理装置
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記制御部は、前記処理時に、前記供給配管を流通するオゾンガスの流量である第１の流量と、前記各流通配管を流通するオゾンガスの流量の合計である第２の流量との差分が所定値内に収まるように、前記各制御弁による流量に連動して、前記排気弁による流量を調整することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項２または３に記載の基板処理装置において、
   前記オゾンガス供給源は、前記供給配管へのオゾンガスの流通を許容または遮断する第１の開閉弁と、前記供給配管におけるオゾンガスの圧力を第１の圧力に維持する第１の圧力調整機構とを備え、
   前記補助配管は、前記排気弁として、前記排気口に排出されるオゾンガスの流通を許容または遮断する第２の開閉弁と、前記補助配管におけるオゾンガスの圧力を、前記第１の圧力より小さな第２の圧力に維持する第２の圧力調整機構とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
   基板を収容して、処理液による処理を行う処理液チャンバと、
   基板を搬送する搬送機構と、
   をさらに備え、
   前記チャンバにおけるオゾンガスで処理された基板を前記搬送機構で前記処理液チャンバに搬送し、前記基板を前記処理液チャンバにおいて処理液で処理することを特徴とする基板処理装置。

Images