(57)【要約】本発明は、半導体基板や液晶基板などの基板表面にオゾンガスを吹きかけて、酸化膜の形成やその改質、レジスト膜の除去といった処理を行うオゾン処理装置に関する。オゾン処理装置１は、基板Ｋが載置される載置台２０と、載置台２０上の基板Ｋを加熱する加熱装置と、載置台２０上の基板Ｋと対向して配設され、且つ基板Ｋとの対向面に開口し、オゾンガスを基板Ｋに向けて吐出する吐出口を備えた複数の対向板４０と、各対向板４０の吐出口にオゾンガスを供給して吐出せしめるガス供給装置６０とからなる。各対向板４０は、隣接する対向板４０間に隙間が形成されるように、同一平面内に配設される。対向板４０は体積が小さく、対向板４０と基板Ｋとの間に熱移動が生じても、対向板４０と前記基板Ｋとが短時間で熱平衡状態に達するため、基板Ｋの温度管理が容易となる。
2003063222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置台と、
前記載置台上の基板を加熱する加熱手段と、
前記載置台上の基板と対向して配設されるとともに、前記基板との対向面に開口し、オゾンを含んだ処理ガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出口、並びに、表裏に貫通した貫通孔を前記吐出口間に備えた対向板と、
前記対向板の各吐出口に前記処理ガスを供給して吐出せしめるガス供給手段とを設けて構成したことを特徴とするオゾン処理装置。
【請求項２】
前記対向板を複数の領域に区画するように前記貫通孔の複数個が連設され、
前記吐出口が、前記貫通孔によって区画される各領域にそれぞれ形成されてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載のオゾン処理装置。
【請求項３】
前記貫通孔の孔径を０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下としたことを特徴とする請求の範囲第２項記載のオゾン処理装置。
【請求項４】
前記貫通孔が細長のスリット状に形成されるとともに、前記対向板が該貫通孔によって複数の領域に区画されてなり、
前記吐出口が、前記貫通孔によって区画される各領域にそれぞれ形成されてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載のオゾン処理装置。
【請求項５】
前記スリットの幅を０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下としたことを特徴とする請求の範囲第４項記載のオゾン処理装置。
【請求項６】
基板が載置される載置台と、
前記載置台上の基板を加熱する加熱手段と、
前記載置台上の基板と対向して配設され、且つ前記基板との対向面に開口し、オゾンを含んだ処理ガスを前記基板に向けて吐出する吐出口を備えた複数の対向板と、
前記各対向板の吐出口に前記処理ガスを供給して吐出せしめるガス供給手段とを設けて構成するとともに、
前記複数の対向板を、隣接する前記各対向板間に隙間が形成されるように、同一平面内に配設したことを特徴とするオゾン処理装置。
【請求項７】
前記隙間を０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下としたことを特徴とする請求の範囲第６項記載のオゾン処理装置。
【請求項８】
前記対向板の板厚を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項記載のいずれかのオゾン処理装置。
【請求項９】
少なくとも前記載置台，加熱手段及び対向板が、閉空間となった処理室内に配置され、更に、該処理室内の気体を外部に排気する排気手段を備えてなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項記載のいずれかのオゾン処理装置。
【請求項１０】
前記排気手段により、前記処理室内の圧力（絶対圧）が７ＫＰａ以上となるように調整されることを特徴とする請求の範囲第９項記載のオゾン処理装置。
【請求項１１】
前記排気手段により、前記処理室内の圧力（絶対圧）が１４ＫＰａ以上となるように調整されることを特徴とする請求の範囲第９項記載のオゾン処理装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、半導体基板や液晶基板などの基板表面に、少なくともオゾンを含んだ処理ガスを吹きかけて、当該基板表面に酸化膜を形成したり、或いは基板表面に形成された酸化膜を改質したり、更には、基板表面に形成されたレジスト膜を除去するオゾン処理装置に関する。
背景技術
上記オゾン処理装置として、第７図及び第８図に示すような装置が従来存在する。尚、第７図は、従来例に係るオゾン処理装置の一部を示した断面図であって、第８図における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図である。また、第８図は、第７図における矢示Ｄ−Ｄ方向の底面図である。
第７図及び第８図に示すように、前記オゾン処理装置１００は、基板Ｋが載置される載置台１０１と、この載置台１０１の上方に、前記基板Ｋと対向するように配設されたガス供給ヘッド１０２などを備える。これら載置台１０１及びガス供給ヘッド１０２は閉塞空間を備えたチャンバ（図示せず）内に配設されており、チャンバ（図示せず）には適宜排出口が形成され、その内部気体がこの排出口から外部に排出されるようになっている。
前記載置台１０１には、ヒータなどからなる加熱手段（図示せず）が内蔵されており、上面に載置された前記基板Ｋが、この加熱手段（図示せず）によって加熱される。また、載置台１０１は、昇降手段（図示せず）によって昇降自在となっている。
前記ガス供給ヘッド１０２は、共にブロック状の部材からなり、上下に積層，接合されたノズル部１０３及び冷却部１０４からなる。このノズル部１０３には、その上面、即ち、前記冷却部１０４との接合面に凹部１０５が形成され、更に、この凹部１０５と連通し、且つ下面に開口するノズル１０６が複列且つ千鳥状に穿設されている。また、その下面には、両側面に開口するように延設された排気溝１０７が前記ノズル１０６列間に形成されている。
前記冷却部１０４は、上下に積層，接合された上部材１０４ａ及び下部材１０４ｂからなり、これら上部材１０４ａ及び下部材１０４ｂの接合面には、その一方の側面から他方の側面に向けた冷却液流路１０８（１０８ａ，１０８ｂ）がジグザグ状に形成されている。そして、冷却液流路１０８は配管１０９，１１０を介して外部の冷却液供給手段１１１に接続されている。斯くして、これら冷却液流路１０８，配管１０９，１１０及び冷却液供給手段１１１によって冷却液の循環路が形成され、当該冷却液が循環せしめられる。
また、前記冷却部１０４には、その上面から下面に貫通する貫通孔１１２が形成されて前記凹部１０５に連通しており、この貫通孔１１２は、これに接続する配管１１４を介して外部のオゾンガス生成手段１１３に接続されている。斯くして、オゾンガス生成手段１１３から所定濃度のオゾンガス（処理ガス）が、前記配管１１４及び貫通孔１１２を介して前記凹部１０５内に供給され、前記ノズル１０６の下部開口部から前記基板Ｋに向けて吐出される。
以上のように構成されたオゾン処理装置１００によれば、まず、前記載置台１０１に前記基板Ｋが載置されると、この基板Ｋが前記加熱手段（図示せず）によって加熱されるとともに、載置台１０１が、第７図に示すように、前記ガス供給ヘッド１０２と所定間隔を隔てて接近した位置に、前記昇降手段（図示せず）によって上昇せしめられる。
そして、前記オゾンガス生成手段１１３から、順次、前記配管１１４及び貫通孔１１２を介して前記凹部１０５内に前記オゾンガスが供給され、これが前記ノズル１０６の下部開口部から前記基板Ｋに向けて吐出される。
このようにして各ノズル１０６から吐出されたオゾンガスは、基板Ｋの表面に衝突して、これに沿った流れとなった後、相互に衝突して、排気溝１０７側に向かう流れとなる。このような流れの中で、オゾン（Ｏ３）は基板Ｋにより加熱され、このように加熱されたり、基板Ｋやレジストと接触することによって酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）に分解され、この活性酸素（Ｏ＊）によって、基板Ｋ表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板Ｋ表面上の酸化膜が改質されたり、更には、基板Ｋ表面に形成されたレジスト膜が活性酸素（Ｏ＊）との熱化学反応によって除去される。
そして、前記排気溝１０７内に流入した処理後のオゾンガスは、排気溝１０７を通って基板Ｋとガス供給ヘッド１０２との間から排気される。
尚、このオゾン処理装置１００では、冷却液によって前記ガス供給ヘッド１０２が冷却され、前記貫通孔１１２，凹部１０５及びノズル１０６を流通するオゾンガスが前記冷却液によって冷却されるように構成されている。したがって、前記貫通孔１１２，凹部１０５及びノズル１０６を流通するオゾンガスが温度上昇によって熱分解するのが防止され、熱分解に伴うオゾン濃度の低下が防止される。
また、前記ノズル１０６の下部開口部を前記基板Ｋと接近させるべく、前記ガス供給ヘッド１０２と基板Ｋとを接近させた状態としているので、ノズル１０６から吐出されたオゾンが、基板Ｋ表面に到達する前に熱分解されるのが防止されるとともに、基板Ｋ表面上を流動するオゾンガス層がより薄くなって、より多くのオゾンが、上記酸化膜の形成、酸化膜の改質やレジスト膜の除去に寄与せしめられる。
上記従来のオゾン処理装置１００では、上述したように、前記ガス供給ヘッド１０２を基板Ｋに接近させた状態で配置しているので、基板Ｋや載置台１０１からガス供給ヘッド１０２へ熱の移動が生じ、これによってガス供給ヘッド１０２が昇温せしめられる。
ところが、前記ガス供給ヘッド１０２はその体積（容量）が大きく、更に、これが前記冷却液によって冷却されているため、前記基板Ｋ及びガス供給ヘッド１０２が熱平衡状態となり難く、両者が熱平衡状態となるために長時間を要していた。このため、前記基板Ｋの温度が長時間にわたって一定せず、上記オゾン処理にムラを生じるといった問題を生じていた。
また、前記排気溝１０７には、各ノズル１０６から吐出された処理ガスが流入するため、ノズル部１０３中央付近のノズル１０６から吐出された処理ガスは、端部付近に配設されたノズル１０６から吐出され、排気溝１０７に流入した処理ガスによって、同排気溝１０７内での流通が阻害されることとなり、前記中央付近のノズル１０６から吐出された処理ガスが基板Ｋとガス供給ヘッド１０２との間から排気され難いものとなっていた。
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、基板の温度管理が容易であり、しかも、オゾン処理後の処理ガスを基板上面付近から速やかに排気することが可能となったオゾン処理装置の提供をその目的とする。
発明の開示
本発明は、基板が載置される載置台と、
前記載置台上の基板を加熱する加熱手段と、
前記載置台上の基板と対向して配設されるとともに、前記基板との対向面に開口し、オゾンを含んだ処理ガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出口、並びに、表裏に貫通した貫通孔を前記吐出口間に備えた対向板と、
前記対向板の各吐出口に前記処理ガスを供給して吐出せしめるガス供給手段とを設けて構成したことを特徴とするオゾン処理装置に係る。
この発明によれば、オゾンを含んだ処理ガスが前記ガス供給手段によって供給され、供給された処理ガスが前記載置台上に載置された基板と対向して配設された対向板の各吐出口から、前記基板に向けて吐出される。尚、前記基板は前記加熱手段によって加熱されている。
このようにして吐出された処理ガスは、前記基板に衝突した後、これに沿った流れとなり、このような流れの中で、オゾン（Ｏ３）は基板により加熱され、このように加熱されたり、基板Ｋやレジストと接触することによって酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）に分解され、この活性酸素（Ｏ＊）によって、基板表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板表面上の酸化膜が改質されたり、更には、基板表面に形成されたレジスト膜が活性酸素との熱化学反応によって除去される。
そして、各吐出口から吐出され基板に沿って流れる処理ガスは、その後、相互に衝突して、貫通孔に向かう流れとなり、この貫通孔から対向板の裏面側に、即ち、基板と対向板との間から排気される。これにより、処理後の処理ガスが基板表面付近に滞留して、吐出口から吐出される処理ガスが前記基板表面に達し難くなるのが防止され、酸化膜の形成やその改質、レジスト膜の除去といった上記処理を効果的に行うことが可能となる。
尚、前記対向板は、基板表面に沿って流れる処理ガス流の層厚を制御する役割を果たすものである。この意味で、対向板を基板に対して可能な限り接近させた状態に配置するのが好ましい。このようにすれば、基板表面に沿って流れる処理ガス流の層厚をより薄くすることができ、より多くのオゾンが、上記酸化膜の形成やその改質、或いはレジスト膜の除去に寄与せしめられ、その処理効果を高めることができる。
ところで、対向板を基板に近づけると、基板から対向板へ熱移動が生じ、上記従来例に係るガス供給ヘッドのようにその体積が大きい場合には、これらが熱平衡に至り難く、基板の温度が長時間にわたって一定しないため、上記処理にムラを生じることになる。しかしながら、本発明に係る対向板は、前記従来例のガス供給ヘッドに比べてその体積が小さく、このような問題を生じない。
前記貫通孔は、その複数個が前記対向板を複数の領域に区画するように連設され、更に、前記吐出口が、前記貫通孔によって区画される各領域にそれぞれ形成された構成とすることができる。
このようにすれば、各吐出口から吐出された処理ガスを効果的に基板と対向板との間から排気することができる。そして、この場合、各領域が同じ大きさ（面積）となるようにこれを区画すれば、基板表面をムラなく処理することができる。尚、各領域の大きさは、要求される処理速度などに応じて適宜設定される。
前記貫通孔の孔径は０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。孔径が３ｍｍを超えると、当該貫通孔に対応した基板表面に未処理部分が残る場合があり、０．５ｍｍ未満では、処理ガスの排気効率が極めて悪く、処理効果が低下するからである。
前記貫通孔は、細長のスリット状に形成されていても良い。この場合、スリットの幅は、上述した理由から０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。
前記対向板は、これをそれぞれ吐出口を備えた複数のものから構成するとともに、これら複数の対向板を、隣接する各対向板間に隙間が形成されるように、同一平面内に配設した構成としても良い。このように構成しても、上記と同様の効果が奏される。そして、この場合、各対向板をそれぞれ同じ大きさ（面積）にすれば、基板表面をムラなく処理することができる。尚、各対向板の大きさは、要求される処理速度などに応じて適宜設定される。
本発明では、基板と対向板との間隔を適切に維持する必要があるが、対向板は、加熱された基板や載置台からの輻射熱によって加熱されており、熱変形を生じ易い状況にある。このため、面積の大きい大型の基板を処理する場合には、対向板を一枚の板から構成すると、熱変形によって基板との間隔を適切に維持することができなくなるおそれがある。
そこで、上記のように、対向板を適宜複数の板から構成すれば、一つ一つの対向板の熱変形を極僅かにすることができ、この結果、対向板全体の熱変形を極僅かなものとすることができ、基板との間隔を良好に維持することができる。
近年、ますます基板が大型化しているが、かかる構成とすることで、１１００ｍｍ×１３００ｍｍの大きさを超える大型の基板に対しても、その表面を均一に処理することが可能である。
尚、前記熱変形を考慮して、基板との間隔を良好に維持するために許容される対向板の板厚は、一枚の対向板についてみると、その板厚が０．１ｍｍ以上であるのが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上である。一方、対向板が熱平衡状態となるまでに要する時間を考慮すると、当該板厚は５ｍｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下である。
また、前記隙間は０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。隙間が３ｍｍを超えると、当該隙間に対応した基板表面に未処理部分が残る場合があり、０．５ｍｍ未満では、処理ガスの排気効率が極めて悪く、処理効果が低下するからである。
対向板の好ましい材質としては、例えば、フッ素樹脂，ジルコニア，マイカ（雲母），セラミック，ステンレス，シリコン，アルミニウム，チタン，ガラス及び石英などを挙げることができ、その形状については、何ら限定されず、三角形や四角形，六角形の他、円形や楕円形のものであっても良い。
また、前記載置台，加熱手段及び対向板が、閉空間となった処理室内に配置され、この処理室内で基板が処理される場合には、排気手段により処理室内の気体を外部に排気するが好ましい。処理室内の気体を排気することにより、前記貫通孔や隙間からの排気がスムーズに滞り無く行われる。
また、排気手段によって排気される処理室内の圧力は、絶対圧で７ＫＰａ以上であるのが好ましい。処理室内の圧力が７ＫＰａよりも低いと、前記貫通孔や隙間から排気される排気速度が速くなりすぎ、処理ガスが対向板と基板との間に滞留する時間が短くなって、反応効率が低下し好ましくない。尚、処理室内のより好ましい圧力は、１４ＫＰａ以上である。
一方、反応効率からすると、処理室内の圧力の上限は何ら制限を受けるものではないが、処理によって生成されるプロダクトガスの排気の観点からすると、処理室内の圧力は、処理ガス供給元の圧力（絶対圧）以下であるのが好ましい。
以上述べたように、本発明によれば、基板表面に沿って流れる処理ガス流の層厚を対向板によって制御するとともに、処理後（反応後）の処理ガスを貫通孔や対向板間の隙間から排出するようにしているので、処理ガスの反応効率や処理効率を高めつつ、基板表面をその全域に渡って均一に処理することができる。
尚、本発明における前記基板の加熱温度は、２００℃〜５００℃の範囲が好ましい。この範囲内であれば、基板内に含まれる不純物の蒸発を上記処理と同時に行うことができる。また、前記処理ガスは、１４重量％以上のオゾンを含むものが好適であり、オゾンとＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ、ケイ酸テトラエチル、Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４）の混合ガスであっても良い。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明をより詳細に説明するために、添付図面に基づいてこれを説明する。
第１図及び第２図に示すように、本例のオゾン処理装置１は、所定の内容積を有する処理チャンバ１０と、この処理チャンバ１０内に配設され、その上面に基板Ｋが載置される載置台２０と、この載置台２０の上方に配設されたガス供給ヘッド３０などを備えている。
前記処理チャンバ１０は、蓋体１１によって閉じられた所定の内容積を有する筐体であり、その内部の気体が、当該処理チャンバ１０の側板に貫通，固設された排気管７１，７２を介し排気装置７０によって外部に排気されるように構成されている。尚、処理チャンバ１０内は、当該排気装置７０により、その内部の圧力（絶対圧）が、７ＫＰａ以上（より好ましくは、１４ＫＰａ以上）、オゾンガス供給元の圧力以下に調整される。
前記載置台２０は、ヒータなどから構成される加熱手段（図示せず）を内臓しており、上面に載置された前記基板Ｋを、この加熱手段（図示せず）によって加熱する。また、載置台２０は、昇降手段２１によって昇降自在となっており、この昇降手段２１は、前記処理チャンバ１０の底面を貫通して設けられる昇降ロッド２２を備え、この昇降ロッド２２により前記載置台２０を支持している。尚、前記昇降手段２１は、空圧シリンダや電動シリンダなどから構成される。
前記処理チャンバ１０の底面には、先端が先鋭に形成され、その先端面に基板Ｋが仮置きされる複数の支持針２３が立設されており、この支持針２３は、前記載置台２０が下降端位置にある時に、当該載置台２０に形成された貫通孔（図示せず）に挿通されて、その先端が載置台２０の上面より上方に突出する一方、前記載置台２０が上昇端位置にある時に、前記貫通孔（図示せず）から抜き取られるようになっている。
斯して、前記載置台２０が下降端位置にある時に、前記支持針２３上に基板Ｋが仮置きされた後、前記載置台２０が上昇せしめられると、前記支持針２３が載置台２０に対して相対的に没して、前記基板Ｋが載置台２０上に載置される。
前記ガス供給ヘッド３０は、ブロック状のヘッド本体３１と、このヘッド本体３１の下方に、当該ヘッド本体３１と所定間隔を隔てて、且つ前記載置台２０上の基板Ｋと対向して配設された複数の対向板４０などからなる。尚、前記ヘッド本体３１は、固定部材１２によって前記処理チャンバ１０の内側壁に固定されている。
前記ヘッド本体３１には、その一方の側面から他方の側面に貫通した冷却液流路３２が形成されており、この冷却液流路３２には、第２図に示した冷却液循環手段５０から冷却液が供給され、当該冷却液が循環せしめられる。
前記冷却液循環手段５０は、順次接続された管継手５６，配管５７，管継手５８，配管５９，冷却液供給手段５１，配管５２，管継手５３，配管５４，管継手５５などから構成され、前記管継手５６が前記冷却液流路３２の一方端に接続され、前記管継手５５が前記冷却液流路３２の他方端に接続されている。こうして、これら管継手５６，配管５７，管継手５８，配管５９，冷却液供給手段５１，配管５２，管継手５３，配管５４，管継手５５、及び前記冷却液流路３２によって冷却液の循環路が形成される。
斯して、前記冷却液供給手段５１から配管５２，管継手５３，配管５４，管継手５５を順次介して前記冷却液流路３２に冷却液が供給され、供給された冷却液は、当該冷却液流路３２内を流通した後、前記管継手５６，配管５７，管継手５８，配管５９を順次介して前記冷却液供給手段５１に還流され、上記循環路内を循環する。
また、前記ヘッド本体３１には、その一方の側面に開口するオゾンガス流路３３、及びこのオゾンガス流路３３と連通し、下面に開口する導気孔３４が形成されており、この導気孔３４には、上面から下面に貫通した貫通孔３６を備え、前記基板Ｋに向けて延設された導気管３５が接続されている。
前記各対向板４０は、それぞれ矩形状をしており、隣接する各対向板４０間に所定の隙間４１が形成されるように、同一平面内に設けられ、前記ヘッド本体３１の下面に固設された支持部材３７に、例えば、ボルトなどでそれぞれ固定されている。前記ボルトによる固定の際には、当該ボルトの頭が前記各対向板４０の下面より突出しないように、適宜座ぐり穴４２が各対向板４０にそれぞれ形成されている。尚、前記対向板４０の好ましい材質としては、例えば、フッ素樹脂，ジルコニア，マイカ（雲母），セラミック，ステンレス，シリコン，アルミニウム，チタン、ガラス及び石英などを挙げることができる。
また、前記各対向板４０には、その上面から下面に貫通する貫通孔４３が形成され、この貫通孔４３に前記導気管３５の下端部が嵌挿されている。貫通孔４３の前記下面開口部４３ａは、導気管３５の下部開口部３６ａとともに、オゾンガスを吐出するための吐出口としての役割を果たす部分であり、第２図に示したオゾンガス供給手段６０から前記オゾンガス流路３３，導気孔３４，貫通孔３６を順次介して供給されたオゾンガスが、この各吐出口４３ａ（３６ａ）から基板Ｋに向けて吐出される。
前記オゾンガス供給手段６０は、前記オゾンガス流路３３に接続した管継手６５と、管継手６５に接続した配管６４と、配管６４に接続した管継手６３と、管継手６３に接続した配管６２と、配管６２に接続したオゾンガス生成装置６１などから構成され、これら配管６２，管継手６３，配管６４，管継手６５を順次介して、オゾンガス生成装置６１から所定濃度のオゾンガス（処理ガス）が前記オゾンガス流路３３内に供給される。
以上のように構成された本例のオゾン処理装置１では、まず、適宜手段によって基板Ｋが前記支持針２３上に載置される。尚、この時、前記載置台２０の位置は下降端に位置している。また、前記冷却液供給手段５１から前記ヘッド本体３１の冷却液流路３２内に冷却液が供給，循環されており、この冷却液によってヘッド本体３１が冷却されている。
次いで、排気装置７０により処理チャンバ１０内の圧力（絶対圧）が、７ＫＰａ以上（より好ましくは、１４ＫＰａ以上）、オゾンガス供給元の圧力以下に調整されるとともに、前記昇降手段２１によって載置台２０が上昇せしめられる。
載置台２０が上昇すると、支持針２３が載置台２０に対し相対的に没して、基板Ｋが載置台２０上に載置されるとともに、載置台２０が上昇端位置に達する。また、載置台２０上に載置された基板Ｋは前記加熱手段（図示せず）によって加熱される。
そして、所定濃度のオゾンガスが前記オゾンガス生成装置６１から、前記配管６２，管継手６３，配管６４，管継手６５を順次介して、前記ヘッド本体３１のオゾンガス流路３３内に供給され、前記各導気孔３４，貫通孔３６を順次通って、各対向板４０の吐出口４３ａ（３６ａ）から基板Ｋに向けて吐出される。
このようにして吐出されたオゾンガスは、前記基板Ｋに衝突した後、これに沿った流れとなり、このような流れの中で、オゾン（Ｏ３）は基板Ｋにより加熱され、このように加熱されたり、基板Ｋやレジストと接触することによって酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）に分解され、この活性酸素（Ｏ＊）によって、基板Ｋ表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板Ｋ表面上の酸化膜が改質されたり、更には、基板Ｋ表面に形成されたレジスト膜が活性酸素との熱化学反応によって除去される。
そして、各吐出口４３ａから吐出され基板Ｋに沿って流れるオゾンガスは、その後、相互に衝突して、前記対向板４０間の隙間４１に向かう流れとなり、この隙間４１から対向板４０の裏面（上面）側に、即ち、基板Ｋと対向板４０との間から排気される。これにより、処理後のオゾンガスが基板Ｋ表面付近に滞留して、吐出口４３ａ（３６ａ）から吐出されるオゾンガスが前記基板Ｋ表面に達し難くなるのが防止され、酸化膜の形成やその改質、レジスト膜の除去といった上記処理を効果的に行うことが可能となる。
かかる役割を担う前記隙間４１は、これが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。隙間４１が０．５ｍｍ未満では、オゾンガスの排気効率が極めて悪く、オゾンガスの処理効果が低下する一方、これが３ｍｍを越えると、当該隙間４１に対応した基板Ｋ表面に未処理部分が残るといった不都合を生じるからである。
また、処理チャンバ１０内の気体を排気することで前記隙間４１からの排気がスムーズに滞り無く行われる。その際の処理チャンバ１０内の圧力（絶対圧）は、７ＫＰａ以上（より好ましくは１４ＫＰａ以上）、オゾンガス供給元の圧力以下であるのが好ましい。
処理チャンバ１０内の圧力が７ＫＰａよりも低いと、前記隙間４１から排気される排気速度が速くなりすぎ、オゾンガスが対向板４０と基板Ｋとの間に滞留する時間が短くなって、反応効率が低下するからである。一方、処理チャンバ１０内の圧力がオゾンガス供給元の圧力を越えると、処理によって生成されたプロダクトガスの排気がスムーズに行われない。
また、前記対向板４０は、基板Ｋ表面に沿って流れるオゾンガス流の層厚を制御する役割を果たす。この意味で、対向板４０を基板Ｋに対して可能な限り接近させた状態に配置するのが好ましい。このようにすれば、基板Ｋ表面に沿って流れるオゾンガス流の層厚をより薄くすることができ、より多くのオゾンが、上記酸化膜の形成やその改質、或いはレジスト膜の除去に寄与せしめられ、その処理効果を高めることができる。
斯くして、基板Ｋと対向板４０との間隔は、これを適切に維持する必要があるが、対向板４０は、加熱された基板Ｋや載置台２０からの輻射熱によって加熱されており、熱変形を生じ易い状況にある。このため、面積の大きい大型の基板を処理する場合には、対向板４０を一枚の板から構成すると、その熱変形によって基板Ｋとの間隔を適切に維持することができなくなるおそれがある。
本例では、対向板４０を複数の板から構成しているので、一つ一つの対向板４０の熱変形を極僅かにすることができ、この結果、基板Ｋとの間隔を良好に維持することができる。
近年、ますます基板が大型化しているが、かかる構成とすることで、１１００ｍｍ×１３００ｍｍの大きさを超える大型の基板Ｋに対しても、その表面を均一に処理することが可能である。
尚、前記熱変形を考慮して、基板Ｋとの間隔を良好に維持するために許容される対向板４０の板厚ｔは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは１ｍｍ以上である。一方、対向板４０が熱平衡状態となるまでに要する時間を考慮すると、当該板厚ｔは５ｍｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下である。
また、前記各対向板４０をそれぞれ同じ大きさ（面積）にすれば、各対向板４０に対応した基板Ｋ表面部分をムラなく処理することができる。また、前記対向板４０の大きさについては、要求される処理速度などに応じてこれを適宜適した大きさに設定すれば良い。
また、前記処理チャンバ１０内の雰囲気温度は、前記加熱手段（図示せず）によって昇温せしめられて高温となり、前記ヘッド本体３１は、この高温となった雰囲気によって昇温せしめられるが、当該ヘッド本体３１を、前記冷却液流路３２内を流通する冷却液によって冷却するようにしているので、前記オゾンガス流路３３内を流通するオゾンガスが、この冷却液によって冷却され、その温度が一定の範囲内に維持される。これにより、温度上昇に伴うオゾンの熱分解が防止され、前記オゾンガス中のオゾン濃度の低下が防止される。
また、前記基板の加熱温度は、２００℃〜５００℃の範囲が好ましい。この範囲内であれば、基板Ｋ内に含まれる不純物の蒸発を上記処理と同時に行うことができる。また、前記オゾンガスは、１４重量％以上のオゾンを含むものが好適であり、オゾンとＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏ  ｓｉｌｉｃａｔｅ、ケイ酸テトラエチル、Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４）の混合ガスであっても良い。
以上詳述したように、本例のオゾン処理装置１によれば、基板Ｋの表面に沿って流れるオゾンガス流の層厚を複数の対向板４０によって制御するとともに、処理後（反応後）のオゾンガスを対向板４０間の隙間４１から排出するようにしているので、オゾンガスの反応効率や処理効率を高めつつ、１１００ｍｍ×１３００ｍｍの大きさを超える大型の基板Ｋに対しても、その表面を全域に渡って均一に処理することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
例えば、前記対向板４０の形状は、上述した矩形状に限定されるものではない。この矩形状の他、第４図に示すように、六角形に形成され、それぞれ吐出口７６が形成された対向板７５を、隙間７７が形成されるように配設しても良く、また、第５図に示すように、三角形に形成され、それぞれ吐出口８１が設けられた対向板８０を、隙間８２が形成されるように配設しても良い。また、三角形と四角形のように、形状の異なる対向板を組み合わせて構成することもできる。
また、第６図に示すように、前記複数の対向板４０を一枚の対向板８５から構成し、この対向板８５に、これが複数の領域に区画されるようにスリット状の貫通孔８７を形成するとともに、各領域にそれぞれ吐出口８６を形成した構成としても良い。このようにしても上記と同様の効果が得られる。尚、この場合、貫通孔８７の排気効率を考慮すると、そのスリット幅を０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とするのが好ましい。
また、前記スリット状の貫通孔８７は、これを複数の円穴を連設した構造で代えることができる。この場合にも、排気効率の面から、各円穴の内径は、これが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係るオゾン処理装置は、半導体基板や液晶基板などといった基板表面への酸化膜の形成や当該基板表面に形成された酸化膜の改質、或いは、当該基板表面に形成されたレジスト膜の除去の際に、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施形態に係るオゾン処理装置の概略構成を示した断面図であって、第２図における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図であり、第２図は、第１図における矢示Ａ−Ａ方向の断面図であり、第３図は、第１図における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。また、第４図乃至第６図は、本発明の他の実施形態に係る対向板をそれぞれ示した底面図である。また、第７図は、従来例に係るオゾン処理装置の概略構成を示した断面図であって、第８図における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図であり、第８図は、第７図における矢示Ｄ−Ｄ方向の底面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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