(57)【要約】【課題】オゾンを含んだ処理ガスを基板表面に均一に供給し、均一且つ効率的に基板を処理することができるオゾン処理装置を提供する。【解決手段】オゾン処理装置１は、基板Ｋが載置される載置台２０と、基板Ｋを加熱するヒータと、載置台２０の上方に、載置台２０上の基板と対向するように配設され、基板Ｋに向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する処理ガス供給ヘッド３０と、処理ガス供給ヘッド３０に処理ガスを供給するガス供給装置５３とを備える。処理ガス供給ヘッド３０は、基板Ｋとの対向下面に開口する所定内容積のガス滞留室４５を備えた筐体状の部材３７から構成されるとともに、開口部が、表裏に貫通した通気路を全域にわたって多数有する板状の通気性部材４０によって閉塞されてなり、ガス供給装置５３から供給された処理ガスはガス滞留室４５に充填され、通気性部材３７の各通気路を通って吐出される。【選択図】          図１
2004193472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に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、
前記載置台の上方に、該載置台上の基板と対向するように配設され、前記基板に向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する処理ガス供給ヘッドと、
前記処理ガス供給ヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給手段とを備えたオゾン処理装置において、
前記処理ガス供給ヘッドは、前記基板との対向下面に開口する所定内容積のガス滞留室を備えた筐体状の部材から構成されるとともに、前記開口部が、表裏に貫通した通気路を全域にわたって多数有する板状の通気性部材によって閉塞されてなり、
前記ガス供給手段から供給された処理ガスが前記ガス滞留室に充填され、前記通気性部材の各通気路を通って吐出されるように構成したことを特徴とするオゾン処理装置。
【請求項２】
前記処理ガス供給ヘッドを、その前記通気性部材と基板との間の間隔が０．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下となるように配設したことを特徴とする請求項１記載のオゾン処理装置。
【請求項３】
前記処理ガス供給ヘッドの複数を、隣り合う各処理ガス供給ヘッド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請求項１又は２記載のオゾン処理装置。
【請求項４】
前記処理ガス供給ヘッドに複数の前記ガス滞留室を形成し、且つ該各ガス滞留室の開口部を前記通気性部材によってそれぞれ閉塞するとともに、
前記各ガス滞留室間に、前記処理ガス供給ヘッドの上下面にそれぞれ貫通する貫通穴を形成し、
前記ガス供給手段が、前記各ガス滞留室のそれぞれに前記処理ガスを供給するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のオゾン処理装置。
【請求項５】
前記処理ガス供給ヘッドは、前記ガス滞留室の上方に、冷却流体が流通する流路を備え、
前記オゾン処理装置は、更に、前記流路内に冷却流体を供給して循環させる冷却流体循環手段を備えてなり、
前記流路内を流通する冷却流体によって、前記ガス滞留室内の処理ガスが冷却されるように構成したことを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかのオゾン処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記オゾン処理装置として、図８に示すような構造のものが知られている。このオゾン処理装置１００は、同図８に示すように、上面に基板Ｋが載置される載置台１０１と、載置台１０１の底面を支持してこれを昇降させる昇降手段１０２と、載置台１０１の上方に配設された処理ガス供給ヘッド１０３などを備えて構成される。
【０００３】
尚、前記載置台１０１及び処理ガス供給ヘッド１０３は、閉塞空間を備えた処理チャンバ（図示せず）内に配設されており、この処理チャンバ（図示せず）内のガスは、当該処理チャンバ（図示せず）に適宜形成された排出口（図示せず）から外部に排出されるようになっている。
【０００４】
前記載置台１０１には、ヒータ（図示せず）が内蔵されており、これに載置された基板Ｋが当該ヒータ（図示せず）によって加熱される。前記処理ガス供給ヘッド１０３は、ブロック状のヘッド本体１０４と、ヘッド本体１０４の下面にこれから垂下するように固設された複数のノズル体１０８とを備えている。
【０００５】
前記ヘッド本体１０４には、オゾンガス流路１０５及び冷却液流路１０７がそれぞれ形成されており、オゾンガス流路１０５には、オゾンガス生成装置１１１が接続され、冷却液流路１０７には、冷却液循環装置１１２が接続されている。また、ヘッド本体１０４には、前記オゾンガス流路１０５と連通し、且つ当該ヘッド本体１０４の下面に開口する複数の連通孔１０６が形成されている。
【０００６】
前記各ノズル体１０８は、管状の部材からなり、上側の開口部１０９が前記各連通孔１０６にそれぞれ接続する一方、下側の開口部１１０が基板Ｋ表面とそれぞれ対向している。
【０００７】
このように構成されたオゾン処理装置１００によれば、基板Ｋが載置台１０１上に適宜載置されると、これがヒータ（図示せず）によって所定温度に加熱されるとともに、当該基板Ｋと各ノズル体１０８の開口部１１０とが所定間隔を隔てた状態となるように、載置台１０１が昇降手段１０２によって上昇せしめられる。
【０００８】
また、冷却液流路１０７には、冷却液循環装置１１２から冷却液が供給，循環されており、この冷却液によって、ヘッド本体１０４が冷却される。
【０００９】
そして、オゾンガス生成装置１１１によって生成された所定濃度のオゾンガス（処理ガス）が、オゾンガス流路１０５及び各連通孔１０６を介して各ノズル体１０８に供給され、その下側の開口部１１０から基板Ｋ表面に向けてそれぞれ吐出される。
【００１０】
吐出されたオゾンガスは、基板Ｋに衝突した後、これに沿って流れるオゾンガス層を形成し、かかる流れの中で、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やレジストと接触したりすることによって酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）に分解される。そして、この活性酸素（Ｏ＊）により、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。
【００１１】
尚、処理チャンバ（図示せず）内の雰囲気温度は、ヒータ（図示せず）によって加熱され高温となるため、ヘッド本体１０４がこの高温の雰囲気によって加熱されることになるが、当該ヘッド本体１０４は、冷却液流路１０７内を流通する冷却液によって冷却されるようになっている。したがって、オゾンガス流路１０５内を流通するオゾンガスは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。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のオゾン処理装置１００では、各ノズル体１０８からそれぞれ吐出されたオゾンガスが、各ノズル体１０８の開口部１１０の直下を中心としてその周囲に広がるように基板Ｋ表面に沿って流動するとともに、その流れの中で、熱分解によりオゾン濃度が徐々に低下するため、開口部１１０の直下付近から離れるほど低濃度のオゾンガスで基板Ｋが処理されることになり、処理領域の全域にわたって均質な処理を行うことができないという問題があった。
【００１３】
また、前記開口部１１０の直下にあたる基板Ｋ表面では、その周囲に比べてオゾンガスの流速が速く、このオゾンガス流により冷却されて周囲より低温となる傾向があるため、当該直下部分では、オゾンの熱分解が不十分となって、オゾン処理の効果が低下し、均質にオゾン処理される領域がドーナツ状（環状）になる傾向にあった。
【００１４】
このような不都合を解消する手立てとして、各ノズル体１０８から吐出されるオゾンガスの流量を増やすことも考えられるが、オゾンガスの吐出流量を増やすと、未反応のまま排気されるオゾンが増大して、効率的な基板処理を行うことができないため、却って好ましくない。
【００１５】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、オゾンを含んだ処理ガスを基板表面に均一に供給し、均一且つ効率的に基板を処理することができるオゾン処理装置の提供をその目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するための本発明は、上面に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、
前記載置台の上方に、該載置台上の基板と対向するように配設され、前記基板に向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する処理ガス供給ヘッドと、
前記処理ガス供給ヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給手段とを備えたオゾン処理装置において、
前記処理ガス供給ヘッドは、前記基板との対向下面に開口する所定内容積のガス滞留室を備えた筐体状の部材から構成されるとともに、前記開口部が、表裏に貫通した通気路を全域にわたって多数有する板状の通気性部材によって閉塞されてなり、
前記ガス供給手段から供給された処理ガスが前記ガス滞留室に充填され、前記通気性部材の各通気路を通って吐出されるように構成したことを特徴とするオゾン処理装置に係る。
【００１７】
この発明によれば、まず、基板が載置台上に載置され、載置された基板が加熱手段によって加熱されるとともに、オゾンを含んだ処理ガスがガス供給手段から処理ガス供給ヘッドのガス滞留室に供給される。
【００１８】
ガス滞留室に供給された処理ガスは、当該ガス滞留室の下部開口部に設けられた通気性部材の通気路を通り基板表面に向けて吐出されるが、ガス滞留室内の内圧が高まり、当該ガス滞留室内の圧力がほぼ平衡状態になると、当該処理ガスは通気性部材の全域からほぼ均一な速度で吐出されるようになる。即ち、ガス滞留室に供給された処理ガスは、通気性部材によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板表面に向けて吐出される。
【００１９】
このようにして通気性部材の全域からほぼ均一な速度で吐出された処理ガスは、各通気路直下の基板表面にそれぞれ到達して、当該処理ガス中のオゾン（Ｏ３）が酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）とに分解され、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（Ｏ＊）との熱化学反応によって除去される。
【００２０】
そして、反応後の処理ガスは基板表面に沿って流動した後、通気性部材と基板との間から適宜排気される。
【００２１】
このように、このオゾン処理装置によれば、処理ガスをガス滞留室に供給，充填した後、通気性部材の全域にわたって形成された通気路から吐出させるようにしているので、各通気路から吐出される処理ガスの速度を通気性部材の全域にわたってほぼ均一なものとすることができ、通気性部材と対向する基板の全領域をほぼ均一に処理することができる。
【００２２】
即ち、通気性部材から吐出される処理ガスの速度が均一であれば、基板の処理領域に供給される処理ガスの時間当りの供給量が当該処理領域において均一となるため、オゾンの分解によって生成される活性酸素の量が、基板の処理領域全域にわたって均一なものとなり、この結果、基板を均一に処理することができるのである。
【００２３】
また、基板は所定流速の処理ガスと接触することによって冷却されるが、吐出される処理ガスの速度が均一であれば、これと接触する基板の処理領域全域における温度低下が均一となり、その表面温度が均一となる。このため、基板の処理領域全域において、活性酸素の生成効率が均一なものとなり、この意味においても、上述した通り、基板を均一に処理することが可能となる。
【００２４】
尚、オゾン処理の際には、前記処理ガス供給ヘッドを、可能な限り基板に近づけるのが好ましく、通気性部材と基板との間の間隔は、０．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であるのが好ましい。前記間隔が１．４ｍｍを超えると、吐出された処理ガスが基板表面に達するまでの時間が長くなり、その間に熱分解によってオゾン濃度が低下したり、処理ガスが雰囲気中に拡散したりして、均一且つ効率的な処理ができないからである。一方、前記間隔が０．２ｍｍ未満であると、処理ガスが通気性部材と基板との間から排気され難くなるといった問題や、装置製造上の問題を生じる。
【００２５】
ところで、上述した如く、通気性部材から吐出され、基板表面に供給された処理ガスは当該基板表面に沿って流動して、通気性部材と基板との間から排気される。このため、基板の処理領域中央付近に供給された処理ガスは、順次供給される未反応の処理ガスと容易に置換され、当該中央付近は安定したオゾン濃度の処理ガスによって処理されるものの、前記中央より周辺の部分では、反応後の処理ガスが新たに供給される未反応の処理ガスと置換され難く、これらが混合した状態となってオゾン濃度が低下し、中央付近に比べて処理効率が低下する嫌いにある。
【００２６】
したがって、上記構造のオゾン処理装置では、基板の処理領域が比較的小さく、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと容易に置換され得る状態にある場合には、前記処理領域を均一に処理することが可能であるが、基板の処理領域が大きい場合には、周辺部分において反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと置換され難くなって、必要な処理領域を均一に処理することができないといったことが起こり得る。
【００２７】
そこで、このように処理領域の大きな基板を処理する場合には、均一な処理を行うことができる大きさの処理ガス供給ヘッドを複数個用意し、これらを、隣り合う各処理ガス供給ヘッド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にすると良い。かかる構成にすれば、反応後の処理ガスが前記隙間から排気されるので、各処理ガス供給ヘッドの大きさを、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと良好に置換され得る大きさにすることで、各処理ガス供給ヘッドによって処理される基板表面の全域をほぼ均一に処理することが可能となる。
【００２８】
また、前記処理ガス供給ヘッドは、これに複数の前記ガス滞留室が形成され、且つ当該各ガス滞留室の開口部が前記通気性部材によってそれぞれ閉塞されるとともに、前記各ガス滞留室間に、前記処理ガス供給ヘッドの上下面にそれぞれ貫通する貫通穴が形成されるように構成され、前記ガス供給手段が前記各ガス滞留室のぞれぞれに前記処理ガスを供給するように構成されていても良い。このようにしても、反応後の処理ガスが前記貫通穴から排気されるので、各ガス滞留室の大きさを、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと良好に置換され得る大きさにすることで、基板表面の処理領域をその全域にわたってほぼ均一に処理することができる。
【００２９】
また、前記オゾン処理装置において、前記ガス滞留室の上方に、冷却流体が流通する流路を形成するとともに、この流路内に冷却流体を供給して循環させる冷却流体循環手段を設けて、前記流路内を流通する冷却流体によって、前記ガス滞留室内の処理ガスが冷却されるように構成しても良い。
【００３０】
このようにすれば、前記加熱手段により加熱され高温となった雰囲気などにより処理ガス供給ヘッドが加熱されても、前記流路内を流通する冷却流体によってガス滞留室内の処理ガスが冷却されるので、当該処理ガスの温度を一定の範囲内に維持することができ、処理ガス中のオゾン濃度が低下するのを防止することができる。
【００３１】
尚、前記通気性部材の好ましいものとしては、ステンレスの焼結体、ジルコニアの焼結体、チタンの焼結体及びセラミックの焼結体や、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質膜の他、金網やパンチングメタル、金属製の不織布などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
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。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。図１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り、図２は、図１における矢示Ａ方向の底面図である。また、図３は、本実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図であり、図４は、図３における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。
【００３４】
図１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、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、当該載置台２０上の基板Ｋと対向するように配設された複数の処理ガス供給ヘッド３０などを備えて構成される。
【００３５】
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、その内部のガスが、当該処理チャンバ１０の側壁に貫通，固設された排気管５５を介し排気装置５６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５６により、その内部の圧力が７ＫＰａ以上（より好ましくは、１４ＫＰａ以上）、オゾンガスの供給元の圧力以下に調整される。
【００３６】
前記載置台２０は、ヒータ（図示せず）を内臓しており、このヒータ（図示せず）によって、上面に載置された基板Ｋを加熱する。また、載置台２０は、昇降装置２１によって昇降自在となっており、この昇降装置２１は、前記処理チャンバ１０の底面を貫通して設けられた昇降ロッド２２を備え、この昇降ロッド２２により前記載置台２０の底面を支持している。尚、昇降装置２１は、電動シリンダや空圧シリンダなどから構成される。
【００３７】
前記処理チャンバ１０の底面には、先端が先鋭に形成され、先端部に基板Ｋが仮置きされる複数の支持針１２が立設されており、この支持針１２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。
【００３８】
斯くして、載置台２０が下降端位置にある時に、支持針１２上に基板Ｋが仮置きされた後、載置台２０が上昇せしめられると、当該支持針１２が載置台２０に対し相対的に没して、前記基板Ｋが載置台２０上に載置される。尚、昇降装置２１は、載置台２０が上昇端位置に達したとき、後述する通気性部材４０下面と基板Ｋ表面との間の間隔ｇが所定の間隔となるように、載置台２０を前記上昇端位置に上昇させる。
【００３９】
図１乃至図４に示すように、前記各処理ガス供給ヘッド３０は、ブロック状の上部部材３５と、この上部部材３５の下面に固設され、上下にそれぞれ開口した内部空間を有する筐体状の下部部材３７と、この下部部材３７の下面（基板Ｋとの対向面）側の開口部３８に、当該開口部３８を閉塞するように設けられた通気性部材４０とからそれぞれ構成されており、これら各隣り合う処理ガス供給ヘッド３０間に、所定間隔の隙間３３が形成されるように同一平面内に並設されている。
【００４０】
また、前記各処理ガス供給ヘッド３０は、その各上部部材３５の上面が連結部材３１にそれぞれ固設されてこれと一体的に設けられており、この連結部材３１が前記処理チャンバ１０の側壁に配設された支持部材３２によって支持されている。
【００４１】
前記各通気性部材４０は、上下（表裏）に貫通した多数の通気路を全域にわたって有する板状の部材からなり、上述したように、下部部材３７の下部開口部３８を閉塞するように当該下部部材３７に固設されて、その下面が前記載置台２０上の基板Ｋと対向しており、当該通気性部材４０は、全体としてその下面が前記基板Ｋの全表面（前記隙間３３部分に対応する部分を除く）に対向した状態となっている。
【００４２】
尚、通気性部材４０としては、ステンレスの焼結体，ジルコニアの焼結体，チタンの焼結体及びセラミックの焼結体や、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質膜の他、金網やパンチングメタル、金属製の不織布などを挙げることができ、例えば、通気性部材４０が焼結体から構成されている場合、その各粒子間に形成された空隙（気孔）が前記通気路に相当する。
【００４３】
前記上部部材３５及び通気性部材４０によって閉塞される前記下部部材３７の内部空間は、ガス滞留室４５として機能するものであり、各ガス滞留室４５には、オゾンガス生成装置５３によって生成された所定濃度のオゾンガス（処理ガス）が、配管５４及び各下部部材３７に形成されたオゾンガス流路３９を介して、当該オゾンガス生成装置５３からそれぞれ供給，充填される。
【００４４】
斯くして、オゾンガス生成装置５３から配管５４及び各オゾンガス流路３９を介して各ガス滞留室４５に供給されたオゾンガスは、当該各ガス滞留室４５の下部開口部３８にそれぞれ設けられた通気性部材４０の通気路を通り基板Ｋ表面に向けて吐出されるが、各ガス滞留室４５内の内圧が高まり、当該各ガス滞留室４５内の圧力がほぼ平衡状態になると、当該オゾンガスは各通気性部材４０の全域からほぼ均一な速度で吐出されるようになる。即ち、各ガス滞留室４５に供給されたオゾンガスは、各通気性部材４０によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板Ｋ表面に向けて吐出される。
【００４５】
また、前記各上部部材３５には、一方の側面から他方の側面に貫通する冷却液流路３６がそれぞれ形成されており、これら各冷却液流路３６の両端部には、冷却液循環装置５０に接続された配管５１，５２がそれぞれ接続され、当該冷却液循環装置５０から配管５１を介して各冷却液流路３６に冷却液が供給される。そして、供給された冷却液は、各冷却液流路３６内を流通した後、配管５２を介して冷却液循環装置５０に還流される。斯くして、冷却液が各処理ガス供給ヘッド３０と冷却液循環装置５０との間で循環され、かかる冷却液によって各処理ガス供給ヘッド３０が冷却され、ひいてはガス滞留室４５に供給，充填されたオゾンガスが冷却される。
【００４６】
以上のように構成された本例のオゾン処理装置１によれば、まず、適宜手段によって基板Ｋが支持針１２上に載置される。この時、載置台２０の位置は下降端に位置している。また、冷却液循環装置５０から各冷却液流路３６に冷却液がそれぞれ供給，循環され、この冷却液によって各処理ガス供給ヘッド３０がそれぞれ冷却されている。
【００４７】
ついで、排気装置５６により処理チャンバ１０内の圧力が７ＫＰａ以上（より好ましくは、１４ＫＰａ以上）、オゾンガスの供給元の圧力以下に調整されるとともに、昇降装置２１によって載置台２０が上昇せしめられる。
【００４８】
載置台２０が上昇すると、支持針１２が載置台２０に対し相対的に没して、基板Ｋが載置台２０の上面に載置されるとともに、載置台２０が上昇端位置に達して、各通気性部材４０の下面と基板Ｋ表面との間の間隔ｇが所定の間隔となる。また、載置台２０の上面に載置された基板Ｋは、ヒータ（図示せず）によって所定温度に加熱される。
【００４９】
次に、所定濃度のオゾンガスがオゾンガス生成装置５３から配管５４及び各オゾンガス流路３９を介して各処理ガス供給ヘッド３０のガス滞留室４５にそれぞれ供給され、供給されたオゾンガスは、各ガス滞留室４５に設けられた通気性部材４０の通気路を通り基板Ｋ表面に向けて吐出されるが、各ガス滞留室４５内の内圧が高まり、当該各ガス滞留室４５内の圧力がほぼ平衡状態になると、当該オゾンガスは各通気性部材４０の全域からほぼ均一な速度で吐出されるようになる。即ち、各ガス滞留室４５に供給されたオゾンガスは、各通気性部材４０によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板Ｋ表面に向けて吐出される。
【００５０】
このようにして各通気性部材４０の全域からほぼ均一な速度でそれぞれ吐出されたオゾンガスは、各通気路直下の基板Ｋ表面にそれぞれ到達して、当該オゾンガス中のオゾン（Ｏ３）が酸素（Ｏ２）と活性酸素（Ｏ＊）とに分解され、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。
【００５１】
そして、反応後のオゾンガスは基板Ｋ表面に沿って流動した後、各通気性部材４０と基板Ｋとの間から適宜排気される。
【００５２】
このように、本例のオゾン処理装置１によれば、オゾンガスを各ガス滞留室４５に供給，充填した後、各通気性部材４０の全域にわたって形成された通気路から吐出させるようにしているので、各通気路から吐出されるオゾンガスの速度を各通気性部材４０の全域にわたってほぼ均一なものとすることができ、各通気性部材４０と対向する基板Ｋの全領域をほぼ均一に処理することができる。
【００５３】
即ち、各通気性部材４０から吐出されるオゾンガスの速度が均一であれば、基板Ｋの処理領域に供給されるオゾンガスの時間当りの供給量が当該処理領域において均一となるため、オゾンの分解によって生成される活性酸素の量が、基板Ｋの処理領域全域にわたって均一なものとなり、この結果、基板Ｋを均一に処理することができるのである。
【００５４】
また、基板Ｋは所定流速のオゾンガスと接触することによって冷却されるが、吐出されるオゾンガスの速度が均一であれば、これと接触する基板Ｋの処理領域全域における温度低下が均一となり、その表面温度が均一となる。このため、基板Ｋの処理領域全域において、活性酸素の生成効率が均一なものとなり、この意味においても、上述した通り、基板Ｋを均一に処理することが可能となる。
【００５５】
ところで、上述した如く、各通気性部材４０からそれぞれ吐出され、基板Ｋ表面に供給されたオゾンガスは当該基板Ｋ表面に沿って流動して、各通気性部材４０と基板Ｋとの間から排気される。このため、基板Ｋの処理領域中央付近に供給されたオゾンガスは、順次供給される未反応のオゾンガスと容易に置換され、当該中央付近は安定したオゾン濃度のオゾンガスによって処理されるものの、前記中央より周辺の部分では、反応後のオゾンガスが新たに供給される未反応のオゾンガスと置換され難く、これらが混合した状態となってオゾン濃度が低下し、中央付近に比べて処理効率が低下する嫌いにある。
【００５６】
したがって、基板Ｋの処理領域が比較的小さく、反応後のオゾンガスが未反応のオゾンガスと容易に置換され得る状態にある場合には、前記処理領域を均一に処理することが可能であるが、基板Ｋの処理領域が大きい場合には、周辺部分において反応後のオゾンガスが未反応のオゾンガスと置換され難くなって、必要な処理領域を均一に処理することができないといったことが起こり得る。
【００５７】
そこで、本例のオゾン処理装置１では、矩形形状をした処理ガス供給ヘッド３０の複数を、隣り合う各処理ガス供給ヘッド３０間に隙間３３を形成して配設するようにしている。これにより、反応後のオゾンガスを各処理ガス供給ヘッド３０の短辺側方向に設けられた隙間３３から効果的に排気することができ、各処理ガス供給ヘッド３０によって処理される基板Ｋ表面の全域をほぼ均一に処理することが可能となる。また、このように、複数の処理ガス供給ヘッド３０を配設することで、一度に処理することができる基板Ｋの処理領域を広くすることができる。尚、本例では、基板Ｋの全面を一度に処理することができる。
【００５８】
尚、オゾン処理の際には、前記各処理ガス供給ヘッド３０を、可能な限り基板Ｋに近づけるのが好ましく、各通気性部材４０と基板Ｋとの間の間隔ｇは、０．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であるのが好ましい。前記間隔ｇが１．４ｍｍを超えると、吐出されたオゾンガスが基板Ｋ表面に達するまでの時間が長くなり、その間に熱分解によってオゾン濃度が低下したり、オゾンガスが雰囲気中に拡散したりして、均一且つ効率的な処理ができないからである。一方、前記間隔ｇが０．２ｍｍ未満であると、オゾンガスが各通気性部材４０と基板Ｋとの間から排気され難くなるといった問題や、装置製造上の問題を生じる。
【００５９】
また、処理チャンバ１０内の雰囲気温度は、ヒータ（図示せず）によって加熱され高温となるため、各処理ガス供給ヘッド３０がこの高温となった雰囲気などによって加熱されることになるが、当該各処理ガス供給ヘッド３０を、その冷却液流路３６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、各ガス滞留室４５内のオゾンガスをこの冷却液によってそれぞれ冷却することができ、その温度を一定の範囲内に維持することができる。これにより、オゾンガス中のオゾン濃度が低下するのを防止することができる。
【００６０】
尚、基板Ｋ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、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 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。
【００６１】
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。
【００６２】
上例では、複数の処理ガス供給ヘッド３０を基板Ｋと対向するように配設したが、これに限られるものではなく、図５に示すように、１つの処理ガス供給ヘッド６０からこれを構成することもできる。
【００６３】
この場合、処理ガス供給ヘッド６０は、複数の冷却液流路６１が形成されたブロック状の上部部材６２と、この上部部材６２の下面に固設され、基板Ｋとの対向面（下面）に開口する複数のガス滞留室６３及び各ガス滞留室６３とそれぞれ連通する複数のオゾンガス流路６４を備えた筐体状の下部部材６５と、各ガス滞留室６３の開口部６６をそれぞれ閉塞するように設けられた複数の通気性部材６７とから構成されており、前記上部部材６２及び下部部材６５には、前記処理ガス供給ヘッド６０の上下面にそれぞれ開口するように、複数の貫通穴６８がそれぞれ形成されている。
【００６４】
このようにしても、反応後のオゾンガスが前記各貫通穴６８から排気されるので、各ガス滞留室６３の大きさを、反応後のオゾンガスが未反応のオゾンガスと良好に置換され得る大きさにすることで、基板Ｋ表面の処理領域をその全域にわたってほぼ均一に処理することができる。
【００６５】
また、上例では、前記処理ガス供給ヘッド３０は、その下部部材３７が矩形状に形成されて構成されていたが、これに限られるものではなく、様々な形状とすることができる。例えば、図６に示すように、処理ガス供給ヘッドは、その下部部材７０が六角形に形成され、この下部部材７０に同じく六角形をした通気性部材７１が設けられて構成されるとともに、隣り合う処理ガス供給ヘッド間に隙間７２が形成されるように配設されていても良く、また、図７に示すように、その下部部材７３及びこれに設けられる通気性部材７４がそれぞれ三角形に形成されて構成されるとともに、隣り合う処理ガス供給ヘッド間に隙間７５が形成されるように配設されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】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る。
【図２】図１における矢示Ａ方向の底面図である。
【図３】本実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図である。
【図４】図３における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る下部部材及び通気性部材の概略構成を示した底面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る下部部材及び通気性部材の概略構成を示した底面図である。
【図８】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る。
【符号の説明】
１    オゾン処理装置
１０  処理チャンバ
２０  載置台
２１  昇降装置
３０  処理ガス供給ヘッド
３３  隙間
３５  上部部材
３６  冷却液流路
３７  下部部材
３８  開口部
４０  通気性部材
４５  ガス滞留室
５０  冷却液循環装置
５３  オゾンガス生成装置
５６  排気装置
Ｋ    基板
【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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