(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理用の基板の表面に紫外光を照射する処理を行うために、この基板を搬送手段により誘電体バリア放電ランプを設けた処理チャンバ内に搬入し、この基板表面に前記誘電体バリア放電ランプからの紫外光を照射することにより行われる基板の表面処理方法であって、
前記処理チャンバの基板が搬入される入口側の位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、この不活性ガス噴射ノズルから、少なくとも前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして前記処理チャンバの入口側から排除する酸素除去工程と、
前記酸素除去工程を通過した前記基板に加湿した不活性ガスを供給してこの基板の被処理面及びその近傍を加湿する加湿工程と、
前記搬送手段によって前記加湿工程から搬送された前記基板を前記誘電体バリア放電ランプの下部位置を通過させて、この基板の被処理面に対して紫外光を照射する表面処理工程と
からなることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記酸素除去工程では、前記基板の搬送方向にも乾燥した不活性ガスを斜め上方から吹き付けることを特徴とする請求項１の基板処理方法。
【請求項３】
前記加湿工程では、加湿した不活性ガスを前記基板の搬送方向に向けて供給することを特徴とする請求項１または請求項２の基板処理方法。
【請求項４】
前記処理チャンバの入口部の外部に負圧発生部を設け、前記基板の被処理面に対して、この基板の搬送方向と反対方向に向けて不活性ガスを噴射する間に前記負圧発生部に負圧による吸引力を作用させることを特徴とする請求項１の基板処理方法。
【請求項５】
前記不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項１の基板処理方法。
【請求項６】
被処理用の基板の表面に紫外光を照射する処理を行うために、この基板を搬送手段により誘電体バリア放電ランプを設けた処理チャンバ内にその被処理面を上に向けた状態で水平搬送し、この基板の被処理面に前記誘電体バリア放電ランプからの紫外光を照射することにより行われる基板の表面処理方法であって、
前記処理チャンバの基板が搬入される入口側の位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、この不活性ガス噴射ノズルから、少なくとも前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして除去して、不活性ガスと置換し、
次いで前記基板の搬送方向に向けて水蒸気により加湿した不活性ガスを供給することによって、この基板の被処理面及びその近傍を加湿し、
前記基板の被処理面に前記誘電体バリア放電ランプから紫外光を照射すると共に、水蒸気を分解させて還元性の活性種［Ｈ・］及び酸化性の活性種［・ＯＨ］を含む雰囲気を生成し、この雰囲気内で前記基板の被処理面に対して、これら活性種［Ｈ・］，活性種［・ＯＨ］を作用させる
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
入口と出口とが開口した処理チャンバと、
基板をその被処理面を上に向けた状態で水平搬送して、前記入口から前記処理チャンバ内に搬入され、前記処理チャンバの内部を通り、前記出口から搬出するための基板搬送手段と、
前記基板搬送手段による搬送経路には、前記処理チャンバの最上流側位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして前記処理チャンバの入口側から排除させる酸素除去手段と、
前記基板搬送手段による搬送経路の前記酸素除去手段の配設位置より下流側の位置に設けられ、加湿した不活性ガスを供給してこの基板の被処理面及びその近傍を加湿する加湿化不活性ガス供給手段と、
前記基板搬送手段による搬送経路の前記加湿化不活性ガス供給手段の配設位置より下流側に設けられ、この基板の被処理面に紫外光を照射する誘電体バリア放電ランプと
から構成したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
前記誘電体バリア放電ランプは密閉されたランプハウス内に設けられ、このランプハウスの紫外光照射部には窓ガラスを装着する構成としたことを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項９】
前記誘電体バリア放電ランプは前記処理チャンバの上部に配置され、下端部が開口するランプハウス内に装着する構成としたことを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項１０】
前記加湿化不活性ガス供給手段は、前記処理チャンバ内に設けられて、前記基板の搬送方向に向けて斜め上方から水蒸気を含む窒素ガスを噴射するウエット窒素ガス噴射手段であることを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項１１】
前記酸素除去手段は、前記処理チャンバ内の入口近傍に設けられ、前記基板搬送手段による前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて、斜め上方から乾燥した不活性ガスを噴射するドライ不活性ガス噴射手段であることを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項１２】
前記ドライ不活性ガス噴射手段は、前記基板搬送手段による前記基板の搬送方向と反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを噴射すると共に、この基板の搬送方向に向けても乾燥した不活性ガスを噴射するものであることを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項１３】
前記処理チャンバの入口部の外面の上下に装着した負圧発生手段を有する構成としたことを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【請求項１４】
前記酸素除去手段は、前記処理チャンバの入口近傍の内部に設けられ、前記基板搬送手段による前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて、斜め上方から乾燥した空気を噴射する空気噴射手段で構成したことを特徴とする請求項７の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル基板、半導体ウエハ、磁気ディスク基板、光ディスク基板等のように、ガラス，半導体，樹脂，セラミックス，金属等や、それらの複合された基板表面に紫外光を照射して、洗浄，エッチング等の処理を行う紫外光照射による基板処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶パネルを構成する透明基板を構成するＴＦＴ基板は、その表面に成膜手段により透明電極等を含む回路パターンが形成される。この基板製造工程においては、基板表面に対して、洗浄やエッチング等の処理が行われる。このような処理方式は、所定の処理液を塗布乃至噴射して行うウエットプロセス方式で行うのが一般的である。しかしながら、近年においては、基板の洗浄やエッチング等といった処理は、紫外光を照射することによるドライプロセスでも行われるようになってきている。
【０００３】
特開２００１−１３７８００号公報に基板に対して紫外光を照射する処理を行うように構成したものが開示されている。この公知の処理方式は、被処理用の基板を搬送手段で搬送する間に、誘電体バリア放電ランプを設けたランプハウスの下部を通過させるようになし、基板と誘電体バリア放電ランプとの間に不活性ガスと水蒸気とを混合した加湿化不活性ガスを供給するようにしている。従って、誘電体バリア放電ランプから照射された紫外光は、その照射エネルギーにより基板表面に付着している有機物の化学結合を分解して低分子化させることになる。また、紫外光は雰囲気中の水蒸気にも作用して、水を分解させて、還元性の活性種［Ｈ・］及び酸化性の活性種［・ＯＨ］を生成させる。その結果、基板表面において低分子化した有機物がこれらの活性種［Ｈ・］，［・ＯＨ］と還元反応及び酸化反応を生じさせて、揮発性の物質に変換されることになって、有機汚損物を基板表面から分離させることができる。従って、基板の表面が清浄化されると共に濡れ性が改善される。
【０００４】
ここで、誘電体バリア放電ランプから基板に対して紫外光を照射する際に、雰囲気中に酸素が含まれていると、この紫外光のエネルギーが酸素に吸収されて減衰することになる。その結果、基板表面に付着している有機物に対する分解能力が著しく減殺されてしまう。従って、紫外光照射領域の雰囲気の制御は極めて重要であり、誘電体バリア放電ランプを処理チャンバ内に設け、処理チャンバ内から酸素を極力排除する必要がある。処理チャンバ内に水蒸気と窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガスを供給するのは、紫外光の減衰を極力抑制するためであり、かつ必要な活性種［Ｈ・］，［・ＯＨ］を基板の表面近傍に集中的に発生させるためである。さらに、処理チャンバには基板の出入り口を開口させなければならないが、この基板の出入り口を外気と遮断する必要があり、このために処理チャンバの内部の圧力を高める等の手段を採用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、処理チャンバ内の雰囲気を、酸素を含まず、水蒸気で加湿された不活性ガスで充満させることによって、誘電体バリア放電ランプから照射される紫外光のエネルギーを、必要な活性種の生成と、基板表面の有機汚染物の分解とのために極めて効率的に利用でき、基板の洗浄等を含む処理の精度が著しく高くなる等の利点がある。しかしならが、前述した従来技術においても、なお問題点がない訳ではない。
【０００６】
即ち、基板は外気中から処理チャンバ内に搬入されることになり、その時に基板と共に空気が処理チャンバ内に入り込むのを防止できない。特に、空気には粘性があることから、基板の表面における空気層は処理チャンバ内に導入された後にも、基板表面に粘着した状態に保持される。従って、そのままの状態で基板が誘電体バリア放電ランプの下部位置に移行すると、たとえ処理チャンバの内部雰囲気を厳格に管理していたとしても、この空気層に含まれる酸素に紫外光のエネルギーが吸収されて、エネルギーロスが発生する等といった問題点がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板を誘電体バリア放電ランプからの紫外光を照射する前の段階で、この基板の表面及びその近傍から酸素を排除することによって、紫外光の減衰を最小限に抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の基板処理方法としては、被処理用の基板の表面に紫外光を照射する処理を行うために、この基板を搬送手段により誘電体バリア放電ランプを設けた処理チャンバ内に搬入し、この基板表面に前記誘電体バリア放電ランプからの紫外光を照射することにより行われる基板の表面処理方法であって、前記処理チャンバの基板が搬入される入口側の位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、この不活性ガス噴射ノズルから、少なくとも前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして前記処理チャンバの入口側から排除する酸素除去工程と、前記酸素除去工程を通過した前記基板に加湿した不活性ガスを供給してこの基板の被処理面及びその近傍を加湿する加湿工程と、前記搬送手段によって前記加湿工程から搬送された前記基板を前記誘電体バリア放電ランプの下部位置を通過させて、この基板の被処理面に対して紫外光を照射する表面処理工程とからなることをその特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の基板処理方法としては、被処理用の基板の表面に紫外光を照射する処理を行うために、この基板を搬送手段により誘電体バリア放電ランプを設けた処理チャンバ内にその被処理面を上に向けた状態で水平搬送し、この基板の被処理面に前記誘電体バリア放電ランプからの紫外光を照射することにより行われる基板の表面処理方法であって、前記処理チャンバの基板が搬入される入口側の位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、この不活性ガス噴射ノズルから、少なくとも前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして除去して、不活性ガスと置換し、次いで前記基板の搬送方向に向けて水蒸気により加湿した不活性ガスを供給することによって、この基板の被処理面及びその近傍を加湿し、前記基板の被処理面に前記誘電体バリア放電ランプから紫外光を照射すると共に、水蒸気を分解させて還元性の活性種［Ｈ・］及び酸化性の活性種［・ＯＨ］を含む雰囲気を生成し、この雰囲気内で前記基板の被処理面に対して、これら活性種［Ｈ・］，活性種［・ＯＨ］を作用させることをその特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明の基板処理装置としては、入口と出口とが開口した処理チャンバと、基板をその被処理面を上に向けた状態で水平搬送して、前記入口から前記処理チャンバ内に搬入され、前記処理チャンバの内部を通り、前記出口から搬出するための基板搬送手段と、前記基板搬送手段による搬送経路には、前記処理チャンバの最上流側位置に不活性ガス噴射ノズルを設け、前記基板の搬送方向とは反対方向に向けて斜め上方から乾燥した不活性ガスを吹き付けることによって、この不活性ガスの流れにより基板表面に存在する空気をそぎ落とすようにして前記処理チャンバの入口側から排除させる酸素除去手段と、前記基板搬送手段による搬送経路の前記酸素除去手段の配設位置より下流側の位置に設けられ、加湿した不活性ガスを供給してこの基板の被処理面及びその近傍を加湿する加湿化不活性ガス供給手段と、前記基板搬送手段による搬送経路の前記加湿化不活性ガス供給手段の配設位置より下流側に設けられ、この基板の被処理面に紫外光を照射する誘電体バリア放電ランプとから構成したことをその特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１及び図２に本発明の基板処理装置に用いられる誘電体バリア放電ランプ（以下、単に放電ランプという）の概略構成を示す。
【００１２】
これらの図において、１は放電ランプである。放電ランプ１は共に石英ガラスで一体的に形成した内管部２と外管部３とから円環状に形成した石英ガラス管４で構成される。この石英ガラス管４の内部は密閉された放電空間５となる。内管部２の内側には円筒状の金属板からなる金属電極６がこの内管部２に固着して設けられている。また、外管部３の外周面には、金網電極７が設けられている。そして、これら金属電極６と金網電極７との間に交流電源８が接続されている。さらに、内管部２の内側には、金属電極６を冷却するための冷却用流体（例えば冷却水）の通路として利用される。
【００１３】
石英ガラス管４の内部には放電ガスが封入されており、金属電極６と金網電極７との間に交流の高電圧を印加すると、内管部２と外管部３との誘電体間に放電プラズマ（誘電体バリア放電）が発生し、この放電プラズマにより放電ガスの原子が励起されて、プラズマ放電状態となる。そして、このプラズマ放電状態から基底状態に戻る際に、プラズマ放電発光が生じる。この時の発光スペクトルは、石英ガラス管４内に封入された放電ガスにより異なるが、キセノン（Ｘｅ）ガスを用いると、１７２ｎｍに中心波長を持つ単色光の発光となる。また、アルゴン（Ａｒ）ガスを放電ガスとして用いれば、発光波長の中心は低圧水銀ランプの波長より短い１２６ｎｍとなる。そして、金属電極６は反射板として機能し、また金網電極７は実質的に透明電極として機能するから、この短波長の紫外光は外管部３側から照射される。なお、この場合のキセノンガスの封入圧は、例えば３５０Ｔｏｒｒ程度とする。
【００１４】
次に、以上の放電ランプ１を用いた基板の洗浄装置として構成したものを図３に示す。同図において、１０は洗浄が行われる対象物としての基板である。基板１０は、例えばガラス、半導体、合成樹脂、セラミックス、金属等で形成した薄板からなり、平面形状としては、四角形乃至円形等である。この基板１０は、基板搬送手段として、例えばローラコンベア１１（所定のピッチ間隔をもって配設した回転軸に複数のローラを取り付けたもの）により同図に矢印で示した方向に水平搬送されるものであり、この間に基板１０の表面がドライ洗浄される。このために、ローラコンベア１１による搬送経路の所定の位置に処理チャンバ１２が配設されている。そして、処理チャンバ１２の前面部と後面部とには、基板１０が搬入される入口１２ａ及び処理が終了された基板１０が搬出される出口１２ｂがそれぞれ開口している。ここで、入口１２ａ，出口１２ｂの開口部は、少なくとも基板１０を通過できるものとなし、かつローラコンベア１１による搬送時に基板１０が振動しても、この基板１０が処理チャンバ１２の入口１２ａや出口１２ｂの壁面と接触しないという条件で、できるだけ小さい面積とする。
【００１５】
処理チャンバ１２にはランプハウス１３が装着されており、ランプハウス１３には放電ランプ１が装着されている。ランプハウス１３は密閉した空間を形成しており、放電ランプ１の配設位置の下部側には石英ガラス等からなる窓ガラス１４が設けられている。また、放電ランプ１の上部側には凹面鏡等からなる反射部材１５が装着されている。従って、放電ランプ１からは下方に向けて紫外光が照射される。この放電ランプ１から照射される紫外光が減衰するのを防止するために、ランプハウス１３には窒素ガス供給配管１６が接続されており、このランプハウス１３内に不活性ガスとしての窒素ガス（Ｎ2 ガス）が供給され、酸素の存在しない空間となるように保持する。なお、この窒素ガスは湿気のないドライ窒素ガスである。
【００１６】
また、処理チャンバ１２内には基板１０の表面である被処理面に対して加湿化不活性ガスとして、水蒸気により加湿された窒素ガス、つまりウエット窒素ガスが供給される。このために、加湿化不活性ガス供給手段としてのウエット窒素ガス供給ノズル１７が処理チャンバ１２内に開口している。このウエット窒素ガス供給ノズル１７は、基板１０の搬送方向において、ランプハウス１３の配設位置より上流側に位置しており、少なくとも基板１０の搬送方向と直交する方向の全長を覆う幅を有するものである。そして、ウエット窒素ガスは基板１０の搬送方向に向けて斜め上方から噴射するようになっており、このためにウエット窒素ガス供給ノズル１７の下端部近傍で所定角度曲げられている。
【００１７】
ここで、ウエット窒素ガス供給ノズル１７からは窒素ガスに水蒸気を含ませることにより加湿された窒素ガスであり、このためにウエット窒素ガス供給ノズル１７は窒素ガス加湿装置に接続されている。この窒素ガス加湿装置の具体的な構成としては、例えば図４に示したように構成することができる。図中、２０はウエット窒素ガスの供給源となる窒素ガスタンクであり、この窒素ガスタンク２０からの供給配管２１は途中で分岐している。一方の分岐配管２１ａは途中に流量調整弁２２及び流量計２３を介して混合容器２４に接続されている。
【００１８】
これに対して、もう一方の分岐配管２１ｂは流量調整弁２５及び流量計２６を経て純水タンク２７の液面下に導かれる。分岐配管２１ｂの純水タンク２７内に浸漬された部分には多数の窒素ガス噴出用の微小孔が形成されている。従って、所定の圧力で窒素ガスが供給されると、純水タンク２７の液面下から窒素ガスが発泡状態となって浮上することになり、その間に水蒸気を発生させ、これによって窒素ガスが水蒸気により加湿されて、加湿化不活性ガスとしての加湿化窒素ガスが生成される。このようにして生成された加湿化窒素ガスは導入管２８を介して混合容器２４内に導かれ、分岐配管２１ａからの窒素ガスと混合されて、ガス中の水蒸気の濃度が調整される。チャンバ１４に接続したウエット窒素ガス供給ノズル１７は、この混合容器２４に接続されており、このウエット窒素ガス供給ノズル１７の途中には圧力調整弁２９が装着されている。従って、チャンバ１４内の加湿化窒素ガスの圧力が調整される。
【００１９】
ウエット窒素ガス供給ノズル１７の配設位置よりも、基板１０の搬送方向における上流側の位置には、酸素除去手段を構成する窒素ガス噴射ノズル３０が設けられている。窒素ガス噴射ノズル３０は、ウエット窒素ガス供給ノズル１７と、処理チャンバ１２における入口１２ａとの間に位置しており、この窒素ガス噴射ノズル３０も基板１０の幅方向のほぼ全長に及ぶ長さを有するものであって、真下方向に向けてドライ窒素ガスを供給するようになっている。そして、窒素ガス噴射ノズル３０の下端開口部は基板１０の搬送方向の前後方向に向けて拡開しており、かつその内部には風向ガイド部材３１が取り付けられている。風向ガイド部材３１は、図５に矢印で示したように、窒素ガスノズル３０内を流下するドライ窒素ガスを２つの流れに分けられることになる。一方の流れは、基板１０の搬送方向と反対側、つまり処理チャンバ１２の入口１２ａ方向に向けて、斜め上方から基板１０の被処理面に向けられるようにガイドされる。また、もう一方の流れは基板１０の搬送方向に向けてガイドされる。そして、窒素ガスノズル３０内に供給されるドライ窒素をこのように２方向にガイドするために、風向ガイド部材３１には、傾斜形状となったガイド面３１ａ，３１ｂが形成されている。
【００２０】
さらに、処理チャンバ１２におけるランプハウス１３の配設位置の下流側位置の下部位置には排気管３３が接続されている。排気管３３には、図示しない吸引ポンプ等の負圧発生手段が接続される。従って、排気管３３内に負圧吸引力を作用させている。これによって、窒素ガス噴射ノズル３０及びウエット窒素ガス供給ノズル１７から処理チャンバ１２内に供給されたガスは、この処理チャンバ１２内に滞留することなく排気管３３から外部に排出されるように、処理チャンバ１２内のガスが循環することになる。
【００２１】
処理チャンバ１２の内部の圧力を大気圧より高くすることにより、この処理チャンバ１２内を外気と遮断することができる。しかしながら、処理チャンバ１２内の外気からの遮断をより確実に行うために、入口１２ａ側の外面部には、外気が処理チャンバ１２内に流入するのを防止する外気遮断手段としての負圧発生部３４ａ，３４ｂが装着されている。３４ａは上部側の、３４ｂは下部側の負圧発生部であり、これら負圧発生部３４ａ，３４ｂには吸引管３５ａ，３５ｂが接続されている。また、これら上下の負圧発生部３４ａ，３４ｂ間は、基板１０が通過できる間隔だけ離間している。一方、処理チャンバ１２の出口１２ｂを外気から遮断するための外気遮断手段としてのエアカーテン形成部３６が設けられており、このエアカーテン形成部３６からは空気を処理チャンバ１２の外面に沿って真下に向けてエアを流通させるものであり、これによって基板１０の出口１２ｂも外気と遮断される。ただし、基板１０が出口１２ｂを通過している間は、基板１０に遮られて、エアカーテンによる遮断機能を発揮しなくなるが、出口１２ｂは基板１０で実質的に閉鎖されることになり、しかも基板１０は出口１２ｂから外方に向けて移動するものであるから、処理チャンバ１２内を外気圧より若干高圧にしておくことにより確実に外気と遮断できる。
【００２２】
而して、放電ランプ１を設けたランプハウス１３は密閉され、かつ窒素ガス配管１６によりドライ窒素が供給されて、このランプハウス１３の内部は酸素が含まれない雰囲気が確保されている。また、処理チャンバ１２内には窒素ガス噴射ノズル３０からドライ窒素が供給されており、しかもこの処理チャンバ１２の入口１２ａ及び出口１２ｂはそれぞれ負圧発生部３４ａ，３４ｂと、エアカーテン形成部３６とによって、外気と遮蔽されているので、やはり処理チャンバ１２の内部はドライ窒素が充満し、実質的に酸素を含まない雰囲気状態となる。なお、処理チャンバ１２内にウエット窒素ガス供給ノズル１７も配置されている。このウエット窒素ガス供給ノズル１７から供給される水蒸気が処理チャンバ１２の内部に充満させないようにする必要がある。このためには、基板１０が処理チャンバ１２内に位置していない時には、このウエット窒素ガス供給ノズル１７からウエット窒素ガスを噴出させないようにするのが望ましい。ただし、排気管３３をウエット窒素ガス供給ノズル１７の延長線位置に開口させるようにすれば、ウエット窒素ガスを常時噴射しても、このウエット窒素ガスは処理チャンバ１２内に滞留することなく直接排気されることになる。
【００２３】
処理チャンバ１２は以上の雰囲気状態に保持されているが、基板１０はローラコンベア１１により入口１２ａから処理チャンバ１２内に導かれる。処理チャンバ１２の外部は大気の状態となっている。従って、基板１０が処理チャンバ１２に搬入された時には、基板１０の表面及びその近傍には空気が存在しており、この空気は、その粘性により基板１０の表面に密着したままで処理チャンバ１２内に導かれる。従って、まずこの基板１０の表面及びその近傍に存在する空気を排除して窒素ガスと置換させる。これが酸素除去工程である。
【００２４】
即ち、基板１０はローラコンベア１１により入口１２ａから処理チャンバ１２内に導かれる。基板１０が処理チャンバ１２内に導かれると、まずその被処理面に対して窒素ガス噴射ノズル３０からドライ窒素ガスが噴射される。このドライ窒素ガスは風向ガイド部材３１のガイド面３１ａにより整流された状態で方向転換されて、基板１０の被処理面に対して斜め上方から入射され、さらにこの被処理面に沿って流れるようになる。一方、処理チャンバ１２の入口１２ａの外部には負圧発生部３４ａが設けられており、この負圧発生部３４ａ内には負圧による吸引力が作用している。従って、基板１０の表面に沿って流れるドライ窒素ガスの流速が大きくなり、搬入時に基板１０の表面に存在していた空気は、このドライ窒素ガスの流れによりそぎ落とされるようにして、入口１２ａの外部に押し戻される。その結果、基板１０の表面から空気が除去されて、酸素を含まないドライ窒素ガスに置換される。
【００２５】
表面がドライ窒素ガスに置換された基板１０の表面には、さらにウエット窒素ガス供給ノズル１７から噴射されるウエット窒素ガスが供給されて、基板１０の表面及びその近傍の雰囲気が水蒸気により加湿される。即ち、これが加湿工程である。
【００２６】
ここで、ウエット窒素ガスの供給方向は斜め上方から基板１０の搬送方向に向けられる。これによって基板１０のドライ窒素ガスに置換され、酸素を含まなくなった基板１０の表面に向けてウエット窒素ガスによる水蒸気が送り込まれる。その結果、基板１０の表面及びその近傍は酸素を含まない不活性ガスと水蒸気との混合ガスを存在させた雰囲気状態となる。
【００２７】
さらに、基板１０はランプハウス１３における窓ガラス１４の配設位置の下部を通過することになるが、その間に放電ランプ１から短波長の紫外光が基板１０の表面に照射されて、その表面が洗浄される。つまり、これが処理工程である。ここで、放電ランプ１からの紫外光の減衰を極力抑制するために、基板１０の表面と窓ガラス１４との間の間隔はできるだけ狭くする方が望ましい。ただし、ローラコンベア１１により搬送される基板１０が窓ガラス１４と接触しないようにする必要がある。搬送コンベア１１により基板１０を搬送する際には基板１０に振動が生じるが、この振動を最小限に抑制すると共に、基板１０の搬送面を窓ガラス１４と接触しないことを条件として、できるだけ近接させるようにする。
【００２８】
而して、基板１０の表面及びその近傍には窒素ガスと水との混合流体が存在しており、放電ランプ１から照射される紫外光による放射線の作用によって、水が分解されることになり、その結果として、還元性の活性種［Ｈ・］と酸化性の活性種［・ＯＨ］とが生成される。また、短波長の紫外光の照射エネルギーにより基板１０の表面に付着する有機物質からなる汚染物が分解される。このようにして分解されて低分子化した汚染物は、水の分解生成物との間で還元反応と酸化反応とが生じる。つまり、基板１０の表面及びその近傍では、酸化性活性種［・ＯＨ］の作用による酸化反応だけでなく、還元性活性種［Ｈ・］の作用によって還元反応も生じる。その結果、紫外光により分解された有機物は迅速かつ確実に揮発物質に変換される。
【００２９】
しかも、窒素ガス噴射ノズル３０の風向ガイド部材３１には、基板１０の搬送方向に向けたガイド面３１ｂが形成されており、またウエット窒素ガス供給ノズル１７から噴射されるウエット窒素ガスには基板１０の搬送方向に向けての流れが形成される。従って、紫外光の作用により発生した揮発物質はランプハウス１３の配設位置から速やかに除去されて、排気管３３を介して外部に放出される。その結果、ランプハウス１３の下部位置は常に新鮮な水蒸気を含む窒素ガスが充満する状態に保持される。
【００３０】
以上によって、基板１０の表面に対してドライ洗浄が行われ、有機汚染物が除去される。また、水蒸気の存在下で短波長の紫外光を基板１０に照射することにより、基板１０の表面における接触角が小さくなる。そして、このように、基板１０の表面における接触角が小さくなり、濡れ性が改善されることから、後続の工程でシャワー洗浄等を行えば、基板１０に付着する無機物質の汚損物を容易に、しかも完全に除去できることになり、基板１０を極めて清浄な状態にクリーニングできるようになる。また、現像液等の塗布工程の前処理として、基板１０の表面状態の改善を行うことができる。
【００３１】
前述したように、処理チャンバ１２の内部は実質的に酸素の存在しない雰囲気状態に保たれているから、図６に示したランプハウス１１３のように、窓ガラスを取り除いて、処理チャンバ１１２内に開口させることができる。窓ガラスは紫外光を透過させることから、長期間使用すると、劣化することになり、その交換が必要となる。窓ガラスを設けないようにすると、部品交換の頻度を少なくできるので、メンテナンス性が良好となる。ランプハウスを密閉させている場合には、窒素ガス供給管から常時窒素ガスを供給する必要はないが、この図６の実施の形態におけるランプハウス１１３のように、下端部を開口させた場合には、ウエット窒素ガス供給ノズル１７から水蒸気を含む窒素ガスが供給されることから、この水蒸気がランプハウス１１３内に入り込まないようにするために、窒素ガス供給管１１６からドライ窒素ガスを常時流出させる必要がある。
【００３２】
また、酸素除去手段の他の例としては、図７や図８に示した手段を使用することができる。さらに、基板搬送方式によっては、擦り切り板，ローラ等を基板１０の表面に作用させることにより酸素除去を行うことができる。
【００３３】
図７には、ガス噴射ノズル２３０が示されている。このガス噴射ノズル２３０は、処理チャンバ２１２内であって、入口２１２ａの近傍位置において、少なくとも入口２１２ａの上部位置に配置する。なお、入口２１２ａの下部位置に同様のガス噴射ノズル２３０を配置するように構成することもできる。
【００３４】
ここで、ガス噴射ノズル２３０は、基板１０の幅方向の全長に及ぶ長さを有する筒状のノズル本体２３１を有し、このノズル本体２３１の内部には圧力室２３２が形成され、この圧力室２３２には不活性ガス供給配管２３３が接続される。また、ノズル本体２３１には、一端側が圧力室２３２に連通し、他端が外部に開口する細い噴出流路２３４が設けられている。そして、この噴出流路２３４をローラコンベア１１に搬送される基板１０に対して、所定角度、例えば３０〜４５°程度傾斜させるように配置する。
【００３５】
以上のように構成し、ガス噴射ノズル２３０から高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を噴射させることによって、図７に矢印で示したように、この不活性ガスの噴射圧により基板１０の表面から空気を剥離するようにして除去されて、基板１０の表面及びその近傍から酸素を除去することができる。そして、このガス噴射ノズル２３０から噴射した不活性ガスはその大半が処理チャンバから外部に排出されることになる。従って、処理チャンバ２１２の圧力が低下しないようにするために、処理チャンバ２１２内に別途不活性ガス供給管（図示せず）を接続し、処理チャンバ２１２内を外気より高い圧力となるように不活性ガスを充満させるのが望ましい。
【００３６】
また、図８に示したように、前述したガス噴射ノズルと同様の構成を有するガス噴射ノズル３３０を、その噴出流路３３４が処理チャンバ３１２の入口３１２ａに臨ませるようにして設けることもできる。この場合には、ガス噴射ノズル３３０から噴射したガスは全て処理チャンバ３１２の外部に排出されるので、使用されるガスは必ずしも不活性ガスでなくても良い。従って、空気を噴射するようにすることもできる。そして、ガスを噴射させることによって、入口３１２ａが負圧になるので、同図に矢印で示したように、処理チャンバ３１２内に充満している不活性ガスがこの空気流に引き込まれることになる。従って、基板１０の表面から酸素を含む空気が除去されて、処理チャンバ３１２内の不活性ガスに置換されることになる。
【００３７】
さらに、前述した各実施の形態で説明したようにして基板１０のドライ洗浄を行った結果、基板１０の表面から有機汚染物を除去して表面における接触角を低下させることができる。この基板１０のドライ洗浄の後には、例えば図９に模式的に示した工程を経ることになる。
【００３８】
図９において、５０は前述したドライ洗浄工程であるが、さらにこのドライ洗浄工程５０の後続の工程としては、ウエット洗浄工程５１が設けられ、さらにウエット洗浄工程５１に続く工程としては乾燥工程５２である。これによって、基板１０の表面を完全に清浄化することができる。
【００３９】
而して、図示したウエット洗浄工程５１では、シャワー５１ａから噴射される超音波加振した純水により基板１０の表面に付着する無機物の汚染物質が除去される。ここで、このウエット洗浄工程５１では、シャワー洗浄以外にも、例えばブラシ等を用いたスクラブ洗浄や、超音波洗浄槽内に浸漬して行うディッピング洗浄等があり、これらの洗浄方式のいずれか１種類でも良いが、複数種類の洗浄方式を組み合わせるようにすることもできる。これによって、基板１０の表面から有機物及び無機物からなる汚染物質はほぼ完全に取り除かれて、基板１０は極めて清浄な状態になるまで洗浄される。また、乾燥工程５２における乾燥方式としては、例えばスピン乾燥方式等もあるが、図示したものにあっては、エアナイフノズル５２ａを用いたエアナイフ効果による乾燥方式が示されている。これによって、基板１０は完全に洗浄・乾燥がなされる。
【００４０】
また、ウエット洗浄及び乾燥を先に行い、ドライ洗浄をその後に行うことも可能である。例えば、現像液等の塗布工程の前処理とする場合においては、まずウエット洗浄により基板１０の表面から汚染物質を除去する。そして、一度このようにして洗浄した基板１０を乾燥させ、さらにドライ洗浄を行うようにする。このドライ洗浄を行うことによって、基板１０の表面状態、つまり接触角の改善を行うことができる。その結果、後続の工程である現像液等の塗膜がむらなく均一に塗布することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、誘電体バリア放電ランプからの紫外光が照射される領域を酸素の存在しない雰囲気とすることができて、基板に照射される紫外光の作用による洗浄等の処理精度及び処理効率を著しく向上させる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置に用いられる誘電体バリア放電ランプの構成説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す基板処理装置の概略構成図である。
【図４】窒素ガス加湿装置の概略構成図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す基板処理装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す基板処理装置の要部構成説明図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す基板処理装置の要部構成説明図である。
【図９】本発明による基板のドライ洗浄行程を含む基板の洗浄・乾燥工程を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１  放電ランプ        １０  基板
１１  ローラコンベア
１２，１１２，２１２，３１２  処理チャンバ
１３，１１３  ランプハウス
１６，１１６  窒素ガス供給管
１７  ウエット窒素ガス供給ノズル
２０  窒素ガスタンク
２１  供給配管        ２２  流量調整弁
２４  混合容器        ２７  純水タンク
２９  圧力調整弁        ３０  窒素ガス噴射ノズル
３１  風向ガイド部材      ３１ａ，３１ｂ  ガイド面
３３  排気管      ３４ａ，３４ｂ  負圧発生部
３６  エアカーテン形成部
２３０，３３０  ガス噴射ノズル
２３１  ノズル本体      ２３２  圧力室
２３４，３３４  噴出流路
【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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【図９】
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