(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に紫外線を照射することで、この基板に付着した有機物を分解除去する基板の処理装置において、
上記基板がほぼ垂直な状態で収容される空間部を有する本体と、
上記空間部に収容された基板の両側面にそれぞれ紫外線を照射する照射手段と、
上記空間部の上方もしくは上部に設けられ、この空間部に収容された基板の両側面に沿って流れる空気を所定温度に加熱して上記紫外線による有機物の分解除去を促進する加熱手段と、
上記空間部の下部に連通して設けられこの空間部内の雰囲気を下部から排出する排気手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
【請求項２】
上記空間部の下部には、不活性ガスを供給するガス供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
【請求項３】
上記本体は、ダウンフローが発生するクリーンルームに設置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板の処理装置。
【請求項４】
基板に紫外線を照射することで、この基板に付着した有機物を分解除去する基板の処理方法において、
上記基板を立位状態で保持する工程と、
上記基板の上部から下部に上記基板の両側面に沿って空気を流すとともにその空気流を上記基板の上端側で加熱する工程と、
上記基板の両側面に紫外線を照射することでこの基板の両側面に付着した有機物を分解除去する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
【請求項５】
上記基板の両側面で発生するオゾンガスの濃度を調整するために、上記基板の上部から下部に基板の両側面に沿って流れる空気を不活性ガスで希釈する工程を備えていることを特徴とする請求項４記載の基板の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板に紫外線を照射することで、この基板に付着した有機物を分解除去する基板の処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体装置や液晶表示装置の製造過程においては、半導体ウエハや矩形状の液晶用ガラス基板等の基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板の薬液処理、洗浄液による洗浄処理および乾燥処理などが繰り返して行われる。
【０００３】
基板の清浄度を高めるために、上述した種々の処理の前または後に、上記基板に付着した有機物を分解除去する工程がある。有機物の分解除去は、基板に紫外線を照射することで行われる。基板に紫外線を照射する場合、基板を加熱してその温度を高くした方が有機物の分解除去が効果的に行えることが知られている。
【０００４】
従来、上記基板に紫外線を照射する際、基板を回路パターンが形成される面を上にして搬送ローラで水平に搬送するとともに、その基板の上面に対向するよう紫外線照射ユニットを配置する。
【０００５】
そして、上記基板が所定位置に搬送されてきたならば、上記紫外線照射ユニットからの紫外線によって上記基板の上面を照射するようにしている。基板の上面は紫外線照射ユニットからの熱によって加熱されるため、加熱手段を設けて加熱しなくとも、有機物の分解除去を効果的に行うことが可能であった。
【０００６】
ところで、最近、基板は回路パターンが形成される上面だけでなく、下面も十分な清浄度に処理することが要求されることが多くなってきている。その場合、基板を垂直状態で保持し、その両側面から紫外線を照射するということが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
基板を垂直にしてその両側面から紫外線を照射する場合、基板は紫外線照射ユニットからの熱によって温度上昇するものの、基板の上部と下部とではかなりの温度差が生じることが確認されている。
【０００８】
すなわち、基板に紫外線を照射して有機物を分解除去する処理は、通常クリーンルーム内で行われる。クリーンルームは清浄度を維持するために天井から床面に向かって清浄空気を流すダウンフローが採用されている。
【０００９】
そのため、清浄空気が基板の両側面に沿って流れることで、基板の上部が下部に比べて冷却され易くなるから、基板の温度分布が均一にならないということがある。そして、基板の温度にむらが生じると、紫外線の照射による有機物の分解除去が均一に行えなくなるということがある。
【００１０】
この発明は、基板をほぼ垂直な状態にしてその両側面に紫外線を照射して有機物を分解除去する場合、基板を全面にわたってほぼ均一に加熱することができるようにした基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板に紫外線を照射することで、この基板に付着した有機物を分解除去する基板の処理装置において、
上記基板がほぼ垂直な状態で収容される空間部を有する本体と、
上記空間部に収容された基板の両側面にそれぞれ紫外線を照射する照射手段と、
上記空間部の上方もしくは上部に設けられ、この空間部に収容された基板の両側面に沿って流れる空気を所定温度に加熱して上記紫外線による有機物の分解除去を促進する加熱手段と、
上記空間部の下部に連通して設けられこの空間部内の雰囲気を下部から排出する排気手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。
【００１２】
請求項２の発明は、上記空間部の下部には、不活性ガスを供給するガス供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。
【００１３】
請求項３の発明は、上記本体は、ダウンフローが発生するクリーンルームに設置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板の処理装置にある。
【００１４】
請求項４の発明は、基板に紫外線を照射することで、この基板に付着した有機物を分解除去する基板の処理方法において、
上記基板を立位状態で保持する工程と、
上記基板の上部から下部に上記基板の両側面に沿って空気を流すとともにその空気流を上記基板の上端側で加熱する工程と、
上記基板の両側面に紫外線を照射することでこの基板の両側面に付着した有機物を分解除去する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法にある。
【００１５】
請求項５の発明は、上記基板の両側面で発生するオゾンガスの濃度を調整するために、上記基板の上部から下部に基板の両側面に沿って流れる空気を不活性ガスで希釈する工程を備えていることを特徴とする請求項４記載の基板の処理方法にある。
【００１６】
請求項１の発明によれば、基板がほぼ垂直な状態で収容される空間部の上部に加熱手段を設け、下部に排気手段を連通させたことで、加熱手段からの熱を上記空間部にその上部から導入し下部から排出できる。そのため、加熱手段からの熱が空間部を上部から下部へと流れることで、基板の上部を下部と同じように加熱することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図４と図５に示すこの発明の処理装置はクリーンルームＲに設置される架台１を有する。この架台１には第１の棚部２及びこの第１の棚部２の上方に第２の棚部３が架設されている。第１の棚部２には半導体ウエハや液晶用ガラス基板などの基板４に紫外線を照射する処理装置の本体５が設けられている。
【００１９】
上記本体５は、図１乃至図３に示すように、上記第１の棚部２に下端が固定された細長い固定筐体６を有する。この固定筐体６は内部を空間部６ａとした中空状に形成されているとともに、上面には出し入れ口７が開口形成され、両側面には矩形状の入射口８が開口形成されている。
【００２０】
上記固定筐体６の上面には上記出し入れ口７の両側の長手方向ほぼ全長にわたってそれぞれ加熱手段としての一対のヒータ９が設けられている。このヒータ９は、電熱ヒータなどからなる発熱部９ａと、この発熱部９ａを覆う反射カバー９ｂとからなり、一対のヒータ９は反射カバー９ｂの開放した一側面が出し入れ口７側に向けて配置されている。
【００２１】
図１に示すように、上記固定筐体６の閉塞された底部の長手方向中央部には排気口体１０が設けられている。この排気口体１０には図１に示すように排気調整弁１１を介して排気ポンプ１２が配管１３によって接続されている。
【００２２】
さらに、固定筐体６の空間部６ａ内にはガス供給手段としてのガス供給管１４が配設されている。このガス供給管１４は上記空間部６ａの底部に位置する水平部１４ａと、幅方向両側に位置する一対の垂直部１４ｂとを有し、垂直部１４ｂの上端が上記固定筐体６に保持固定されている。
【００２３】
上記水平部１４ａには図示しないが空間部６ａの上方に向かって開口した複数のノズル口が穿設され、一方の垂直部１４ｂの上端には不活性ガスとしての窒素ガスの供給管１５が接続されている。他方の垂直部１４ｂの上端は閉塞されている。上記供給管１５は不活性ガスとしての窒素ガスの図示しない供給源に接続され、中途部には窒素ガスの供給量を制御する制御弁１６が設けられている。
【００２４】
したがって、ガス供給管１４に供給される窒素は、その水平部１４ａのノズル口から空間部６ａの上方に向かって噴射されるとともに、その供給量は上記制御弁１６によって制御されるようになっている。
【００２５】
図２に示すように、上記固定筐体６の両側面にはそれぞれ可動筐体１７が一端を上記固定筐体６の長手方向一端に回動可能に連結して設けられている。つまり、可動筐体１７は上記固定筐体６の側面に接合した状態から離反する方向へ回動可能となっている。
【００２６】
図３に示すように、上記可動筐体１７には、上記固定筐体６と接合する内側面に上記入射口８に対向する石英ガラスなどのガラス窓１８が設けられ、内部にはガラス窓１８と対向する部位に紫外線の照射手段である、紫外線照射ユニットである紫外線ランプ１９が収容されている。
【００２７】
上記紫外線ランプ１９は、空気中の酸素をオゾンガス化する波長と、オゾンガスを酸素ラジカル化する波長の紫外線を出力する波長にピークをもつ紫外線を出力するするようになっている。
【００２８】
したがって、紫外線ランプ１９を作動させて紫外線を出力させると、その紫外線がガラス窓１８を透過して入射口８から固定筐体６内に入射するから、この固定筐体６の空間部６ａ内の酸素がオゾンガス化されたのち、酸素ラジカルとなるから、その酸素ラジカルによって上記空間部６ａにほぼ垂直な状態で収容される基板４の両側面に付着した有機物が分解除去されるようになっている。
【００２９】
上記第２の棚部３には、図５に示すように上面を上記固定筐体６の上端面の出し入れ口７とほぼ同じ高さにしたステージ２１が設けられている。このステージ２１は立設された複数のピン２１ａを有し、これらピン２１ａの上端には未処理の基板４が図示しないロボットなどによって水平状態で供給載置される。
【００３０】
上記ステージ２１に供給載置された基板４は受け渡し機構２２によって上記本体５の固定筐体６の上面の出し入れ口７から空間部６ａ内に垂直状態で挿入保持されるようになっている。
【００３１】
すなわち、上記受け渡し機構２２は図５と図６に示すように一対のアーム２３を有する。一対のアーム２３は先端側がステージ２１に載置された基板４の幅寸法よりも広い間隔で離間し、基端部が開閉機構２４に連結されている。
【００３２】
上記一対のアーム２３は上記開閉機構２４によって図６に矢印で示す方向に開閉駆動されるようになっていて、閉方向に駆動されることで、上記ステージ２１上の基板４の幅方向両側をアーム２３の先端部に設けられた各一対のパッド２３ａを介して挟持できるようになっている。
【００３３】
上記開閉機構２４には一対のリンク２５の先端部が連結されている。このリンク２５の基端部は図８に示すように回転機構２６の駆動源２６ａによって回転駆動される駆動軸２７に連結されている。この駆動軸２７は、軸心の高さを上記固定筐体６の上面に一致させているている。
【００３４】
上記回転機構２６は図４に矢印Ｙで示すように上下機構２８によって上下方向に駆動されるようになっている。この上下機構２８は図８に示すように軸線を垂直にして上記架台１に回転自在に設けられたボールねじ２９と、このボールねじ２９を回転駆動する駆動源３１とを備え、上記ボールねじ２９が上記回転機構２６に螺合している。したがって、上記ボールねじ２９が回転駆動されることで、上記回転機構２６が上下方向に駆動されるようになっている。
【００３５】
上記回転機構２６によって一対のリンク２５、つまりリンク２５に開閉機構２４を介して開閉駆動されるよう設けられた一対のアーム２３は、上記ステージ２１の幅方向両側にほぼ水平な状態で位置する倒伏状態と、上記駆動軸２７を中心にしてほぼ垂直に回動した起立状態との間で回動駆動されるようになっている。この回動範囲を図４に矢印Ｘで示す。
【００３６】
上記一対のアーム２３が垂直に起立すると、これらのアーム２３に挟持された基板４は固定筐体６の上面に形成された出し入れ口７の上方でほぼ垂直に起立した状態となる。
【００３７】
その状態で上下機構２８によって上記アーム２３を下降させれば、アーム２３に挟持された基板４は上記出し入れ口７から固定筐体６の空間部６ａ内に挿入され、その状態で保持できるようになっている。
【００３８】
つぎに、上記構成の処理装置によって基板４の両側面に付着した有機物を分解除去する手順に付いて説明する。
【００３９】
ステージに未処理の基板４が供給されると、倒伏状態にある受け渡し機構２２の一対のアーム２３が閉方向に駆動され、これらアーム２３によって上記基板４を挟持する。
【００４０】
ついで、アーム２３は回転機構２６によって起立状態に回動駆動される。それによって、一対のアーム２３に挟持された基板４はほぼ垂直となって固定筐体６の出し入れ口７の上方に対向位置する。
【００４１】
基板を出し入れ口７の上方に位置させたならば、上下機構２８を作動させてアーム２３を下降させ、このアーム２３に挟持された基板４を上記出し入れ口７から空間部６ａへ挿入し、その状態で保持する。
【００４２】
基板４を空間部６ａへ挿入する動作と同時に、ヒータ９へ通電して加熱し、さらにガス供給管１４から空間部６ａの下部へ窒素ガスを供給する。また、排気ポンプ１２を作動させ、空間部６ａの雰囲気をその下部から排気することで、空間部６ａ内の雰囲気を上部から下部へ流す。
【００４３】
このよな状態で紫外線ランプ１９を点灯する。それによって、上記空間部６ａ内を流れる空気中の酸素がオゾンガス化され、そのオゾンガスが酸素ラジカル化されるから、その酸素ラジカルによって基板４の両側面に付着した有機物が分解除去されることになる。
【００４４】
上記空間部６ａには上部の出し入れ口７からクリーンルームＲのダウンフローによって温度の低い空気が流入するため、空間部６ａの上部が下部よりも温度が低くなり、その温度分布に応じて基板４の温度も不均一になる虞がある。
【００４５】
しかしながら、固定筐体６の上部にはヒータ９を設け、空間部６ａへ流入する空気を加熱するようにしている。そのため、空間部６ａに流入する空気は十分に加熱されるから、空間部６ａの上部の温度が下部の温度よりも低くなるのを防止できる。
【００４６】
その結果、空間部６ａの温度分布をほぼ均一にできるから、その温度分布に応じて基板４の両側面に付着した有機物の分解除去もほぼ均一に行うことができる。
【００４７】
ヒータ９で加熱された空気が空間部６ａの上部から下部へ流れることで、その空気は紫外線ランプ１９の熱によってさらに加熱されるため、空間部６ａの下部が上部よりも温度が高くなることがある。そのような場合には、ガス供給管１４によって空間部６ａの下部に窒素ガスを供給される。
【００４８】
それによって、空間部６ａの下部は窒素ガスによって冷却されるから、下部の温度を上部の温度とほぼ同じになるよう、制御することができる。しかも、空間部６ａの下部の温度は窒素ガスの供給量によって調整することができるから、そのことによっても、空間部６ａの温度分布の均一化を計ることができる。空間部６ａの温度分布が均一化されると、基板４もその温度分布に応じて均一に加熱されるから、基板４に付着した有機物の分解除去も均一に行うことができる。
【００４９】
上記空間部６ａの下部から供給される窒素ガスの量を調整することで、空間部６ａの温度と同時に、固定筐体６の上面の出し入れ口７から空間部６ａにクリーンルームＲのダウンフローによって流入する空気量を制御することができる。
【００５０】
つまり、空間部６ａに窒素ガスを供給することで、この空間部６ａの酸素量を制御することができる。そのため、紫外線ランプ１９を点灯させることで、上記空間部６ａで発生するオゾンガス量を制御できるから、それに応じて酸素ラジカル量も制御できる。
【００５１】
それによって、空間部６ａで発生する酸素ラジカル量が過大となって基板４が酸素ラジカルで必要以上に処理され過ぎるのを防止することができる。つまり、基板４に付着した有機物を基板４を傷付けることのない最適な状態で分解除去することができる。
【００５２】
なお、上記一実施の形態ではヒータ９を固定筐体６の上面、つまり空間部６ａの上方に設けるようにしたが、空間部６ａ内の上部に設けるようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１と請求項４の発明によれば、基板をほぼ垂直な状態で保持してその両側面に付着した有機物を分解除去する場合、基板を全体にわたってほぼ均一に加熱できるようにした。
【００５４】
そのため、基板の均一な温度分布に応じてその両側面に付着した有機物の分解除去もほぼ均一に行うことができる。
【００５５】
請求項２と請求項５の発明によれば、ほぼ垂直に保持された基板の下部に不活性ガスを供給できるようにした。
【００５６】
そのため、不活性ガスの供給を制御することで、基板の上部側と下部側との温度差をなくすことができるばかりか、基板の両側面の酸素量を制御できるから、それによって基板の両側面で発生するオゾンガス量を制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す処理装置の本体の縦断面図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】同じく処理装置全体の概略的構成を示す正面図。
【図５】同じく第２の棚部の上面を示す平面図。
【図６】同じく回転機構の平面図。
【図７】同じく回転機構の側面図。
【図８】同じく上下機構の側面図。
【符号の説明】
４…基板
５…処理装置の本体
６…固定筐体
７…出し入れ口
９…ヒータ（加熱手段）
１２…排気ポンプ
１５…不活性ガスの供給管
１７…可動筐体
１９…紫外線ランプ（紫外線照射ユニット）
【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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