JP2004193484A

JP2004193484A - Ozone treatment system

Info

Publication number: JP2004193484A
Application number: JP2002362295A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kikuchi; 辰男菊池; Takeo Yamanaka; 健夫山中; Masataka Yamaguchi; 征隆山口; Tokiko Kanayama; 登紀子金山
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08
Also published as: TW200416885A; WO2004055879A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ozone treatment system capable of treating the entire surface of a substrate efficiently and uniformly. <P>SOLUTION: The ozone treatment system 1 comprises a support for supporting a substrate K, a heater for heating the substrate K, a first treatment gas supply head 30 disposed above the substrate K and ejecting ozone gas toward the circumferential edge part thereof, a second treatment gas supply head 20 ejecting ozone gas toward the regions other than the circumferential edge part, and gas supply units 52 and 50 for supplying ozone gas, respectively, to the first and second treatment gas supply heads 30 and 20. The gas supply unit 52, 50 supplies ozone gas of higher ozone concentration to the first treatment gas supply head 30 as compared with ozone gas being supplied to the second treatment gas supply head 20. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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、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１１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１１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の上方に、この載置台１０１上の基板Ｋと所定間隔を隔てて設置された対向板１０２と、対向板１０２の前記基板Ｋとの対向面に開口し、当該基板Ｋ中央部の上方に配設されたノズル体１０３などを備えて構成される。
【０００３】
尚、前記載置台１０１には、ヒータ（図示せず）が内蔵されており、前記ノズル体１０３には、オゾンガス生成装置（図示せず）が接続されている。
【０００４】
そして、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の上面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、オゾンガス生成装置（図示せず）によって生成された所定濃度のオゾンガス（処理ガス）が、この加熱された基板Ｋの中央部上面に向けてノズル体１０３の開口部から吐出される。
【０００５】
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（Ｏ_３）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（Ｏ_２）と活性酸素（Ｏ^＊）とに分解される。そして、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。
【０００６】
尚、基板Ｋ表面に沿って流動するオゾンガスは、当該基板Ｋの周縁部まで流動した後、基板Ｋと対向板１０２との間から適宜流出する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、基板Ｋ表面に形成されるレジスト膜Ｒは、通常、その製造上の問題から、基板Ｋ周縁部の膜厚がその他の部分（中央部）の膜厚に比べて厚くなる傾向にある。
【０００８】
したがって、上記従来のオゾン処理装置１００では、当然のことながら、膜厚の薄い中央部の方が、膜厚の厚い周縁部に比べて早く処理が完了する。このため、従来のオゾン処理装置１００を用いて周縁部のレジスト膜を完全に除去するためには、処理時間を長くして、中央部のレジスト膜が除去された後も引き続き処理を続ける必要があり、効率的な処理を行うことができないという問題があった。
【０００９】
また、このように、長時間にわたってオゾンガスをノズル体１０３から吐出させ続けると、オゾンガスの使用量や、未反応のまま排気されるオゾンが増大するという不都合もある。
【００１０】
更に、ノズル体１０３から吐出されたオゾンガスは、その開口部を中心として周囲に広がるように基板Ｋ表面に沿って流動し、その流れの中で、熱分解によりオゾン濃度が徐々に低下していくため、基板Ｋ周縁部はその中央部に比べて低オゾン濃度のオゾンガスによって処理されることとなり、このことも、基板Ｋ周縁部を効率的に処理することができない原因となっている。
【００１１】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、基板表面全体を効率的且つ均一に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。
【００１２】
【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、基板を支持する支持手段と、前記支持手段によって支持された基板を加熱する加熱手段と、前記支持手段によって支持された基板の上方に配設され、該基板表面の周縁部に向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する第１吐出手段、及び前記基板表面の前記周縁部以外の領域に向けて前記処理ガスを吐出する第２吐出手段と、前記第１吐出手段及び第２吐出手段に前記処理ガスを供給するとともに、前記第２吐出手段に供給する処理ガスに比べて高オゾン濃度の処理ガスを前記第１吐出手段に供給するように構成されたガス供給手段とを設けて構成したオゾン処理装置に係る。
【００１３】
この発明によれば、まず、基板が支持手段により支持され、支持された状態で加熱手段によって加熱される。そして、ガス供給手段から第１吐出手段及び第２吐出手段にそれぞれオゾンを含んだ処理ガスが供給され、第１吐出手段から基板表面の周縁部に向けて処理ガスが吐出され、第２吐出手段から前記周縁部以外の領域に向けて処理ガスが吐出される。
【００１４】
斯くして、前記第１吐出手段及び第２吐出手段から吐出された処理ガスは、それぞれ基板に衝突した後、これに沿って流れる処理ガス層を形成し、かかる流れの中で、当該処理ガス中のオゾン（Ｏ_３）が酸素（Ｏ_２）と活性酸素（Ｏ^＊）とに分解され、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。
【００１５】
また、前記ガス供給手段から第１吐出手段及び第２吐出手段にそれぞれ供給される処理ガスのオゾン濃度は、第２吐出手段に供給される処理ガスに比べて第１吐出手段に供給される処理ガスの方が高濃度となっている。
【００１６】
上述したように、基板表面に形成されるレジスト膜は、通常、基板周縁部の膜厚がその他の部分に比べて厚くなっているが、上記のように、前記周縁部に高オゾン濃度の処理ガスを吹きかけることで、当該周縁部におけるレジスト膜の剥離が促進され、その結果、基板表面の全体をほぼ同じ時間で処理することが可能となる。また、このようにすることで、従来に比べて、処理ガスの使用量や、未反応のまま排気されるオゾンを減少させることができる。
【００１７】
このように、本発明に係るオゾン処理装置によれば、基板表面の全体を効率的且つ均一に処理することができる。
【００１８】
尚、前記ガス供給手段は、前記第１吐出手段から吐出される処理ガスの流量が前記第２吐出手段から吐出される処理ガスの流量に比べて多くなるように、前記処理ガスの供給量を制御するように構成されていても良い。このようにしても、基板周縁部に吹きかけられる大流量の処理ガスによって、当該周縁部におけるレジスト膜の剥離が促進され、上記と同様の効果が奏される。
【００１９】
また、前記第１吐出手段及び第２吐出手段は、それぞれ前記基板と対向配置され、且つ該対向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、前記ガス供給手段から供給された処理ガスが前記各ガス滞留室に充填され、前記各通気性部材の各通気路を通ってそれぞれ吐出されるように構成されていても良い。
【００２０】
このようにすれば、前記処理ガスは、ガス供給手段から第１吐出手段及び第２吐出手段のガス滞留室に供給され、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それぞれ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。
【００２１】
斯くして、このように、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ことで、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領域をほぼ均一に処理することができる。
【００２２】
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表面の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、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、基板を均一に処理することが可能となる。
【００２３】
この場合、前記第１吐出手段及び第２吐出手段を、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。
【００２４】
また、前記支持手段により支持された基板と前記第１吐出手段及び第２吐出手段とは、適宜移動手段により、当該基板の表面に沿った方向に相対移動せしめられるように構成されていても良い。
【００２５】
また、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。
【００２６】
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（Ｃ_２Ｈ_５Ｏ）_４）の混合ガスであっても良い。
【００２７】
尚、本発明に係るオゾン処理装置は、主としてレジスト膜の除去に向けられたものであるが、これを基板表面への酸化膜の形成やその改質に適用することを何ら排除するものではない。
【００２８】
【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、本実施形態に係る第２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。また、図５及び図６は、本実施形態に係る第１処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図である。
【００２９】
図１及び図２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１５と、この載置台１５の上方に、当該載置台１５上の基板Ｋと対向するように配設された複数の第１処理ガス供給ヘッド（第１吐出装置）３０及び第２処理ガス供給ヘッド（第２吐出装置）２０などを備えて構成される。
【００３０】
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５６を介し排気装置５５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５５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。
【００３１】
前記載置台１５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１５は、昇降装置１６によって昇降自在となっており、この昇降装置１６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１７を備え、この昇降ロッド１７により前記載置台１５の底面を支持している。尚、昇降装置１６は、電動シリンダや空圧シリンダなどから構成される。
【００３２】
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１５が下降端位置にある時に、当該載置台１５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１５の上面より上方に突出する一方、前記載置台１５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。
【００３３】
斯くして、載置台１５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１５が上昇せしめられると、当該支持針１２が載置台１５に対し相対的に没して、前記基板Ｋが載置台１５上に載置される。尚、昇降装置１６は、載置台１５が上昇端位置に達したとき、後述する各通気性部材２４，３４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１５を前記上昇端位置に上昇させる。
【００３４】
図１乃至図６に示すように、前記各第１処理ガス供給ヘッド３０は、前記基板Ｋ周縁部の上方にそれぞれ配設され、前記各第２処理ガス供給ヘッド２０は、前記基板Ｋの周縁部を除いた領域の上方にそれぞれ配設されており、これら各第２処理ガス供給ヘッド２０及び各第１処理ガス供給ヘッド３０は、各隣り合う第１，第２処理ガス供給ヘッド３０，２０間に、所定間隔の隙間Ｓが形成されるように同一平面内に配置されている。
【００３５】
また、前記各第２処理ガス供給ヘッド２０及び各第１処理ガス供給ヘッド３０は、ブロック状の上部部材２１，３１と、この上部部材２１，３１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２２，３２と、この下部部材２２，３２の下面（基板Ｋとの対向面）側の開口部２３，３３に、当該開口部２３，３３を閉塞するように設けられた通気性部材２４，３４とからそれぞれ構成される。
【００３６】
尚、各第２処理ガス供給ヘッド２０及び各第１処理ガス供給ヘッド３０は、これらの各上部部材２１，３１の上面が連結部材４０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４０が前記処理チャンバ１０の側壁に配設された支持部材４１によって支持されている。
【００３７】
前記各通気性部材２４，３４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２２，３２の下部開口部２３，３３を閉塞するように当該下部部材２３，３３に固設されて、その下面が前記載置台１５上の基板Ｋと対向しており、当該通気性部材２４，３４は、全体としてその下面が前記基板Ｋの全表面（前記隙間Ｓ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。
【００３８】
通気性部材２４，３４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２４，３４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。
【００３９】
前記上部部材２１，３１及び通気性部材２４，３４によって閉塞される前記下部部材２２，３２の内部空間は、ガス滞留室２８，３８として機能するものであり、ガス滞留室３８には、第１オゾンガス生成装置５２によって生成されたオゾンガスが、配管５３及び各下部部材３２に形成されたオゾンガス流路３９を介して、当該第１オゾンガス生成装置５２からそれぞれ供給，充填され、ガス滞留室２８には、第２オゾンガス生成装置５０によって生成されたオゾンガス（処理ガス）が、配管５１及び各上部部材２１に形成されたオゾンガス流路２９を介して、当該第２オゾンガス生成装置５０からそれぞれ供給，充填される。
【００４０】
尚、第１オゾンガス生成装置５２により生成されるオゾンガスのオゾン濃度は、第２オゾンガス生成装置５０により生成されるオゾンガスよりも高濃度となっている。また、前記オゾンガス流路３９の設けられる位置は、図２，図５及び図６に示すように、第１処理ガス供給ヘッド３０の配設位置によって、それぞれ若干異なった位置となっている。ここに、図５は、第２処理ガス供給ヘッド２０と平行に配設された第１処理ガス供給ヘッド３０を示したものであり、図６は、第２処理ガス供給ヘッド２０と直交するように配設された第１処理ガス供給ヘッド３０を示したものである。
【００４１】
斯くして、第１，第２オゾンガス生成装置５２，５０から配管５３，５１及び各オゾンガス流路３９，２９を介して各ガス滞留室３８，２８に供給されたオゾンガスは、当該各ガス滞留室３８，２８の下部開口部３３，２３にそれぞれ設けられた通気性部材３４，２４の通気路を通り基板Ｋ表面の周縁部とこれ以外の領域に向けてそれぞれ吐出されるが、各ガス滞留室３８，２８内の内圧が高まり、当該各ガス滞留室３８，２８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３４，２４の全域からほぼ均一な速度で吐出されるようになる。
【００４２】
即ち、第１オゾンガス生成装置５２から各ガス滞留室３８に供給されたオゾンガスは、各通気性部材３４によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板Ｋ表面の周縁部に向けて吐出され、第２オゾンガス生成装置５０から各ガス滞留室２８に供給されたオゾンガスは、各通気性部材２４によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板Ｋ表面の周縁部以外の領域に向けて吐出される。
【００４３】
また、前記各上部部材２１，３１には、冷却液流路２７，３７がそれぞれ形成されており、これら各冷却液流路２７，３７には、冷却液循環装置４５に接続された配管４６，４７がそれぞれ接続され、当該冷却液循環装置４５から配管４６を介して各冷却液流路２７，３７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２７，３７内を流通した後、配管４７を介して冷却液循環装置４５に還流される。斯くして、冷却液が各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０と冷却液循環装置４５との間で循環され、かかる冷却液によって各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０が冷却され、ひいては各ガス滞留室２８，３８に供給，充填されたオゾンガスが冷却される。
【００４４】
尚、前記冷却液流路３７の設けられる位置は、図２，図５及び図６に示すように、第１処理ガス供給ヘッド３０の配設位置によって、それぞれ若干異なった位置となっている。
【００４５】
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１５の位置は下降端に位置している。また、冷却液循環装置４５から各冷却液流路２７，３７に冷却液がそれぞれ供給，循環され、この冷却液によって第１処理ガス供給ヘッド３０及び第２処理ガス供給ヘッド２０がそれぞれ冷却される。
【００４６】
ついで、排気装置５５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（第１オゾンガス生成装置５２及び第２オゾンガス生成装置５０）の圧力以下に調整される。
【００４７】
そして、載置台１５が上昇すると、支持針１２が載置台１５に対し相対的に没して、基板Ｋが載置台１５の上面に載置されるとともに、載置台１５が上昇端位置に達して、各通気性部材２４，３４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１５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。
【００４８】
次に、上記濃度のオゾンガスが第１，第２オゾンガス生成装置５２，５０から配管５３，５１及び各オゾンガス流路３９，２９を介して各第１，第２処理ガス供給ヘッド３０，２０のガス滞留室３８，２８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３８，２８に設けられた通気性部材３４，２４の通気路を通り基板Ｋ表面の周縁部及びこれ以外の領域に向けて、それぞれほぼ均一な速度に拡散された状態で吐出される。
【００４９】
尚、上述したように、第１オゾンガス生成装置５２により生成されるオゾンガスのオゾン濃度は、第２オゾンガス生成装置５０により生成されるオゾンガスよりも高濃度となっており、基板Ｋの周縁部には、他の領域よりも高濃度のオゾンガスが吹きかけられる。
【００５０】
このようにして吐出されたオゾンガスは、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（Ｏ_３）が酸素（Ｏ_２）と活性酸素（Ｏ^＊）とに分解され、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２４，３４と基板Ｋとの間から適宜流出する。
【００５２】
上述したように、基板Ｋ表面に形成されるレジスト膜Ｒは、図１２に示すように、通常、基板Ｋ周縁部の膜厚がその他の部分に比べて厚くなっているが、上記のように、基板Ｋの周縁部に高オゾン濃度のオゾンガスを吹きかけることで、当該周縁部におけるレジスト膜の剥離がその他の領域に比べて促進され、その結果、膜厚の厚い周縁部とそれ以外の領域とをほぼ同じ時間で処理することが可能となる。また、このようにすることで、従来に比べて、オゾンガスの使用量や、未反応のまま排気されるオゾンを減少させることができる。
【００５３】
また、本例のオゾン処理装置１では、オゾンガスを各ガス滞留室２８，３８に供給，充填した後、各通気性部材２４，３４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２４，３４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２４，３４と対向する基板Ｋの領域をほぼ均一に処理することができる。
【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表面の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、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、基板Ｋを均一に処理することが可能となる。
【００５５】
ところで、各通気性部材２４，３４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２４，３４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】
そこで、本例のオゾン処理装置１では、矩形形状をした第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０の複数を、隣り合う各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０間に隙間Ｓを形成してそれぞれ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第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０の短辺側方向に設けられた隙間Ｓから効果的に排気することができ、各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０によって処理される基板Ｋ表面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、複数の第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０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。
【００５７】
尚、オゾン処理の際には、前記各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０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２４，３４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２４，３４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。
【００５８】
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、各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０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、当該各第１，第２処理ガス供給ヘッド２０，３０を、その各冷却液流路２７，３７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２８，３８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。
【００５９】
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（Ｃ_２Ｈ_５Ｏ）_４）の混合ガスであっても良い。
【００６０】
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。
【００６１】
上記オゾン処理装置１は、例えば、図７乃至図１０に示すように、基板Ｋを支持して所定の方向に搬送しつつ前記処理を行うように構成されていても良い。尚、図７は、本発明の他の実施形態に係るオゾン処理装置の概略構成を示した平面図であり、図８は、図７における矢示Ｃ方向の側面図である。また、図９は、本発明の他の実施形態に係る第２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１０は、本発明の他の実施形態に係る第１処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図である。尚、上記オゾン処理装置１の構成と同じ構成部分については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６２】
前記オゾン処理装置７０は、基板Ｋを支持して所定の方向（図７における矢示Ｄ方向）に搬送する搬送ローラ７５と、この搬送ローラ７５によって搬送される基板Ｋの上方に、当該基板Ｋと対向し且つ前記搬送方向と直交する方向（図７における矢示Ｅ方向）における基板Ｋの全幅にわたるように、前記搬送方向に沿って所定間隔を隔てて配設された２つの第２処理ガス供給ヘッド８０と、前記搬送方向と直交する方向における基板Ｋの両側縁部の上方に、当該基板Ｋと対向するように前記搬送方向に沿ってそれぞれ配設された２つの第１処理ガス供給ヘッド８５と、前記基板Ｋの下方に配設され、当該基板Ｋを加熱するヒータ７８などを備えて構成される。
【００６３】
尚、前記搬送ローラ７５，第１処理ガス供給ヘッド８５，第２処理ガス供給ヘッド８０及びヒータ７８は、図示しない処理チャンバ内に適宜配設されている。
【００６４】
前記搬送ローラ７５は、その複数が前記搬送方向に沿って所定の間隔で配設されており、その回転軸７６の両端部が前記処理チャンバ（図示せず）の側壁などに適宜固設された各支持装置（図示せず）によってそれぞれ回転自在に支持されている。また、搬送ローラ７５の両側に位置するローラ７７には、鍔部７７ａが形成されており、この鍔部７７ａによって、基板Ｋが矢示Ｅ方向に移動するのを規制している。
【００６５】
また、前記回転軸７６の一方端は、図示しない駆動装置に接続されており、この駆動装置（図示せず）によって当該回転軸７６がその軸中心に回転せしめられることにより、搬送ローラ７５が回転して基板Ｋを前記搬送方向に搬送するようになっている。
【００６６】
前記第１処理ガス供給ヘッド８５及び第２処理ガス供給ヘッド８０は、冷却液流路３７，２７が形成された上部部材３１，２１と、オゾンガス流路３９，２９’が形成された下部部材３２，２２と、通気性部材３４，２４とからそれぞれ構成されており、各通気性部材３４，２４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ようにそれぞれ配設されている。尚、各第１，第２処理ガス供給ヘッド８５，８０は、前記処理チャンバ（図示せず）の側壁などに適宜固設された各支持部材（図示せず）によってそれぞれ支持されている。
【００６７】
前記各通気性部材２４は、上述したように、下部部材２２の下部開口部２３を閉塞するように当該下部部材２３に固設されて、その下面が前記搬送ローラ７５によって支持，搬送される基板Ｋと、その矢示Ｅ方向における全幅にわたって対向する一方、前記各通気性部材３４は、上述したように、下部部材３２の下部開口部３３を閉塞するように当該下部部材３３に固設されて、その下面が前記基板Ｋの、矢示Ｅ方向における両端部（周縁部）と対向した状態となっている。
【００６８】
このように構成されたオゾン処理装置７０によれば、搬送ローラ７５によって基板Ｋを搬送しつつ上記処理を行うことができるので、当該処理を連続的に行うことができる。
【００６９】
また、上例のオゾン処理装置１，７０では、第１処理ガス供給ヘッド３０，８５に供給されるオゾンガスのオゾン濃度を、第２処理ガス供給ヘッド２０，８０に供給されるそれと比べて高濃度に設定したが、第１処理ガス供給ヘッド３０，８５及び第２処理ガス供給ヘッド２０，８０に供給されるオゾンガスのオゾン濃度を同濃度にして、第１処理ガス供給ヘッド３０，８５に供給されるオゾンガスの流量を第２処理ガス供給ヘッド２０，８０に供給されるオゾンガス流量に比べて大きくしても良い。このようにしても、上記と同様の効果が奏される。
【００７０】
また、上例のオゾン処理装置７０では、搬送ローラ７５により基板Ｋを搬送することによって、基板Ｋと第１，第２処理ガス供給ヘッド８５，８０とを相対移動させるように構成したが、これに限られるものではなく、適宜支持装置により支持された基板Ｋに対して第１，第２処理ガス供給ヘッド８５，８０を当該基板Ｋの表面に沿った方向に適宜移動させることによって、基板Ｋと各第１，第２処理ガス供給ヘッド８５，８０とを相対移動させるように構成することもできる。
【００７１】
また、上記各処理ガス供給ヘッド２０，３０，８０，８５の形態は何ら上例のものに限られない。
【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】本実施形態に係る第２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】本実施形態に係る第１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】本実施形態に係る第１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７】本発明の他の実施形態に係るオゾン処理装置の概略構成を示した平面図である。
【図８】図７における矢示Ｃ方向の側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る第２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１０】本発明の他の実施形態に係る第１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１１】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。
【図１２】基板に形成されるレジスト膜の膜厚を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１オゾン処理装置
１０処理チャンバ
１５載置台
１６昇降装置
２０第２処理ガス供給ヘッド
２１上部部材
２２下部部材
２４通気性部材
２８ガス滞留室
３０第１処理ガス供給ヘッド
３１上部部材
３２下部部材
３４通気性部材
３８ガス滞留室
４５冷却液循環装置
５０第２オゾンガス生成装置
５２第１オゾンガス生成装置
５５排気装置
Ｋ基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ozone processing apparatus that blows a processing gas containing at least ozone onto a substrate surface such as a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate to remove a resist film formed on the substrate surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as the above-mentioned ozone treatment apparatus, one having a structure as shown in FIG. 11 is known. As shown in FIG. 11, the ozone treatment apparatus 100 includes a mounting table 101 on which a substrate K is mounted on an upper surface, and a predetermined distance above the mounting table 101 from the substrate K on the mounting table 101. It is configured to include the installed opposing plate 102 and a nozzle body 103 which is opened on the opposing surface of the opposing plate 102 facing the substrate K and is disposed above a central portion of the substrate K.
[0003]
The mounting table 101 has a built-in heater (not shown), and the nozzle body 103 is connected to an ozone gas generator (not shown).
[0004]
According to the ozone processing apparatus 100 configured as above, when the substrate K is appropriately mounted on the upper surface of the mounting table 101, the substrate K is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown), and the ozone gas generation is performed. A predetermined concentration of ozone gas (processing gas) generated by an apparatus (not shown) is discharged from the opening of the nozzle body 103 toward the upper surface of the central portion of the heated substrate K.
[0005]
The ejected ozone gas collides with the substrate K and forms an ozone gas layer flowing along the substrate K. In this flow, the ozone (O ₃ ) Is heated by the substrate K. Oxygen (O) is heated by such heating or by contact with the substrate K or the resist. ₂ ) And active oxygen (O ^* ). Then, the resist film formed on the surface of the substrate K becomes active oxygen (O ^* ) Is removed by a thermochemical reaction.
[0006]
The ozone gas flowing along the surface of the substrate K flows to the periphery of the substrate K and then flows out from the space between the substrate K and the opposing plate 102 as appropriate.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 12, the thickness of the resist film R formed on the surface of the substrate K is usually smaller at the peripheral portion of the substrate K than at the other portions (center portion) due to a problem in manufacturing. Tend to be thicker.
[0008]
Therefore, in the above-described conventional ozone treatment apparatus 100, the processing is naturally completed earlier in the central portion having a smaller film thickness than in the peripheral portion having a larger film thickness. Therefore, in order to completely remove the resist film at the peripheral portion using the conventional ozone treatment apparatus 100, it is necessary to lengthen the processing time and continue the process even after the resist film at the central portion is removed. There was a problem that efficient processing could not be performed.
[0009]
Further, if the ozone gas is continuously discharged from the nozzle body 103 for a long time, there is a disadvantage that the amount of the ozone gas used and ozone exhausted without reacting are increased.
[0010]
Further, the ozone gas discharged from the nozzle body 103 flows along the surface of the substrate K so as to spread around the opening, and the ozone concentration gradually decreases due to thermal decomposition in the flow. Therefore, the peripheral portion of the substrate K is treated with ozone gas having a lower ozone concentration than the central portion thereof, which also causes the peripheral portion of the substrate K to be inefficiently treated.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ozone treatment apparatus that can efficiently and uniformly treat the entire surface of a substrate.
[0012]
Means for Solving the Problems and Their Effects
The present invention for achieving the above object has a supporting means for supporting a substrate, a heating means for heating a substrate supported by the supporting means, and a heating means for heating the substrate supported by the supporting means. First discharging means for discharging a processing gas containing ozone toward a peripheral portion of the substrate surface, and second discharging means for discharging the processing gas toward a region other than the peripheral portion on the substrate surface; The processing gas is supplied to the first discharging means and the second discharging means, and the processing gas having a higher ozone concentration than the processing gas supplied to the second discharging means is supplied to the first discharging means. The present invention relates to an ozone treatment apparatus provided with a gas supply unit.
[0013]
According to this invention, first, the substrate is supported by the supporting means, and the substrate is heated by the heating means in the supported state. Then, a processing gas containing ozone is supplied from the gas supply means to each of the first discharge means and the second discharge means, and the processing gas is discharged from the first discharge means toward the peripheral portion of the substrate surface. , The processing gas is discharged toward a region other than the peripheral portion.
[0014]
Thus, the processing gas discharged from the first discharging unit and the second discharging unit collides with the substrate, respectively, and forms a processing gas layer flowing along the substrate. Ozone (O ₃ ) Is oxygen (O ₂ ) And active oxygen (O ^* ) And the resist film formed on the substrate surface becomes active oxygen (O ^* ) Is removed by a thermochemical reaction.
[0015]
Further, the ozone concentration of the processing gas supplied from the gas supply unit to the first discharge unit and the second discharge unit is smaller than the processing gas supplied to the second discharge unit. The gas has a higher concentration.
[0016]
As described above, the resist film formed on the substrate surface is generally thicker at the peripheral portion of the substrate than at the other portions. By blowing the gas, the peeling of the resist film at the peripheral portion is promoted, and as a result, the entire substrate surface can be treated in substantially the same time. In addition, in this manner, the amount of the processing gas used and the amount of ozone exhausted without being reacted can be reduced as compared with the related art.
[0017]
As described above, according to the ozone treatment apparatus of the present invention, the entire substrate surface can be treated efficiently and uniformly.
[0018]
The gas supply unit may adjust the supply amount of the processing gas such that a flow rate of the processing gas discharged from the first discharging unit is larger than a flow rate of the processing gas discharged from the second discharging unit. It may be configured to control. Also in this case, the large flow rate of the processing gas blown to the peripheral portion of the substrate promotes the peeling of the resist film at the peripheral portion, and the same effects as above can be obtained.
[0019]
In addition, the first discharge unit and the second discharge unit are each configured to have a housing-like member provided with a gas retention chamber having a predetermined internal volume that is disposed to face the substrate and that opens to the opposite surface, The opening is closed by a plate-shaped gas-permeable member having a large number of gas passages penetrating from front to back over the entire area, and the processing gas supplied from the gas supply means is filled in each of the gas retention chambers, and You may be comprised so that it may each be discharged | emitted through each ventilation path of a member.
[0020]
With this configuration, the processing gas is supplied from the gas supply unit to the gas storage chambers of the first discharge unit and the second discharge unit, and the gas passage of the gas permeable member provided at the lower opening of the gas storage room. When the internal pressure in the gas storage chamber increases and the pressure in the gas storage chamber becomes substantially equilibrium, the processing gas is discharged from the entire area of the gas-permeable member at a substantially uniform speed. Become so. That is, the processing gas supplied to the gas retaining chamber is discharged toward the substrate surface while being diffused at a substantially uniform speed by the gas permeable member.
[0021]
As described above, after the processing gas is supplied to and filled in the gas retaining chamber, the processing gas is discharged from the ventilation path formed over the entire area of the permeable member, so that the speed of the processing gas discharged from each ventilation path is reduced. It can be made substantially uniform over the entire area of the permeable member, and the substrate region facing the permeable member can be treated almost uniformly.
[0022]
The substrate is cooled by contacting the processing gas at a predetermined flow rate. However, if the speed of the processing gas to be discharged is uniform, the temperature of the substrate surface in contact with the substrate becomes uniform, and the surface temperature becomes uniform. It becomes. For this reason, the active oxygen generation efficiency becomes uniform, and in this sense, the substrate can be uniformly processed.
[0023]
In this case, it is preferable that the first discharging means and the second discharging means are as close to the substrate as possible, and the distance between the air-permeable member and the substrate is preferably 0.2 mm or more and 1.4 mm or less. . If the distance exceeds 1.4 mm, the time required for the discharged processing gas to reach the substrate surface becomes long, during which the ozone concentration decreases due to thermal decomposition or the processing gas diffuses into the atmosphere. This is because uniform and efficient processing cannot be performed. On the other hand, if the distance is less than 0.2 mm, there arises a problem that it is difficult for the processing gas to be exhausted from between the gas permeable member and the substrate, and a problem in manufacturing the device.
[0024]
Further, the substrate supported by the support unit and the first and second discharge units may be configured to be relatively moved in a direction along the surface of the substrate by an appropriate moving unit. .
[0025]
Preferred examples of the air-permeable member include a sintered body of stainless steel, a sintered body of zirconia, a sintered body of titanium and a sintered body of ceramic, a porous film of polytetrafluoroethylene, a wire mesh, Punching metal, nonwoven fabric made of metal, and the like can be given, but not limited thereto.
[0026]
Further, the heating temperature of the substrate is preferably in the range of 200 ° C to 500 ° C. Within this range, the impurities contained in the substrate can be evaporated at the same time as the above processing. Preferably, the processing gas contains 14% by weight or more of ozone, and ozone and TEOS (Tetraethyl orthosilicate, tetraethyl silicate, Si (C ₂ H ₅ O) ₄ ) May be used.
[0027]
The ozone treatment apparatus according to the present invention is mainly directed to removal of a resist film, but does not exclude application of the ozone treatment apparatus to formation of an oxide film on a substrate surface or its modification. .
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a bottom view in the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a second processing gas supply head according to the present embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view in the direction of arrows BB in FIG. FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views illustrating a schematic configuration of the first processing gas supply head according to the present embodiment.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 2, the ozone treatment apparatus 1 of the present embodiment is provided with a processing chamber 10 having a predetermined internal volume, and is disposed in the processing chamber 10, and a substrate K is placed on the upper surface thereof. A mounting table 15, a plurality of first processing gas supply heads (first discharge devices) 30 and a second processing gas disposed above the mounting table 15 so as to face the substrate K on the mounting table 15 A supply head (second ejection device) 20 and the like are provided.
[0030]
The processing chamber 10 is a casing having a predetermined internal volume closed by a lid 11, and gas inside the processing chamber 10 is evacuated through an exhaust pipe 56 penetrating and fixed to a side wall of the processing chamber 10. It is configured to be exhausted to the outside by 55. The pressure inside the processing chamber 10 is adjusted to 7 KPa or more (more preferably, 14 KPa or more) by the exhaust device 55 and to the pressure of the ozone gas supply source or less.
[0031]
The mounting table 15 has a built-in heater (not shown), and heats the substrate K mounted on the upper surface by the heater (not shown). The mounting table 15 can be moved up and down by an elevating device 16. The elevating device 16 includes an elevating rod 17 penetrating the bottom surface of the processing chamber 10. It supports 15 bottom surfaces. The elevating device 16 includes an electric cylinder, a pneumatic cylinder, and the like.
[0032]
On the bottom surface of the processing chamber 10, a plurality of support needles 12 each having a sharp tip and a temporary placement of the substrate K are provided upright at the front end. When the mounting table 15 is at the end position, the mounting table 15 is inserted into a through hole (not shown) formed in the mounting table 15 and its tip protrudes above the upper surface of the mounting table 15, while the mounting table 15 is at the rising end position. At some point, it can be withdrawn from the through hole (not shown).
[0033]
In this way, when the mounting table 15 is at the lower end position, and after the substrate K is temporarily placed on the support needle 12 and then the mounting table 15 is raised, the support needle 12 is moved relative to the mounting table 15. And the substrate K is mounted on the mounting table 15. The elevating device 16 moves the mounting table 15 such that when the mounting table 15 reaches the rising end position, the gap g between the lower surface of each of the permeable members 24 and 34 described later and the surface of the substrate K becomes a predetermined interval. 15 is raised to the raised end position.
[0034]
As shown in FIGS. 1 to 6, each of the first processing gas supply heads 30 is disposed above a peripheral portion of the substrate K, and each of the second processing gas supply heads 20 is disposed on a peripheral portion of the substrate K. The second processing gas supply heads 20 and the first processing gas supply heads 30 are respectively disposed above the region excluding the portions, and the first and second processing gas supply heads 30 and 20 are adjacent to each other. They are arranged on the same plane so as to form a gap S at a predetermined interval.
[0035]
Each of the second processing gas supply heads 20 and each of the first processing gas supply heads 30 are fixed to the block-shaped upper members 21 and 31 and the lower surfaces of the upper members 21 and 31 and open vertically. The housing-like lower members 22 and 32 having an internal space, and the openings 23 and 33 on the lower surface (the surface facing the substrate K) of the lower members 22 and 32 are closed with the openings 23 and 33. And the air-permeable members 24 and 34 provided in each of them.
[0036]
The upper surfaces of the upper members 21 and 31 of the second processing gas supply head 20 and the first processing gas supply head 30 are respectively fixed to the connecting member 40 and provided integrally therewith. The connecting member 40 is supported by a supporting member 41 disposed on the side wall of the processing chamber 10.
[0037]
Each of the air-permeable members 24 and 34 is a plate-shaped member having a large number of air passages penetrating vertically (front and back) over the entire area, and as described above, the lower openings 23 and 33 of the lower members 22 and 32 are formed. The lower members 23, 33 are fixed to the lower members 23, 33 so as to be closed, and the lower surface thereof faces the substrate K on the mounting table 15, and the lower surface of the gas permeable members 24, 34 as a whole has the lower surface of the substrate K. (Except for the portion corresponding to the gap S).
[0038]
As the air-permeable members 24 and 34, in addition to a sintered body of stainless steel, a sintered body of zirconia, a sintered body of titanium and a sintered body of ceramic, a porous film of polytetrafluoroethylene, a wire mesh, a punched metal, For example, when the air-permeable members 24 and 34 are made of a sintered body, the voids (pores) formed between the particles correspond to the air passages.
[0039]
The internal spaces of the lower members 22, 32, which are closed by the upper members 21, 31, and the permeable members 24, 34, function as gas retaining chambers 28, 38. The ozone gas generated by the ozone gas generator 52 is supplied and filled from the first ozone gas generator 52 through the pipe 53 and the ozone gas flow path 39 formed in each lower member 32, respectively. The ozone gas (processing gas) generated by the second ozone gas generation device 50 is supplied and filled from the second ozone gas generation device 50 via the pipe 51 and the ozone gas flow passage 29 formed in each upper member 21. You.
[0040]
Note that the ozone concentration of the ozone gas generated by the first ozone gas generator 52 is higher than the ozone gas generated by the second ozone gas generator 50. The positions where the ozone gas flow paths 39 are provided are slightly different depending on the positions where the first processing gas supply heads 30 are provided, as shown in FIGS. 2, 5 and 6. Here, FIG. 5 shows the first processing gas supply head 30 disposed in parallel with the second processing gas supply head 20, and FIG. 1 shows the first processing gas supply head 30 disposed in the first embodiment.
[0041]
Thus, the ozone gas supplied from the first and second ozone gas generators 52 and 50 to the gas storage chambers 38 and 28 via the pipes 53 and 51 and the ozone gas flow paths 39 and 29 is supplied to the respective gas storage chambers. The gas is discharged toward the peripheral portion of the surface of the substrate K and other regions through the ventilation paths of the permeable members 34 and 24 provided in the lower openings 33 and 23 of the gas storage chambers 38 and 28, respectively. When the internal pressure in each of the gas retaining chambers 38 and 28 is increased and the pressure in each of the gas retaining chambers 38 and 28 becomes substantially equilibrium, the ozone gas is discharged from the entire area of each of the permeable members 34 and 24 at a substantially uniform speed. Become.
[0042]
That is, the ozone gas supplied from the first ozone gas generator 52 to each gas retaining chamber 38 is discharged toward the peripheral edge of the surface of the substrate K in a state where it is diffused at a substantially uniform speed by each permeable member 34. 2 The ozone gas supplied from the ozone gas generator 50 to each gas retaining chamber 28 is discharged toward the region other than the peripheral portion of the surface of the substrate K in a state where it is diffused at a substantially uniform speed by each permeable member 24.
[0043]
Cooling liquid channels 27 and 37 are formed in the upper members 21 and 31, respectively. In each of the cooling liquid channels 27 and 37, pipes 46 and 37 connected to the cooling liquid circulating device 45 are provided. 47 are connected to each other, and the coolant is supplied from the coolant circulation device 45 to the coolant channels 27 and 37 via the pipe 46. Then, the supplied coolant flows through the coolant channels 27 and 37, and is returned to the coolant circulation device 45 via the pipe 47. Thus, the cooling liquid is circulated between the first and second processing gas supply heads 20 and 30 and the cooling liquid circulating device 45, and the first and second processing gas supply heads 20 and 30 are circulated by the cooling liquid. Is cooled, and the ozone gas supplied to and filled in each of the gas retaining chambers 28 and 38 is cooled.
[0044]
The positions where the cooling liquid flow paths 37 are provided are slightly different depending on the positions of the first processing gas supply heads 30 as shown in FIGS. 2, 5 and 6.
[0045]
According to the ozone treatment apparatus 1 of the present example configured as described above, first, the substrate K is placed on the support needle 12 by appropriate means. At this time, the mounting table 15 is located at the lower end. The coolant is supplied and circulated from the coolant circulation device 45 to each of the coolant channels 27 and 37, and the first process gas supply head 30 and the second process gas supply head 20 are cooled by the coolant. .
[0046]
Next, the pressure in the processing chamber 10 is adjusted to 7 KPa or more (more preferably, 14 KPa or more) by the exhaust device 55 and to the pressure of the supply source of the ozone gas (the first ozone gas generation device 52 and the second ozone gas generation device 50). .
[0047]
When the mounting table 15 is raised, the support needles 12 are relatively lowered with respect to the mounting table 15, and the substrate K is mounted on the upper surface of the mounting table 15, and the mounting table 15 reaches the rising end position. The distance g between the lower surface of each of the permeable members 24 and 34 and the surface of the substrate K is a predetermined distance. The substrate K mounted on the upper surface of the mounting table 15 is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown).
[0048]
Next, the ozone gas having the above concentration is supplied from the first and second ozone gas generators 52 and 50 to the first and second processing gas supply heads 30 and 20 via the pipes 53 and 51 and the respective ozone gas flow paths 39 and 29. The supplied ozone gas is supplied to the storage chambers 38 and 28, and the supplied ozone gas passes through the ventilation paths of the gas permeable members 34 and 24 provided in the gas storage chambers 38 and 28 and to the peripheral portion of the surface of the substrate K and other regions. Are discharged in a state of being diffused at a substantially uniform speed.
[0049]
As described above, the ozone concentration of the ozone gas generated by the first ozone gas generator 52 is higher than that of the ozone gas generated by the second ozone gas generator 50. , Ozone gas having a higher concentration than other regions is blown.
[0050]
The ozone gas discharged in this manner reaches the surface of the substrate K, and the ozone gas (O ₃ ) Is oxygen (O ₂ ) And active oxygen (O ^* ) And the resist film formed on the surface of the substrate K becomes active oxygen (O ^* ) Is removed by a thermochemical reaction.
[0051]
Then, the ozone gas after the reaction flows along the surface of the substrate K, and then appropriately flows out between the air permeable members 24 and 34 and the substrate K.
[0052]
As described above, in the resist film R formed on the surface of the substrate K, as shown in FIG. 12, the thickness of the peripheral portion of the substrate K is generally thicker than other portions, as shown in FIG. By spraying ozone gas having a high ozone concentration on the peripheral portion of the substrate K, the peeling of the resist film at the peripheral portion is promoted as compared with other regions, and as a result, the peripheral portion having a large thickness and the other regions are removed. Can be processed in substantially the same time. Further, by doing so, it is possible to reduce the amount of ozone gas used and ozone exhausted without being reacted as compared with the related art.
[0053]
Further, in the ozone treatment apparatus 1 of the present embodiment, after the ozone gas is supplied and filled into each of the gas retaining chambers 28 and 38, the ozone gas is discharged from the ventilation path formed over the entire area of each of the permeable members 24 and 34. The velocity of the ozone gas discharged from each ventilation path can be made substantially uniform over the entire area of each of the permeable members 24 and 34, and the region of the substrate K facing each of the permeable members 24 and 34 can be made substantially uniform. Can be processed.
[0054]
Further, the substrate K is cooled by contact with the ozone gas at a predetermined flow rate. However, if the velocity of the discharged ozone gas is uniform, the temperature of the surface of the substrate K in contact therewith becomes uniform, and the surface temperature becomes uniform. It becomes. For this reason, the active oxygen generation efficiency becomes uniform, and in this sense, the substrate K can be uniformly processed.
[0055]
The ozone gas discharged from each of the permeable members 24 and 34 and supplied to the surface of the substrate K flows along the surface of the substrate K and is exhausted from between the permeable members 24 and 34 and the substrate K. You. For this reason, the ozone gas supplied near the center of the processing region of the substrate K is easily replaced with the unreacted ozone gas supplied sequentially, and the vicinity of the center is processed by the ozone gas having a stable ozone concentration. In the peripheral part, the ozone gas after the reaction is hard to be replaced by the newly supplied unreacted ozone gas, and the mixture is in a mixed state, the ozone concentration is reduced, and the processing efficiency is reduced compared to the vicinity of the center. is there.
[0056]
Therefore, in the ozone treatment apparatus 1 of this example, a plurality of the first and second processing gas supply heads 20 and 30 each having a rectangular shape are connected to the gap S between the adjacent first and second processing gas supply heads 20 and 30. Are formed and arranged respectively. Thereby, the ozone gas after the reaction can be effectively exhausted from the gap S provided in the short side direction of each of the first and second processing gas supply heads 20 and 30, and the first and second processing gas can be effectively exhausted. The surface of the substrate K processed by the supply heads 20 and 30 can be processed substantially uniformly. Further, by arranging the plurality of first and second processing gas supply heads 20 and 30 in this manner, the processing area of the substrate K that can be processed at one time can be increased.
[0057]
At the time of ozone treatment, it is preferable that the first and second processing gas supply heads 20 and 30 be as close as possible to the substrate K. It is preferable that the interval g is 0.2 mm or more and 1.4 mm or less. When the distance g exceeds 1.4 mm, the time required for the discharged ozone gas to reach the surface of the substrate K becomes longer, and during that time, the ozone concentration decreases due to thermal decomposition or the ozone gas diffuses into the atmosphere. This is because uniform and efficient processing cannot be performed. On the other hand, if the distance g is less than 0.2 mm, problems such as difficulty in exhausting the ozone gas from between the air permeable members 24 and 34 and the substrate K and a problem in manufacturing the device arise.
[0058]
Further, since the ambient temperature in the processing chamber 10 becomes high by being heated by a heater (not shown), the first and second processing gas supply heads 20 and 30 are heated by the high temperature atmosphere and the like. However, since the first and second processing gas supply heads 20 and 30 are cooled by the cooling liquid flowing through the respective cooling liquid flow paths 27 and 37, the respective gas retaining chambers 28 and 30 are cooled. The ozone gas in 38 can be cooled by the cooling liquid, and the temperature can be maintained within a certain range. Thus, it is possible to prevent the ozone concentration in the ozone gas from decreasing.
[0059]
The heating temperature of the substrate K is preferably in the range of 200C to 500C. Within this range, the impurities contained in the substrate K can be evaporated at the same time as the above processing. The ozone gas preferably contains ozone of 14% by weight or more. Ozone and TEOS (Tetraethyl orthosilicate, tetraethyl silicate, Si (C ₂ H ₅ O) ₄ ) May be used.
[0060]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific aspect which this invention can take is not limited to this at all.
[0061]
For example, as shown in FIGS. 7 to 10, the ozone treatment apparatus 1 may be configured to perform the treatment while supporting and transporting the substrate K in a predetermined direction. FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a side view in the direction of arrow C in FIG. FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of a second processing gas supply head according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a first processing gas supply head according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a head. The same components as those of the ozone treatment apparatus 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0062]
The ozone treatment device 70 includes a transport roller 75 that supports the substrate K and transports the substrate K in a predetermined direction (the direction indicated by the arrow D in FIG. 7). And two second processing gases disposed at predetermined intervals along the transport direction so as to cover the entire width of the substrate K in a direction (the direction indicated by an arrow E in FIG. 7) that is opposed to the transport direction. The supply head 80 and two first process gas supply heads respectively disposed along the transport direction above the both side edges of the substrate K in a direction orthogonal to the transport direction so as to face the substrate K. 85, and a heater 78 disposed below the substrate K and heating the substrate K.
[0063]
Note that the transport roller 75, the first processing gas supply head 85, the second processing gas supply head 80, and the heater 78 are appropriately disposed in a processing chamber (not shown).
[0064]
A plurality of the transfer rollers 75 are disposed at predetermined intervals along the transfer direction, and both ends of the rotation shaft 76 are fixed to side walls of the processing chamber (not shown) as appropriate. It is rotatably supported by each supporting device (not shown). In addition, a flange 77a is formed on each of the rollers 77 located on both sides of the transport roller 75, and the flange 77a restricts the movement of the substrate K in the direction of arrow E.
[0065]
One end of the rotating shaft 76 is connected to a driving device (not shown). The driving device (not shown) causes the rotating shaft 76 to rotate about its axis, thereby rotating the transport roller 75. Then, the substrate K is transported in the transport direction.
[0066]
The first processing gas supply head 85 and the second processing gas supply head 80 are composed of upper members 31 and 21 in which coolant flow paths 37 and 27 are formed and lower members 32 in which ozone gas flow paths 39 and 29 'are formed. , 22 and the permeable members 34, 24, respectively, and are arranged so that the distance g between the lower surface of each permeable member 34, 24 and the surface of the substrate K is a predetermined distance. I have. The first and second processing gas supply heads 85 and 80 are supported by respective support members (not shown) appropriately fixed to the side walls of the processing chamber (not shown).
[0067]
As described above, each of the permeable members 24 is fixed to the lower member 23 so as to close the lower opening 23 of the lower member 22, and the lower surface thereof is supported and transported by the transport roller 75. Each of the air-permeable members 34 is fixed to the lower member 33 so as to close the lower opening 33 of the lower member 32, as described above, while opposing the entire width in the direction indicated by the arrow E in FIG. The lower surface thereof faces both ends (peripheral edge) of the substrate K in the direction of arrow E.
[0068]
According to the ozone treatment apparatus 70 configured as described above, since the above-described processing can be performed while the substrate K is transported by the transport roller 75, the processing can be continuously performed.
[0069]
Further, in the ozone treatment apparatuses 1 and 70 of the above example, the ozone concentration of the ozone gas supplied to the first processing gas supply heads 30 and 85 is higher than that of the ozone gas supplied to the second processing gas supply heads 20 and 80. However, the ozone gas supplied to the first processing gas supply heads 30, 85 and the ozone gas supplied to the second processing gas supply heads 20, 80 are set to the same concentration and supplied to the first processing gas supply heads 30, 85. The flow rate of the ozone gas supplied to the second processing gas supply heads 20 and 80 may be larger than the flow rate of the ozone gas supplied to the second processing gas supply heads 20 and 80. Even in this case, the same effect as above can be obtained.
[0070]
Further, in the ozone treatment apparatus 70 of the above example, the substrate K and the first and second processing gas supply heads 85 and 80 are relatively moved by transporting the substrate K by the transport roller 75. The first and second processing gas supply heads 85 and 80 are appropriately moved in a direction along the surface of the substrate K with respect to the substrate K appropriately supported by the supporting device. And the first and second processing gas supply heads 85 and 80 may be configured to move relative to each other.
[0071]
The form of each of the processing gas supply heads 20, 30, 80, 85 is not limited to the above example.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a second processing gas supply head according to the embodiment.
FIG. 4 is a sectional view in the direction of arrows BB in FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a first processing gas supply head according to the embodiment.
FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a first processing gas supply head according to the embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a side view in the direction of arrow C in FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a second processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of a first processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to a conventional example.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the thickness of a resist film formed on a substrate.
[Explanation of symbols]
1 Ozone treatment equipment
10 Processing chamber
15 Mounting table
16 Lifting device
20 Second process gas supply head
21 Upper member
22 Lower member
24 breathable members
28 Gas retention chamber
30 1st processing gas supply head
31 Upper member
32 Lower member
34 breathable material
38 Gas retention chamber
45 Coolant circulation device
50 Second ozone gas generator
52 first ozone gas generator
55 Exhaust system
K board

Claims

基板を支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板を加熱する加熱手段と、
前記支持手段によって支持された基板の上方に配設され、該基板表面の周縁部に向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する第１吐出手段、及び前記基板表面の前記周縁部以外の領域に向けて前記処理ガスを吐出する第２吐出手段と、
前記第１吐出手段及び第２吐出手段に前記処理ガスを供給するとともに、前記第２吐出手段に供給する処理ガスに比べて高オゾン濃度の処理ガスを前記第１吐出手段に供給するように構成された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。Support means for supporting the substrate,
Heating means for heating the substrate supported by the support means,
A first discharge unit that is disposed above the substrate supported by the support unit and discharges a processing gas containing ozone toward a peripheral portion of the substrate surface; and a region other than the peripheral portion of the substrate surface. Second discharging means for discharging the processing gas toward
The processing gas is supplied to the first discharging means and the second discharging means, and a processing gas having a higher ozone concentration than the processing gas supplied to the second discharging means is supplied to the first discharging means. An ozone treatment apparatus characterized by comprising a gas supply means provided.

基板を支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された基板を加熱する加熱手段と、
前記支持手段によって支持された基板の上方に配設され、該基板表面の周縁部に向けてオゾンを含んだ処理ガスを吐出する第１吐出手段、及び前記基板表面の前記周縁部以外の領域に向けて前記処理ガスを吐出する第２吐出手段と、
前記第１吐出手段及び第２吐出手段に前記処理ガスを供給するとともに、前記第１吐出手段から吐出される処理ガスの流量が前記第２吐出手段から吐出される処理ガスの流量に比べて多くなるように、前記処理ガスの供給量を制御す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。Support means for supporting the substrate,
Heating means for heating the substrate supported by the support means,
A first discharge unit that is disposed above the substrate supported by the support unit and discharges a processing gas containing ozone toward a peripheral portion of the substrate surface; and a region other than the peripheral portion of the substrate surface. Second discharging means for discharging the processing gas toward
The processing gas is supplied to the first discharging means and the second discharging means, and the flow rate of the processing gas discharged from the first discharging means is larger than the flow rate of the processing gas discharged from the second discharging means. A gas supply means for controlling a supply amount of the processing gas.

前記第１吐出手段及び第２吐出手段と前記支持手段によって支持された基板とを、該基板の表面に沿った方向に相対移動させる移動手段を更に設けて構成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。2. The apparatus according to claim 1, further comprising moving means for relatively moving the first and second discharging means and the substrate supported by the supporting means in a direction along a surface of the substrate. Or the ozone treatment apparatus according to 2.

前記第１吐出手段及び第２吐出手段は、それぞれ前記基板と対向配置され、且つ該対向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、前記ガス供給手段から供給された処理ガスが前記各ガス滞留室に充填され、前記各通気性部材の各通気路を通ってそれぞれ吐出されるように構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかのオゾン処理装置。The first discharge means and the second discharge means are each formed of a housing-like member provided with a gas retention chamber having a predetermined internal volume opened to the facing surface and opposed to the substrate, and Portion is closed by a plate-shaped gas-permeable member having a large number of gas passages penetrating from front to back over the entire area, the processing gas supplied from the gas supply means is filled in each of the gas retention chambers, The ozone treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the ozone treatment apparatus is configured to be discharged through each ventilation path.

前記第１吐出手段及び第２吐出手段を、これらの各通気性部材と前記基板との間の間隔が０．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下となるようにそれぞれ配設したことを特徴とする請求項４記載のオゾン処理装置。The said 1st discharge means and the 2nd discharge means were each arrange | positioned so that the space | interval between each of these air-permeable members and the said board | substrate might be set to 0.2 mm or more and 1.4 mm or less. 5. The ozone treatment apparatus according to 4.