JP4382190B2 - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Description
【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)
Claims (5)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
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