JP2000216127A - Apparatus and method for treating substrate with ultraviolet irradiation - Google Patents
Apparatus and method for treating substrate with ultraviolet irradiationInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの透明
基板、半導体ウエハ、磁気ディスク基板、光ディスク基
板等の表面に紫外線を照射して、洗浄,エッチング等の
処理を行う紫外線照射による基板処理装置及び処理方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus for irradiating a surface of a transparent substrate of a liquid crystal panel, a semiconductor wafer, a magnetic disk substrate, an optical disk substrate or the like with ultraviolet rays to perform processing such as cleaning and etching. And a processing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、液晶パネルを構成するガラス等
の透明基板を構成するTFT基板には、その表面に成膜
手段により透明電極等のパターンが形成される。このよ
うな基板の製造工程においては、洗浄やエッチング等の
処理が行われるが、これらの処理方式としては、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、紫外線を照射することによりドライプロセスでも、
洗浄やエッチング等の処理が行われるようになってきて
いる。2. Description of the Related Art For example, a pattern such as a transparent electrode is formed on a surface of a TFT substrate constituting a transparent substrate such as glass constituting a liquid crystal panel by a film forming means. In the manufacturing process of such a substrate, processes such as cleaning and etching are performed, and these processes are generally performed by a wet process system in which a predetermined processing solution is applied or sprayed. . However, in recent years, even in a dry process by irradiating ultraviolet rays,
Processing such as cleaning and etching has been performed.
【0003】例えば、特開平5−224167号公報に
おいては、液晶パネルのガラス基板の洗浄方法として、
洗浄液を用いたウエットプロセスを行うに先立って、基
板に紫外線を照射することによって、より効率的な洗浄
を行えるようにしたものが開示されている。つまり、こ
の公知の洗浄方法では、洗浄液を噴射して基板を洗浄す
る前工程として、基板の表面に低圧水銀ランプからの紫
外線を照射することによって、基板の表面に付着してい
る有機物を化学的に除去すると共に、この表面の濡れ性
を改善して、つまり接触角が小さくなることにより、シ
ャワー等による洗浄時に無機物の汚れを効率的に取り除
くことができるようにしている。ここで、低圧水銀ラン
プから照射される紫外線は、その波長が概略185nm
及び254nmにピークを持つものであり、このような
ピーク波長特性を有するものであり、この紫外線により
基板表面に付着した有機物を除去することができる。こ
の有機物洗浄のメカニズムとしては、紫外線の照射エネ
ルギで有機物を構成する化学結合を分解することにより
低分子化させると共に活性化させる。また、これと同時
に、空気中の酸素が紫外線を吸収することによりオゾン
が発生することになり、さらにこのオゾンが活性酸素に
変換されることから、活性化した有機汚損物は、この活
性酸素との酸化分解反応により最終的にはCOXH
2O,NOX等の揮発物質に変換されて空気中に放出さ
れるようにして除去される。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-224167 discloses a method for cleaning a glass substrate of a liquid crystal panel.
Prior to performing a wet process using a cleaning liquid, an apparatus is disclosed in which a substrate is irradiated with ultraviolet rays so that more efficient cleaning can be performed. That is, in this known cleaning method, as a pre-process of cleaning the substrate by spraying the cleaning liquid, the surface of the substrate is irradiated with ultraviolet rays from a low-pressure mercury lamp to chemically remove organic substances attached to the surface of the substrate. In addition, by improving the wettability of the surface, that is, by reducing the contact angle, inorganic dirt can be efficiently removed at the time of washing with a shower or the like. Here, the ultraviolet light emitted from the low-pressure mercury lamp has a wavelength of approximately 185 nm.
And has a peak at 254 nm, and has such a peak wavelength characteristic, and the organic substances attached to the substrate surface can be removed by the ultraviolet light. As a mechanism of this organic substance cleaning, the chemical bond constituting the organic substance is decomposed by the irradiation energy of the ultraviolet ray to lower the molecular weight and activate the organic substance. At the same time, oxygen in the air absorbs ultraviolet rays to generate ozone, and this ozone is converted into active oxygen. CO X H
It is converted to volatile substances such as 2 O and NO X and released into the air to be removed.
【0004】ところで、低圧水銀ランプから照射される
紫外線の波長は短波長側で185nmであるので、基板
に付着している有機物であっても、2重結合等のように
化学結合エネルギーの強いものを分解できない場合があ
る。従って、基板をより完全に洗浄するには、さらに短
い波長の紫外線を照射しなければならない。Since the wavelength of ultraviolet light emitted from a low-pressure mercury lamp is 185 nm on the short wavelength side, even organic substances adhered to a substrate having a strong chemical bond energy such as a double bond. May not be disassembled. Therefore, in order to clean the substrate more completely, ultraviolet rays having a shorter wavelength must be irradiated.
【0005】以上の点を考慮して、特開平6−3121
30号公報において、誘電体バリア放電エキシマランプ
(以下、単にエキシマランプという)からの紫外線を基
板表面に照射して、ドライ洗浄を行う方式が提案されて
いる。In consideration of the above points, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-3121
Japanese Patent No. 30 proposes a method of performing dry cleaning by irradiating ultraviolet rays from a dielectric barrier discharge excimer lamp (hereinafter simply referred to as an excimer lamp) to the substrate surface.
【0006】エキシマランプは、石英ガラス製の内側管
と外側管との間に、エキシマ分子を発生させて紫外線発
光を行わせるものである。このために、キセノンあるい
はアルゴンと塩素との混合ガスを含む放電ガスを内側
管,外側管間に封入ししておき、内側管の内面には反射
板を兼ねる電極を設け、また外側管の外面には、例えば
金属の金網等から構成され、光が透過可能な電極を設け
たものから構成される。そして、これら両電極間に交流
電流を流すことによって、エキシマ発光による短波長の
紫外線を照射させる。ここで、放電ガスとしてキセノン
(Xe)ガスを封入したエキシマランプでは、その放射
紫外線は172nmの短波長の単色光となり、この短波
長の紫外線は、有機物に対する分解能力が高く、しかも
多量の活性酸素を迅速かつ効率的に発生させることか
ら、基板のドライ洗浄等を行うに当って、極めて有利で
ある。なお、以下の説明においては、低圧水銀ランプか
ら照射される紫外線とエキシマランプから照射される短
波長の紫外線とを区別するために、前者をUV、後者を
VUVを呼ぶ。An excimer lamp emits ultraviolet light by generating excimer molecules between an inner tube and an outer tube made of quartz glass. To this end, a discharge gas containing xenon or a mixed gas of argon and chlorine is sealed between the inner tube and the outer tube, and an electrode serving as a reflector is provided on the inner surface of the inner tube, and the outer surface of the outer tube is provided. Is made of, for example, a metal wire mesh, and is provided with an electrode through which light can pass. Then, by passing an alternating current between these two electrodes, short-wavelength ultraviolet light is emitted by excimer light emission. Here, in an excimer lamp in which xenon (Xe) gas is sealed as a discharge gas, the emitted ultraviolet light is monochromatic light having a short wavelength of 172 nm. Is quickly and efficiently generated, which is extremely advantageous in performing dry cleaning of a substrate or the like. In the following description, the former is referred to as UV, and the latter is referred to as VUV in order to distinguish between ultraviolet light emitted from a low-pressure mercury lamp and short-wavelength ultraviolet light emitted from an excimer lamp.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、エキシマラ
ンプから照射されるVUVは、低圧水銀ランプによる1
85nm,285nmの波長のUVと比較すると、空気
中での減衰率が極めて高く、ランプから5mm離れた位
置では、VUVは概略80%程度が減衰してしまう。こ
のエネルギロスを抑制するには、ランプからの距離が3
mm(この距離での減衰率は40%程度)以下の位置に
基板を配置しなければならない。そして、ランプの組み
付け誤差等を考慮に入れれば、実際には基板をランプに
対して1mm前後の位置に配置しなければならず、基板
の位置決め機構が極めて複雑になり、しかもランプと基
板との距離をあまり近接させると、その間において部分
的に微小な距離の差があっても、照射光が不均一になる
ことから、洗浄むらが発生する等という問題点もある。By the way, the VUV emitted from the excimer lamp is one of the low-pressure mercury lamps.
Compared to UV with wavelengths of 85 nm and 285 nm, the attenuation factor in air is extremely high, and at a position 5 mm away from the lamp, VUV is attenuated by about 80%. To suppress this energy loss, the distance from the lamp must be 3
mm (the attenuation factor at this distance is about 40%) or less. In consideration of the mounting error of the lamp and the like, the substrate must be actually arranged at a position of about 1 mm with respect to the lamp, and the positioning mechanism of the substrate becomes extremely complicated. If the distances are too close, there is also a problem that even if there is a slight difference in the distance between the distances, the irradiation light becomes non-uniform, causing uneven cleaning.
【0008】ところで、前述したエキシマランプから照
射される紫外線、VUVは、例えば窒素ガス(N2ガ
ス)等の不活性ガス雰囲気下では殆ど減衰しない。従っ
て、エキシマランプを密閉したランプハウス内に配置し
て、このランプハウス内を不活性ガス雰囲気に保持すれ
ば、VUVの減衰を抑制できる。ただし、基板の表面側
にはオゾン及び活性酸素を発生させる必要がある。この
ために、ランプハウスを密閉すると共に、その基板と対
面する側の面にVUVを出射させる窓を設けて、この窓
からVUVを基板に向けて照射するように構成すれば、
VUVの減衰を抑制できる。このように構成すれば、ラ
ンプハウスの窓と基板との間の間隔を微細に調整できる
ことから、この窓と基板との間に活性酸素の生成に必要
な空間乃至隙間を形成することができる。また、ランプ
ハウス内でのエキシマランプの配設位置によっては、窓
から均一な光量のVUVを照射させるようにランプを配
置することができるので、均一で効率的な洗浄を行うこ
とができる。By the way, ultraviolet rays and VUV emitted from the above-mentioned excimer lamp hardly attenuate under an inert gas atmosphere such as nitrogen gas (N 2 gas). Therefore, if the excimer lamp is arranged in a sealed lamp house and the inside of the lamp house is kept in an inert gas atmosphere, attenuation of VUV can be suppressed. However, it is necessary to generate ozone and active oxygen on the surface side of the substrate. To this end, if the lamp house is hermetically sealed, and a window for emitting VUV is provided on the surface facing the substrate, and the window is configured to emit VUV toward the substrate,
VUV attenuation can be suppressed. According to this structure, the space between the window of the lamp house and the substrate can be finely adjusted, so that a space or a gap required for generating active oxygen can be formed between the window and the substrate. In addition, depending on the arrangement position of the excimer lamp in the lamp house, the lamp can be arranged so as to irradiate a uniform amount of VUV from the window, so that uniform and efficient cleaning can be performed.
【0009】ここで、ランプハウスに設けられる窓は、
当然、VUVに対する高い透過率を有する素材で構成さ
れなければならない。VUVの透過率の高い部材として
は、例えばスプラジル(信越石英株式会社の商品名)等
の合成石英ガラスがある。しかしながら、この種の合成
石英ガラスは高価なものであり、この合成石英ガラス製
の窓を介してVUVを照射すると、このガラスが早期に
劣化して失透する等、その寿命が短いことから、窓を構
成する石英ガラスは交換部品として頻繁に交換しなけれ
ばならず、このために装置のランニングコストが極めて
高いものになってしまう。また、たとえ透過率は高いと
は言え、窓を介してVUVを照射することから、なおV
UVの照射効率が低下するという問題点もある。Here, the windows provided in the lamp house are:
Naturally, it must be made of a material having a high transmittance for VUV. As a member having a high VUV transmittance, for example, there is synthetic quartz glass such as Sprazil (trade name of Shin-Etsu Quartz Co., Ltd.). However, this kind of synthetic quartz glass is expensive, and when irradiated with VUV through a window made of this synthetic quartz glass, the glass deteriorates early and is devitrified, and its life is short. Quartz glass constituting the window must be frequently replaced as a replacement part, which results in an extremely high running cost of the apparatus. Even though the transmittance is high, since VUV is radiated through the window,
There is also a problem that the UV irradiation efficiency is reduced.
【0010】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、エキシマランプが装
着されるランプハウスを密閉しないでも、被処理用の基
板の表面に短波長の紫外線をより効率的に照射できるよ
うにすることにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a light source having a short wavelength on the surface of a substrate to be processed without sealing a lamp house in which an excimer lamp is mounted. An object of the present invention is to make it possible to irradiate ultraviolet rays more efficiently.
【0011】[0011]
【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、本発明の紫外線照射による基板処理装置として
は、被処理用の基板の表面に対面する側が開口したラン
プハウスと、このランプハウス内に装着したエキシマラ
ンプと、前記ランプハウス内に不活性ガスを加圧状態に
して供給する不活性ガス供給部と、前記基板の表面に対
して所定角度から含酸素ガスを供給して、この基板の表
面に所定の厚みの酸素を含んだガス層を形成するための
含酸素ガス導入部とを備える構成としたこをその特徴と
するものである。In order to achieve the above-mentioned object, a substrate processing apparatus using ultraviolet irradiation according to the present invention includes a lamp house having an opening on a side facing a surface of a substrate to be processed; An excimer lamp mounted therein, an inert gas supply unit for supplying an inert gas to the lamp house in a pressurized state, and an oxygen-containing gas supplied from a predetermined angle to the surface of the substrate. An oxygen-containing gas introducing portion for forming a gas layer containing oxygen of a predetermined thickness on the surface of the substrate is provided.
【0012】ここで、含酸素ガス導入部から供給される
含酸素ガスとしては空気を用いることができ、空気とし
てはドライエア、特に塵埃等も含まないクリーンエアと
するのが望ましい。また、ドライエアとオゾンとの混合
ガスを用いることができ、オゾンを含ませると、活性酸
素がより効率的に生成されるだけでなく、オゾンを含む
ガスは比重が大きいことから、整流状態のガス層がより
確実に形成される。被処理用の基板は静止させた状態で
処理することもできるが、搬送手段により搬送する間に
処理を行う場合には、含酸素ガス導入部からは、基板の
表面に対して、その搬送方向前方に向けて含酸素ガスを
供給する構成とするのが、ガス層を整流状態にして形成
する上でさらに望ましい。エキシマランプとしては、誘
電体バリア放電エキシマランプや、RF放電エキシマラ
ンプ等があり、これらいずれのものを用いても良いが、
例えば誘電体バリア放電エキシマランプを用い、その放
電ガスとしてキセノンガスを封入すると、このエキシマ
ランプから照射される紫外線の波長は172nmとな
る。Here, air can be used as the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas introduction section, and the air is desirably dry air, particularly clean air containing no dust. In addition, a mixed gas of dry air and ozone can be used. When ozone is contained, not only is active oxygen generated more efficiently, but also gas containing ozone has a large specific gravity, so that gas in a rectified state can be used. The layer is formed more reliably. The substrate to be processed can be processed in a stationary state. However, if the processing is performed while the substrate is being transported by the transporting means, the oxygen-containing gas introduction unit moves the substrate in the transport direction with respect to the surface of the substrate. It is more preferable that the oxygen-containing gas is supplied to the front in order to form the gas layer in a rectified state. Examples of the excimer lamp include a dielectric barrier discharge excimer lamp and an RF discharge excimer lamp, and any of these may be used.
For example, when a dielectric barrier discharge excimer lamp is used and xenon gas is sealed as the discharge gas, the wavelength of the ultraviolet light emitted from the excimer lamp becomes 172 nm.
【0013】また、本発明の基板処理方法としては、一
端が開口したランプハウス内に設けたエキシマランプか
らの照射光を、この開口部を介して基板の表面に照射さ
せる間に、前記ランプハウス内には不活性ガスを加圧状
態で充満させると共に、この基板の表面上に所定厚みの
含酸素ガス層を形成することをその特徴とするものであ
る。Further, according to the substrate processing method of the present invention, the lamp house may be irradiated with light from an excimer lamp provided in a lamp house having one end opened through the opening. The inside of the substrate is filled with an inert gas in a pressurized state, and an oxygen-containing gas layer having a predetermined thickness is formed on the surface of the substrate.
【0014】[0014]
【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エキシマランプの概略構
成を示す。図中において、1はエキシマランプを示し、
このエキシマランプ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とからなり、円環状の石英ガラ
ス管4を有し、この石英ガラス管4の内部は密閉された
放電空間5となっている。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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIGS. 1 and 2 show a schematic configuration of an excimer lamp used in the substrate processing apparatus of the present invention. In the figure, 1 indicates an excimer lamp,
The excimer lamp 1 includes an inner tube portion 2 and an outer tube portion 3 integrally formed of quartz glass, has an annular quartz glass tube 4, and the inside of the quartz glass tube 4 is a sealed discharge tube. It is space 5. A metal electrode 6 made of a cylindrical metal plate is provided inside the inner tube 2 so as to be fixed to the inner tube 2. A wire mesh electrode 7 is provided on the outer peripheral surface of the outer tube portion 3. An AC power supply 8 is connected between the metal electrode 6 and the wire mesh electrode 7. further,
The inside of the inner tube portion 2 is used as a passage for a cooling fluid (for example, cooling water) for cooling the metal electrode 6.
【0015】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、エキシマ
状態となる。そして、このエキシマ状態から基底状態に
戻る際に、エキシマ発光が生じる。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)ガスを用いることによっ
て、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、この短波長の紫外線、
つまりVUV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。A discharge gas is sealed in the quartz glass tube 4. When a high AC voltage is applied between the metal electrode 6 and the wire mesh electrode 7, a dielectric gas between the inner tube portion 2 and the outer tube portion 3 is generated. Discharge plasma (dielectric barrier discharge) is generated between the bodies, and atoms of the discharge gas are excited by the discharge plasma to be in an excimer state. Then, when returning from the excimer state to the ground state, excimer light emission occurs. The emission spectrum at this time differs depending on the discharge gas sealed in the quartz glass tube 4. However, the use of xenon (Xe) gas results in emission of monochromatic light having a center wavelength of 172 nm.
If argon (Ar) gas is used as the discharge gas, the center of the emission wavelength is 126 nm. The metal electrode 6 functions as a reflector, and the wire mesh electrode 7 functions substantially as a transparent electrode.
That is, VUV is irradiated from the outer tube 3 side. In this case, the filling pressure of the xenon gas is, for example, 350 Torr.
Degree.
【0016】次に、以上のエキシマランプ1を用いて、
例えば液晶表示パネルを構成する透明基板の洗浄装置の
概略構成を図3に示す。同図において、10は被洗浄用
の基板であり、この基板10はコンベア等からなる搬送
手段に設けた搬送基台11により同図に矢印方向に走行
される。ここで、搬送基台11は、図示は省略するが、
少なくとも基板10の高さ位置を調整できるようになっ
ている。Next, using the above excimer lamp 1,
For example, FIG. 3 shows a schematic configuration of a transparent substrate cleaning apparatus constituting a liquid crystal display panel. In the figure, reference numeral 10 denotes a substrate to be cleaned, and the substrate 10 is moved in a direction indicated by an arrow in the figure by a transfer base 11 provided on a transfer means such as a conveyor. Here, the transport base 11 is omitted from the illustration,
At least the height position of the substrate 10 can be adjusted.
【0017】12はランプハウスであり、このランプハ
ウス12は下端が開口した容器からなり、内部にはエキ
シマランプ1が設けられている。ここで、ランプハウス
12の下端部は基板10の表面に対して非接触状態で対
面しており、搬送基台11により搬送される基板10の
高さを調整することによって、その表面とランプハウス
12との隙間が制御される。ランプハウス12には、そ
の上部に不活性ガスとしての窒素ガス(N2ガス)を供
給する窒素ガス供給管13が接続されており、また基板
10の走行方向の上流側の位置には、例えばオゾンガス
を含むドライエア等からなる含酸素ガスを導入する含酸
素ガス導入通路14が接続されている。ここで、含酸素
ガス導入通路14は、基板10の表面に対して浅い角
度、例えば5〜45°程度で含酸素ガスを導入する構成
としており、かつそのランプハウス12内への開口位置
は、基板10に対して極めて近接した位置となってい
る。Reference numeral 12 denotes a lamp house. The lamp house 12 is formed of a container having an open lower end, and an excimer lamp 1 is provided therein. Here, the lower end of the lamp house 12 faces the surface of the substrate 10 in a non-contact state, and by adjusting the height of the substrate 10 transferred by the transfer base 11, the surface and the lamp house 12 are adjusted. 12 is controlled. A nitrogen gas supply pipe 13 for supplying a nitrogen gas (N 2 gas) as an inert gas is connected to an upper portion of the lamp house 12. An oxygen-containing gas introduction passage 14 for introducing an oxygen-containing gas such as dry air containing ozone gas is connected. Here, the oxygen-containing gas introduction passage 14 is configured to introduce the oxygen-containing gas at a shallow angle with respect to the surface of the substrate 10, for example, about 5 to 45 °, and the opening position into the lamp house 12 is The position is extremely close to the substrate 10.
【0018】以上のように構成することによって、エキ
シマランプ1を点灯させたランプハウス12の内部に窒
素ガスを充満させた状態となし、基板10を搬送基台1
1により搬送させて、このランプハウス12を通過する
際に、含酸素ガス導入通路14から含酸素ガスを供給す
る。これによって、エキシマランプ1から照射されるV
UVにより搬送中の基板10の表面に付着する有機物質
からなる汚損物が分解され、かつ活性酸素の生成により
分解された有機物は揮発物質に変換される。この揮発物
質は、基板10の走行方向の前方に向けての含酸素ガス
及び窒素ガスの流れにより、ランプハウス12と基板1
0との間の隙間等から外部に放出される。これによっ
て、基板10の表面ドライ洗浄が行われ、しかも基板1
0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。従って、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。With the above configuration, the interior of the lamp house 12 in which the excimer lamp 1 is turned on is filled with nitrogen gas, and the substrate 10 is transferred to the transfer base 1.
The oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas introduction passage 14 while being conveyed by the lamp 1 and passing through the lamp house 12. As a result, V emitted from the excimer lamp 1
UV contaminants made of organic substances adhering to the surface of the substrate 10 being transported are decomposed, and the decomposed organic substances are converted into volatile substances by generation of active oxygen. This volatile substance is generated by the flow of the oxygen-containing gas and the nitrogen gas toward the front in the traveling direction of the substrate 10, and the lamp house 12 and the substrate 1
It is released to the outside through a gap between the two. As a result, the surface of the substrate 10 is dry-cleaned, and
The contact angle on the surface of No. 0 is reduced, and the wettability is improved. Therefore, if shower cleaning etc. are performed in the subsequent process,
Inorganic contaminants adhering to the substrate 10 can be easily and completely removed, and the substrate 10 can be cleaned in an extremely clean state.
【0019】既に説明したように、エキシマランプ1と
基板10との間には、酸素が存在する必要はあるが、多
量の酸素が存在すると、VUVが著しく減衰することか
ら、その間の間隔を微小なものとしなければならない。
ただし、VUVは酸素を含まない窒素ガス雰囲気下では
減衰が抑制されるから、エキシマランプ1と基板10と
の間において、基板10の表面側に含酸素ガス層GLを
形成し、かつランプハウス12内においては窒素ガスを
充満させている。つまり、エキシマランプ1と基板10
との間を区画する窓等を設けなくても、所定の厚みの含
酸素ガス層GL以外は確実に酸素を含まない窒素ガス雰
囲気状態に保持され。従って、この含酸素ガス層GLの
厚みを所望の寸法に設定することによって、エキシマラ
ンプ1から照射されたVUVは、基板10から有機物質
を取り除くのに必要な化学結合の分解機能と、活性酸素
を生成する機能との双方の機能を十分発揮させることが
できる状態に保持される。As described above, oxygen needs to be present between the excimer lamp 1 and the substrate 10, but if a large amount of oxygen is present, the VUV is significantly attenuated. Must be done.
However, since the attenuation of VUV is suppressed in a nitrogen gas atmosphere containing no oxygen, an oxygen-containing gas layer GL is formed between the excimer lamp 1 and the substrate 10 on the surface side of the substrate 10 and the lamp house 12 The inside is filled with nitrogen gas. That is, the excimer lamp 1 and the substrate 10
Even without providing a window or the like for partitioning between them, the nitrogen gas atmosphere state containing no oxygen is reliably maintained except for the oxygen-containing gas layer GL having a predetermined thickness. Therefore, by setting the thickness of the oxygen-containing gas layer GL to a desired size, the VUV radiated from the excimer lamp 1 has a function of decomposing chemical bonds required for removing organic substances from the substrate 10 and a function of active oxygen. Is maintained in a state in which both functions of generating the
【0020】而して、ガスを壁面に対して斜め方向から
供給すると、この壁面に沿ったガス流が形成され、特に
壁面が移動するようになっていると、その移動方向の前
方に向けてガスを流せば、極めて安定した層流として流
れることになる。ランプハウス12内において、含酸素
ガス導入通路14から含酸素ガスを基板10の表面に向
けて浅い角度で導入することによって、この基板10の
表面に沿った含酸素ガスの層流、つまり含酸素ガス層G
Lを形成している。しかも、ランプハウス12内を窒素
ガスによりある程度加圧状態にすることによって、含酸
素ガス層GLに対して押圧力が作用することから、さら
に層流化が促進される。また、含酸素ガスとして、ドラ
イエアに加えて、比重の大きいオゾンガスを混合させる
と、含酸素ガスの基板10への密着性がさらに良好にな
る。従って、含酸素ガス導入通路14の基板10に対す
る角度や、窒素ガス供給管13から供給される窒素ガス
の流量及び圧力、基板10の搬送速度や、ランプハウス
12と基板10との隙間等を管理すれば、含酸素ガス層
GLの厚みを任意に制御できる。When the gas is supplied obliquely to the wall surface, a gas flow is formed along the wall surface. In particular, when the wall surface moves, the gas flows toward the front in the moving direction. If the gas flows, it will flow as a very stable laminar flow. In the lamp house 12, the oxygen-containing gas is introduced from the oxygen-containing gas introduction passage 14 at a shallow angle toward the surface of the substrate 10, so that the laminar flow of the oxygen-containing gas along the surface of the substrate 10, that is, the oxygen-containing gas, Gas layer G
L is formed. In addition, when the lamp house 12 is pressurized to some extent by the nitrogen gas, a pressing force acts on the oxygen-containing gas layer GL, so that laminar flow is further promoted. Further, when an ozone gas having a large specific gravity is mixed as the oxygen-containing gas in addition to the dry air, the adhesion of the oxygen-containing gas to the substrate 10 is further improved. Therefore, the angle of the oxygen-containing gas introduction passage 14 with respect to the substrate 10, the flow rate and pressure of the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply pipe 13, the transport speed of the substrate 10, the gap between the lamp house 12 and the substrate 10, and the like are managed. Then, the thickness of the oxygen-containing gas layer GL can be arbitrarily controlled.
【0021】また、ランプハウス12内において、エキ
シマランプ1を基板10から離間させても、VUVが格
別減衰する訳ではないので、エキシマランプ1を基板1
0からある程度離すことによって、むらのない均一な洗
浄が可能になる。しかも、エキシマランプ1と基板10
との間に石英ガラスの窓等を介在させる必要がないの
で、さらにVUVの減衰が抑制でき、洗浄効率をより向
上させると共に、安価な装置として構成できる。Further, even if the excimer lamp 1 is separated from the substrate 10 in the lamp house 12, the VUV does not significantly attenuate.
By keeping the distance from zero to some extent, uniform and uniform cleaning can be achieved. Moreover, the excimer lamp 1 and the substrate 10
Since there is no need to interpose a quartz glass window or the like between them, VUV attenuation can be further suppressed, cleaning efficiency can be further improved, and an inexpensive device can be configured.
【0022】なお、前述の実施例では、含酸素ガスとし
て、異物や湿気等が含まないドライエアを用いるように
したが、要は所定の比率で酸素を含むガスであれば良
く、またオゾンガスを混合させると、前述した基板10
への密着性が良好になるだけでなく、活性酸素の生成の
迅速化が図られる等の利点はあるものの、含酸素ガスに
は必ずしもオゾンガスを混合させる必要はない。さら
に、基板10は搬送基台11により搬送する間に処理を
行うようにしたが、ランプハウス内に多数のエキシマラ
ンプを装着する構成とすれば、必ずしも基板10を走行
させる必要はない。さらにまた、基板10に対するドラ
イ洗浄を行うものとして説明したが、ドライ洗浄に限ら
ず、エッチングその他の処理を行う場合にも適用できる
ことは言うまでもない。さらにまた、エキシマランプ1
における放電空間5内にはキセノンガスを封入するよう
にしたが、これ以外の放電ガスとして、例えばアルゴン
ガス,塩化クリプトンガス等を封入するようにしても良
い。In the above-described embodiment, dry air containing no foreign matter or moisture is used as the oxygen-containing gas. However, it is only necessary to use a gas containing oxygen at a predetermined ratio. Then, the above-described substrate 10
Although not only the adhesion to the substrate is improved, but also the production of active oxygen is expedited, it is not always necessary to mix ozone gas with the oxygen-containing gas. Further, the processing is performed while the substrate 10 is transported by the transport base 11. However, if a large number of excimer lamps are mounted in the lamp house, the substrate 10 does not always need to be run. Furthermore, although it has been described that dry cleaning is performed on the substrate 10, it is needless to say that the present invention can be applied not only to dry cleaning but also to etching and other processes. Furthermore, excimer lamp 1
Although the xenon gas is sealed in the discharge space 5 in the above, another discharge gas such as argon gas, krypton chloride gas or the like may be sealed.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、エ
キシマランプが装着されるランプハウスを密閉状態にし
ないでも、被処理用の基板の表面に短波長の紫外線をよ
り効率的に照射できて、この基板に対する所定の処理を
より迅速かつ効率的に行える等の効果を奏する。As described above, according to the present invention, the surface of the substrate to be processed can be more efficiently irradiated with ultraviolet light having a short wavelength even if the lamp house in which the excimer lamp is mounted is not sealed. As a result, it is possible to perform the predetermined processing on the substrate more quickly and efficiently.
【図1】本発明の基板処理装置に用いられるエキシマラ
ンプの一例としての誘電体バリア放電エキシマランプの
構成説明図である。FIG. 1 is a structural explanatory view of a dielectric barrier discharge excimer lamp as an example of an excimer lamp used in a substrate processing apparatus of the present invention.
【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
【図3】エキシマランプを用いて基板の洗浄を行うため
の装置の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus for cleaning a substrate using an excimer lamp.
【図4】基板に形成される含酸素ガス層を説明するため
に、図3のA部を拡大して示す図である。4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3 for explaining an oxygen-containing gas layer formed on a substrate.
1 エキシマランプ 10 基板 11 搬送基台 12 ランプハウス 13 窒素ガス供給管 14 含酸素ガス導入
通路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excimer lamp 10 Substrate 11 Transport base 12 Lamp house 13 Nitrogen gas supply pipe 14 Oxygen-containing gas introduction passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23G 5/00 C23G 5/00 (72)発明者 秋葉 勇 東京都渋谷区東3丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3B116 AA02 AA03 AB14 BC01 4G075 AA24 AA30 BC06 BC10 CA03 CA33 CA51 CA63 EB31 EC21 FB02 FB06 FC04 4K053 PA01 PA13 QA04 QA07 RA02 SA01 SA20 YA17 4K057 DA01 DB06 DB20 DD10 DE14 DE20 DM40 DN01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C23G 5/00 C23G 5/00 (72) Inventor Isamu Akiha 3-16-3 Higashi 3-chome, Shibuya-ku, Tokyo Hitachi Electronic Engineering Co., Ltd. F term (reference) 3B116 AA02 AA03 AB14 BC01 4G075 AA24 AA30 BC06 BC10 CA03 CA33 CA51 CA63 EB31 EC21 FB02 FB06 FC04 4K053 PA01 PA13 QA04 QA07 RA02 SA01 SA20 YA17 4K057 DA01 DB06 DB20 DD10 DE14
Claims (5)
口したランプハウスと、このランプハウス内に装着した
エキシマランプと、前記ランプハウス内に不活性ガスを
加圧状態にして供給する不活性ガス供給部と、前記基板
の表面に対して所定角度から含酸素ガスを供給して、こ
の基板の表面に所定の厚みの酸素を含んだガス層を形成
するための含酸素ガス導入部とを備える構成としたこと
を特徴とする紫外線照射による基板処理装置。1. A lamp house having an opening on a side facing a surface of a substrate to be processed, an excimer lamp mounted in the lamp house, and an inert gas supplied into the lamp house in a pressurized state. An active gas supply unit, an oxygen-containing gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas from a predetermined angle to the surface of the substrate, and forming a gas layer containing oxygen of a predetermined thickness on the surface of the substrate; A substrate processing apparatus using ultraviolet irradiation, comprising:
酸素ガスは、ドライエアまたはドライエアとオゾンとの
混合ガスであることを特徴とする請求項1記載の紫外線
照射による基板処理装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas introduction unit is dry air or a mixed gas of dry air and ozone.
に搬送する間に、前記ランプハウスの下部を通過するよ
うになし、また前記含酸素ガス導入部からは、前記基板
の表面に対して、その搬送方向前方に向けて含酸素ガス
を供給する構成としたことを特徴とする請求項1記載の
紫外線照射による基板処理装置。3. The substrate passes through a lower portion of the lamp house while being transported in a predetermined direction by a transporting means. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the oxygen-containing gas is supplied forward in the transport direction.
エキシマランプであり、このエキシマランプに封入され
る放電ガスはキセノンガスであることを特徴とする請求
項1記載の紫外線照射による基板処理装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the excimer lamp is a dielectric barrier discharge excimer lamp, and a discharge gas sealed in the excimer lamp is a xenon gas.
エキシマランプからの照射光を、この開口部を介して基
板の表面に照射させる間に、前記ランプハウス内に不活
性ガスを加圧状態で充満させると共に、この基板の表面
上に所定厚みの含酸素ガス層を形成することを特徴とす
る紫外線照射による基板処理方法。5. While the irradiation light from an excimer lamp provided in a lamp house having one end opened is irradiated onto the surface of the substrate through the opening, an inert gas is pressurized in the lamp house. And forming an oxygen-containing gas layer having a predetermined thickness on the surface of the substrate.
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Cited By (5)
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1999
- 1999-01-26 JP JP11017434A patent/JP2000216127A/en active Pending
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