JP2004193482A - Ozone treatment system - Google Patents

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JP2004193482A
JP2004193482A JP2002362230A JP2002362230A JP2004193482A JP 2004193482 A JP2004193482 A JP 2004193482A JP 2002362230 A JP2002362230 A JP 2002362230A JP 2002362230 A JP2002362230 A JP 2002362230A JP 2004193482 A JP2004193482 A JP 2004193482A
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gas
ozone
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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
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ozone treatment system in which treatment gas containing ozone is supplied uniformly to the surface of a substrate and the substrate can be treated uniformly and efficiently. <P>SOLUTION: The ozone treatment system 1 comprises a conveyor 10 for conveying a substrate K while supporting in the direction along the surface of the substrate K, a heater 20 for heating the substrate K, a treatment gas supply head 30 disposed above the substrate K oppositely thereto and ejecting treatment gas toward the substrate K, and a unit 53 for supplying treatment gas to the treatment gas supply head 30. The treatment gas supply head 30 is constituted of a housing-like member 37 provided with a gas retention chamber 45 having a specified inner volume and opening to the opposite lower surface of the substrate K. The opening is closed by a planar ventilating member 40 provided, over the entire region thereof, with a large number of ventilation channels extending between the surface and the rear surface. Treatment gas supplied from the gas supply unit 53 fills the gas retention chamber 45 before being discharged through each ventilation channel of the ventilating member 37. <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、当該基板表面に酸化膜を形成したり、或いは基板表面に形成された酸化膜を改質したり、更には、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10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10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の底面を支持してこれを昇降させる昇降手段102と、載置台101の上方に配設された処理ガス供給ヘッド103などを備えて構成される。
【0003】
尚、前記載置台101及び処理ガス供給ヘッド103は、閉塞空間を備えた処理チャンバ(図示せず)内に配設されており、この処理チャンバ(図示せず)内のガスは、当該処理チャンバ(図示せず)に適宜形成された排出口(図示せず)から外部に排出されるようになっている。
【0004】
前記載置台101には、ヒータ(図示せず)が内蔵されており、これに載置された基板Kが当該ヒータ(図示せず)によって加熱される。前記処理ガス供給ヘッド103は、ブロック状のヘッド本体104と、ヘッド本体104の下面にこれから垂下するように固設された複数のノズル体108とを備えている。
【0005】
前記ヘッド本体104には、オゾンガス流路105及び冷却液流路107がそれぞれ形成されており、オゾンガス流路105には、オゾンガス生成装置111が接続され、冷却液流路107には、冷却液循環装置112が接続されている。また、ヘッド本体104には、前記オゾンガス流路105と連通し、且つ当該ヘッド本体104の下面に開口する複数の連通孔106が形成されている。
【0006】
前記各ノズル体108は、管状の部材からなり、上側の開口部109が前記各連通孔106にそれぞれ接続する一方、下側の開口部110が基板K表面とそれぞれ対向している。
【0007】
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上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、当該基板Kと各ノズル体108の開口部110とが所定間隔を隔てた状態となるように、載置台101が昇降手段102によって上昇せしめられる。
【0008】
また、冷却液流路107には、冷却液循環装置112から冷却液が供給,循環されており、この冷却液によって、ヘッド本体104が冷却される。
【0009】
そして、オゾンガス生成装置111によって生成された所定濃度のオゾンガス(処理ガス)が、オゾンガス流路105及び各連通孔106を介して各ノズル体108に供給され、その下側の開口部110から基板K表面に向けてそれぞれ吐出される。
【0010】
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)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)と活性酸素(O)とに分解される。そして、この活性酸素(O)により、基板K表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板K表面上の酸化膜が改質されたり、更には、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。
【0011】
尚、処理チャンバ(図示せず)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、ヘッド本体104がこの高温の雰囲気によって加熱されることになるが、当該ヘッド本体104は、冷却液流路107内を流通する冷却液によって冷却されるようになっている。したがって、オゾンガス流路105内を流通するオゾンガスはこの冷却液によって冷却され、その温度が一定の範囲内に維持される。これにより、温度上昇に伴うオゾンの熱分解が防止され、前記オゾンガス中のオゾン濃度の低下が防止される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のオゾン処理装置100では、各ノズル体108からそれぞれ吐出されたオゾンガスが、各ノズル体108の開口部110の直下を中心としてその周囲に広がるように基板K表面に沿って流動するとともに、その流れの中で、熱分解によりオゾン濃度が徐々に低下するため、開口部110の直下付近から離れるほど低濃度のオゾンガスで基板Kが処理されることになり、処理領域の全域にわたって均質な処理を行うことができないという問題があった。
【0013】
また、前記開口部110の直下にあたる基板K表面では、その周囲に比べてオゾンガスの流速が速く、このオゾンガス流により冷却されて周囲より低温となる傾向があるため、当該直下部分では、オゾンの熱分解が不十分となって、オゾン処理の効果が低下し、均質にオゾン処理される領域がドーナツ状(環状)になる傾向にあった。
【0014】
このような不都合を解消する手立てとして、各ノズル体108から吐出されるオゾンガスの流量を増やすことも考えられるが、オゾンガスの吐出流量を増やすと、未反応のまま排気されるオゾンが増大して、効率的な基板処理を行うことができないため、却って好ましくない。
【0015】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、オゾンを含んだ処理ガスを基板表面に均一に供給し、均一且つ効率的に基板を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。
【0016】
【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、基板を支持して、該基板表面に沿った方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される基板を加熱する加熱手段と、前記搬送手段の搬送面と対向するように配設され、オゾンを含んだ処理ガスを、前記搬送手段によって搬送される基板に向けて吐出する処理ガス供給ヘッドと、前記処理ガス供給ヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給手段とを備えて構成されるオゾン処理装置であって、
前記処理ガス供給ヘッドは、前記搬送手段の搬送面と対向する面に開口した所定内容積のガス滞留室を備える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てなり、
前記ガス供給手段から供給された処理ガスが、前記ガス滞留室に充填され、前記通気性部材の各通気路を通って吐出されて、前記搬送手段により搬送せしめられる基板表面に吹きかけられるように構成されたオゾン処理装置に係る。
【0017】
この発明によれば、基板が、搬送手段により支持され、その表面に沿った方向に所定速度で搬送されるとともに、その搬送途中において加熱手段によって加熱される。また、オゾンを含んだ処理ガスがガス供給手段から処理ガス供給ヘッドのガス滞留室に供給される。
【0018】
ガス滞留室に供給された処理ガスは、当該ガス滞留室の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ほぼ均一な速度に拡散された状態で、搬送手段により搬送される基板表面に向けて吐出される。
【0019】
そして、通気性部材の全域からほぼ均一な速度で吐出された処理ガスは、各通気路直下の基板表面にそれぞれ到達して、当該処理ガス中のオゾン(O)が酸素(O)と活性酸素(O)とに分解され、この活性酸素(O)によって、基板表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板表面上の酸化膜が改質されたり、更には、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、反応後の処理ガスは基板表面に沿って流動した後、通気性部材と基板との間から適宜流出する。
【0020】
このようにして、搬送手段により搬送される基板表面が、処理ガス供給ヘッドから吐出される処理ガスによって順次処理される。
【0021】
このように、このオゾン処理装置によれば、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ようにしているので、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の全領域をほぼ均一に処理することができる。
【0022】
即ち、通気性部材から吐出される処理ガスの速度が均一であれば、基板の処理領域に供給される処理ガスの時間当りの供給量が当該処理領域において均一となるため、オゾンの分解によって生成される活性酸素の量が、基板の処理領域全域にわたって均一なものとなり、この結果、基板を均一に処理することができるのである。
【0023】
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の処理領域全域における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、基板の処理領域全域において、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、上述した通り、基板を均一に処理することが可能となる。
【0024】
尚、前記処理ガス供給ヘッドは、これを単体としても良いが、その複数個を、隣り合う各処理ガス供給ヘッド間に隙間が形成されるように同一平面内に配設した構成としても良い。
【0025】
上述した如く、通気性部材から吐出され、基板表面に供給された処理ガスは当該基板表面に沿って流動して、通気性部材と基板との間から流出する。処理ガス供給ヘッドの中央付近から吐出された処理ガスは、順次供給される未反応の処理ガスと容易に置換され、当該中央付近に対応した基板表面は安定したオゾン濃度の処理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、反応後の処理ガスが新たに供給される未反応の処理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。
【0026】
したがって、処理ガス供給ヘッドが単体である場合には、基板の処理領域が比較的小さく、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと容易に置換され得る状態にあれば、前記処理領域を均一に処理することが可能であるが、基板の処理領域が大きい場合には、周辺部分において反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと置換され難くなって、必要な処理領域を均一に処理することができないといったことが起こり得る。
【0027】
そこで、基板の処理領域を大きくする場合には、均一な処理を行うことができる大きさの処理ガス供給ヘッドを複数個用意し、これらを、隣り合う各処理ガス供給ヘッド間に隙間が形成されるように同一平面内に配設した上記構成にすると良い。かかる構成にすれば、反応後の処理ガスが前記隙間から排気されるので、各処理ガス供給ヘッドの大きさを、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと良好に置換され得る大きさにすることで、各処理ガス供給ヘッドによって処理される基板表面の全域をより均一に処理することが可能となる。
【0028】
また、前記処理ガス供給ヘッドを、前記搬送手段の搬送面を挟んでその両側にそれぞれ配設し、処理ガス供給ヘッドから吐出された処理ガスが、前記搬送手段により搬送せしめられる基板の表裏両面に吹きかけられるように構成しても良い。このようにすれば、基板表面にレジスト膜を形成する際に、その一部が当該基板の裏面(下面)にまわり込んで付着したレジストを効果的に除去することができる。
【0029】
そして、この場合にも、上記と同様に、前記搬送手段の搬送面を挟んでその両側にそれぞれ複数の処理ガス供給ヘッドを配設するとともに、各側の処理ガス供給ヘッドを、その隣り合う各処理ガス供給ヘッド間に隙間が形成されるように同一平面内に配設した構成とすると良い。
【0030】
また、オゾン処理の際には、処理ガス供給ヘッドを、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。
【0031】
また、前記処理ガス供給ヘッドは、これに複数の前記ガス滞留室が形成され、且つ当該各ガス滞留室の開口部が前記通気性部材によってそれぞれ閉塞されるとともに、前記各ガス滞留室間に、前記処理ガス供給ヘッドの上下面にそれぞれ貫通する貫通穴が形成されるように構成され、前記ガス供給手段が前記各ガス滞留室のそれぞれに前記処理ガスを供給するように構成されていても良い。このようにしても、反応後の処理ガスが前記貫通穴から排気されるので、各ガス滞留室の大きさを、反応後の処理ガスが未反応の処理ガスと良好に置換され得る大きさにすることで、基板表面の処理領域をその全域にわたってほぼ均一に処理することができる。
【0032】
また、前記オゾン処理装置において、前記ガス滞留室の上方に、冷却流体が流通する流路を形成するとともに、この流路内に冷却流体を供給して循環させる冷却流体循環手段を設けて、前記流路内を流通する冷却流体によって、前記ガス滞留室内の処理ガスが冷却されるように構成しても良い。
【0033】
このようにすれば、前記加熱手段により加熱され高温となった雰囲気などにより処理ガス供給ヘッドが加熱されても、前記流路内を流通する冷却流体によってガス滞留室内の処理ガスが冷却されるので、当該処理ガスの温度を一定の範囲内に維持することができ、処理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。
【0034】
尚、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。
【0035】
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(CO))の混合ガスであっても良い。
【0036】
【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平面図であり、図2は、図1における矢示A方向の側面図である。また、図3は、本実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した断面図である。
【0037】
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5と、この処理チャンバ5内に配設され、基板Kを支持して所定の方向(図1における矢示C方向)に搬送する搬送ローラ10と、この搬送ローラ10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1における矢示D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つの処理ガス供給ヘッド30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20などを備えて構成される。
【0038】
前記処理チャンバ5は、蓋体6によって閉じられた所定の内容積を有し、基板Kが搬入される搬入口(図示せず)及び基板Kが搬出される搬出口(図示せず)が適宜形成された筐体であり、その内部のガスが、当該処理チャンバ5の側壁に貫通,固設された排気管56,57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5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。
【0039】
前記搬送ローラ10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11の両端部が前記処理チャンバ5の側壁に適宜固設された各支持装置13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10の両側に位置するローラ12には、鍔部12aが形成されており、この鍔部12aによって、基板Kが矢示D方向に移動するのを規制している。
【0040】
また、前記回転軸11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11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10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。
【0041】
図1乃至図3に示すように、前記各処理ガス供給ヘッド30は、ブロック状の上部部材35と、この上部部材35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37と、この下部部材37の下面(基板Kとの対向面)側の開口部38に、当該開口部38を閉塞するように設けられた通気性部材40とからそれぞれ構成されており、各通気性部材40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。
【0042】
尚、前記各処理ガス供給ヘッド30は、前記処理チャンバ5の側壁に適宜固設された各支持部材31によってそれぞれ支持されている。
【0043】
前記各通気性部材40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37の下部開口部38を閉塞するように当該下部部材37に固設されて、その下面が前記搬送ローラ10によって支持,搬送される基板Kと、その矢示D方向における全幅にわたって対向した状態となっている。
【0044】
尚、通気性部材40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40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。
【0045】
前記上部部材35及び通気性部材40によって閉塞される前記下部部材37の内部空間は、ガス滞留室45として機能するものであり、各ガス滞留室45には、オゾンガス生成装置53によって生成された所定濃度のオゾンガス(処理ガス)が、配管54及び各下部部材37に形成されたオゾンガス流路39を介して、当該オゾンガス生成装置53からそれぞれ供給,充填される。
【0046】
斯くして、オゾンガス生成装置53から配管54及び各オゾンガス流路39を介して各ガス滞留室45に供給されたオゾンガスは、当該各ガス滞留室45の下部開口部38にそれぞれ設けられた通気性部材40の通気路を通り基板K表面に向けて吐出されるが、各ガス滞留室45内の内圧が高まり、当該各ガス滞留室45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40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、各ガス滞留室45に供給されたオゾンガスは、各通気性部材40によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板K表面に向けて吐出される。
【0047】
また、前記各上部部材35には、一方の側面から他方の側面に貫通する冷却液流路36がそれぞれ形成されており、これら各冷却液流路36の両端部には、冷却液循環装置50に接続された配管51,52がそれぞれ接続され、当該冷却液循環装置50から配管51を介して各冷却液流路36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36内を流通した後、配管52を介して冷却液循環装置50に還流される。斯くして、冷却液が各処理ガス供給ヘッド30と冷却液循環装置50との間で循環され、かかる冷却液によって各処理ガス供給ヘッド30が冷却され、ひいてはガス滞留室45に供給,充填されたオゾンガスが冷却される。
【0048】
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が処理チャンバ5の搬入口(図示せず)から当該処理チャンバ5内に搬入される。尚、処理チャンバ5内の圧力は、上述したように、排気装置55によって、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。
【0049】
搬入された基板Kは、搬送ローラ10により支持,案内されて矢示C方向に搬送されるとともに、ヒータ20によって所定温度に加熱される。また、冷却液循環装置50から各冷却液流路36に冷却液がそれぞれ供給,循環され、この冷却液によって各処理ガス供給ヘッド30がそれぞれ冷却される。
【0050】
次に、所定濃度のオゾンガスがオゾンガス生成装置53から配管54及び各オゾンガス流路39を介して各処理ガス供給ヘッド30のガス滞留室45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45に設けられた通気性部材40の通気路を通り基板K表面に向けて吐出されるが、各ガス滞留室45内の内圧が高まり、当該各ガス滞留室45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40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、各ガス滞留室45に供給されたオゾンガスは、各通気性部材40によってほぼ均一な速度に拡散された状態で基板K表面に向けて吐出される。
【0051】
そして各通気性部材40の全域からほぼ均一な速度でそれぞれ吐出されたオゾンガスは、各通気路直下の基板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)が酸素(O)と活性酸素(O)とに分解され、この活性酸素(O)によって、基板K表面に酸化膜が形成されたり、或いは基板K表面上の酸化膜が改質されたり、更には、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、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40と基板Kとの間から適宜流出する。
【0052】
このようにして、搬送ローラ10によって搬送される基板K表面が、各処理ガス供給ヘッド30から吐出されるオゾンガスによって順次処理される。
【0053】
このように、本例のオゾン処理装置1によれば、オゾンガスを各ガス滞留室45に供給,充填した後、各通気性部材40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40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40と対向する基板Kの全領域をほぼ均一に処理することができる。
【0054】
即ち、各通気性部材40から吐出されるオゾンガスの速度が均一であれば、基板Kの処理領域に供給されるオゾンガスの時間当りの供給量が当該処理領域において均一となるため、オゾンの分解によって生成される活性酸素の量が、基板Kの処理領域全域にわたって均一なものとなり、この結果、基板Kを均一に処理することができるのである。
【0055】
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の処理領域全域における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、基板Kの処理領域全域において、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、上述した通り、基板Kを均一に処理することが可能となる。
【0056】
また、搬送ローラ10によって基板Kを搬送しつつ処理するようにしているので、当該処理を連続的に行うことができ、効率的に基板Kを処理することができる。
【0057】
尚、オゾン処理の際には、前記各処理ガス供給ヘッド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40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40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5内の雰囲気温度は、ヒータ20によって加熱され高温となるため、各処理ガス供給ヘッド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、当該各処理ガス供給ヘッド30を、その冷却液流路36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45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】
また、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(CO))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】
上例では、2つの処理ガス供給ヘッド30を、基板Kの搬送方向に沿って所定間隔を隔ててそれぞれ配設したが、これに限られるものではなく、基板Kの搬送速度などに応じて、配設する処理ガス供給ヘッド30の数を適宜設定すれば良い。
【0062】
また、処理ガス供給ヘッド30を、搬送ローラ10によって搬送される基板Kの上方にのみ配設したが、図4に示すように、その下方にも通気性部材40が当該基板Kと対向するように配設することができる。このようにすれば、基板K表面(上面)にレジスト膜を形成する際に、その一部が当該基板Kの裏面(下面)にまわり込んで付着したレジストを効果的に除去することができる。
【0063】
また、上例では、単体に構成された処理ガス供給ヘッド30を、基板Kの矢示D方向にそってその全幅と対向するように配設したが、これに限られるものではなく、図5及び図6に示すように、複数の処理ガス供給ヘッド70,73を、隣り合う各処理ガス供給ヘッド70,73間に隙間72,75が形成されるように、前記矢示D方向に沿って同一平面内に配設した構成としても良い。
【0064】
処理ガス供給ヘッドの中央付近から吐出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、当該中央付近に対応した基板K表面は安定した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。
【0065】
そこで、均一な処理を行うことができる大きさの処理ガス供給ヘッドを複数個用意し、これらを、隣り合う各処理ガス供給ヘッド70,73間に隙間72,75が形成されるように同一平面内に配設した上記構成にすれば、反応後のオゾンガスが前記隙間72,75から排気されるので、各処理ガス供給ヘッド70,73によって処理される基板K表面の全域をより均一に処理することが可能となる。
【0066】
尚、この場合、処理ガス供給ヘッド(上部部材や下部部材、通気性部材)70,73の平面形状は、これを、図5及び図6に示すような六角形や三角形の他、矩形形状など様々な形状とすることができる。
【0067】
また、上例の処理ガス供給ヘッド30は、これに代えて、図7に示すような、複数のガス滞留室63が形成された処理ガス供給ヘッド60として良い。同図7に示すように、この処理ガス供給ヘッド60は、複数の冷却液流路61が形成されたブロック状の上部部材62と、この上部部材62の下面に固設され、基板Kとの対向面(下面)に開口する複数のガス滞留室63及び各ガス滞留室63とそれぞれ連通する複数のオゾンガス流路64を備えた筐体状の下部部材65と、各ガス滞留室63の開口部66をそれぞれ閉塞するように設けられた複数の通気性部材67とから構成され、前記上部部材62及び下部部材65には、前記処理ガス供給ヘッド60の上下面にそれぞれ開口するように、複数の貫通穴68がそれぞれ形成されている。
【0068】
このようにしても、反応後のオゾンガスが前記各貫通穴68から排気されるので、各ガス滞留室63の大きさを、反応後のオゾンガスが未反応のオゾンガスと良好に置換され得る大きさにすることで、基板K表面の処理領域をその全域にわたってより均一に処理することができる。
【0069】
更に、前記処理ガス供給ヘッド30は、これに代えて、図8に示すような、前記上部部材35,下部部材37及び通気性部材40と、前記上部部材35及び下部部材37の側面に固設され、基板Kとの対向下面に開口する吸気口83を備えた側部部材81とから構成される処理ガス供給ヘッド80としても良い。尚、前記側部部材81には、排気流路82が形成され、この排気流路82には、真空ポンプなどから構成される吸気装置(図示せず)が接続される。また、図9に示すように、前記側部部材81は、ガス滞留室45を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられていても良い。
【0070】
このようにすれば、通気性部材40から吐出され、基板K表面に沿って流動したオゾンガスを、吸気装置(図示せず)により側部部材81の吸気口83及び排気流路82を介して吸気し、処理チャンバ5外へ適宜排出することができる。これにより、通気性部材40と基板Kとの間に滞留するオゾンガスを効果的に当該通気性部材40と基板Kとの間から排出することができ、上記オゾン処理をより効率的に行うことが可能となる。
【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平面図である。
【図2】図1における矢示A方向の側面図である。
【図3】本実施形態に係る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】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正面図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した底面図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る処理ガス供給ヘッドの概略構成を示した底面図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る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8】本発明の他の実施形態に係る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9】本発明の他の実施形態に係る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】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。
【符号の説明】
1 オゾン処理装置
5 処理チャンバ
10 搬送ローラ
20 ヒータ
30 処理ガス供給ヘッド
35 上部部材
36 冷却液流路
37 下部部材
39 オゾンガス流路
40 通気性部材
45 ガス滞留室
50 冷却液循環装置
53 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 sprays a processing gas containing at least ozone on a substrate surface such as a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate to form an oxide film on the substrate surface or to modify an oxide film formed on the substrate surface. Further, the present invention relates to an ozone treatment apparatus for removing a resist film formed on a substrate surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as the above-mentioned ozone treatment apparatus, one having a structure as shown in FIG. 10 is known. As shown in FIG. 10, the ozone treatment apparatus 100 includes a mounting table 101 on which a substrate K is mounted, an elevating means 102 for supporting the bottom surface of the mounting table 101 and elevating the same, and a mounting table 101. And a processing gas supply head 103 and the like, which are disposed above the processing gas supply head 103.
[0003]
The mounting table 101 and the processing gas supply head 103 are provided in a processing chamber (not shown) having a closed space, and the gas in the processing chamber (not shown) is (Not shown) is discharged to the outside from a discharge port (not shown) appropriately formed.
[0004]
The mounting table 101 has a built-in heater (not shown), and the substrate K mounted thereon is heated by the heater (not shown). The processing gas supply head 103 includes a block-shaped head main body 104 and a plurality of nozzle bodies 108 fixed to the lower surface of the head main body 104 so as to hang down therefrom.
[0005]
An ozone gas flow path 105 and a cooling liquid flow path 107 are formed in the head main body 104. An ozone gas generation device 111 is connected to the ozone gas flow path 105, and a cooling liquid circulation Device 112 is connected. The head main body 104 is formed with a plurality of communication holes 106 that communicate with the ozone gas flow path 105 and open on the lower surface of the head main body 104.
[0006]
Each of the nozzle bodies 108 is formed of a tubular member, and upper openings 109 are respectively connected to the respective communication holes 106, while lower openings 110 are respectively opposed to the surface of the substrate K.
[0007]
According to the ozone treatment apparatus 100 configured as described above, when the substrate K is appropriately mounted on the mounting table 101, the substrate K is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown), and the substrate K is The mounting table 101 is raised by the elevating means 102 such that the opening 110 of the nozzle body 108 is spaced from the opening 110 by a predetermined distance.
[0008]
The coolant is supplied and circulated from the coolant circulation device 112 to the coolant passage 107, and the head body 104 is cooled by the coolant.
[0009]
Then, the ozone gas (processing gas) of a predetermined concentration generated by the ozone gas generation device 111 is supplied to each nozzle body 108 through the ozone gas flow path 105 and each communication hole 106, and the substrate K is opened through the lower opening 110. Each is discharged toward the surface.
[0010]
The discharged 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, and thus the ozone (O 3 ) is heated by the substrate K. It is decomposed into oxygen (O 2 ) and active oxygen (O * ) by contact with K or resist. The active oxygen (O * ) forms an oxide film on the surface of the substrate K, modifies the oxide film on the surface of the substrate K, and further activates the resist film formed on the surface of the substrate K. It is removed by a thermochemical reaction with oxygen (O * ).
[0011]
The ambient temperature inside the processing chamber (not shown) is heated by a heater (not shown) to a high temperature. Therefore, the head main body 104 is heated by this high temperature atmosphere. Is cooled by a coolant flowing through the coolant channel 107. Therefore, the ozone gas flowing in the ozone gas flow path 105 is cooled by the coolant, and the temperature is maintained within a certain range. Thereby, the thermal decomposition of ozone due to the temperature rise is prevented, and the ozone concentration in the ozone gas is prevented from lowering.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional ozone treatment apparatus 100, the ozone gas discharged from each nozzle body 108 flows along the surface of the substrate K so as to spread around the area immediately below the opening 110 of each nozzle body 108 as a center. At the same time, in the flow, the ozone concentration gradually decreases due to thermal decomposition, so that the substrate K is treated with a low-concentration ozone gas as the distance from the vicinity immediately below the opening 110 increases, and the uniformity is achieved over the entire processing region. There is a problem in that it is not possible to perform any kind of processing.
[0013]
In addition, on the surface of the substrate K directly below the opening 110, the flow rate of the ozone gas is higher than the surrounding area, and the flow rate of the ozone gas tends to be lower than the surrounding area due to the cooling by the ozone gas flow. Decomposition was insufficient, the effect of ozone treatment was reduced, and the region to be uniformly ozone-treated tended to have a donut shape (annular shape).
[0014]
As a means of solving such inconvenience, it is conceivable to increase the flow rate of the ozone gas discharged from each nozzle body 108, but if the discharge flow rate of the ozone gas is increased, the ozone exhausted without reacting increases, This is not preferable because efficient substrate processing cannot be performed.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an ozone treatment apparatus capable of uniformly supplying a processing gas containing ozone to a substrate surface and uniformly and efficiently treating the substrate. Aim.
[0016]
Means for Solving the Problems and Their Effects
To achieve the above object, the present invention provides a transporting unit that supports a substrate and transports the substrate in a direction along the substrate surface, a heating unit that heats the substrate transported by the transporting unit, A processing gas supply head that is disposed to face a transfer surface and discharges a processing gas containing ozone toward a substrate transferred by the transfer means; and supplies the processing gas to the processing gas supply head. An ozone treatment device comprising a gas supply means,
The processing gas supply head is formed of a housing-shaped member having a gas storage chamber having a predetermined internal volume opened on a surface opposite to the transfer surface of the transfer means, and the opening is provided with a ventilation hole penetrating from front to back. It is closed by a plate-shaped breathable member having a large number of roads over the entire area,
The processing gas supplied from the gas supply unit is filled in the gas retention chamber, discharged through each ventilation path of the permeable member, and sprayed on the substrate surface transported by the transportation unit. The present invention relates to an ozone treatment apparatus which is provided.
[0017]
According to this invention, the substrate is supported by the transfer means, is transferred at a predetermined speed in a direction along the surface thereof, and is heated by the heating means during the transfer. Further, the processing gas containing ozone is supplied from the gas supply means to the gas storage chamber of the processing gas supply head.
[0018]
The processing gas supplied to the gas storage chamber is discharged toward the substrate surface through the ventilation path of the gas permeable member provided at the opening of the gas storage chamber, but the internal pressure in the gas storage chamber increases, When the pressure in the retaining chamber becomes substantially equilibrium, the processing gas is discharged from the entire area of the permeable member at a substantially uniform speed. That is, the processing gas supplied to the gas retaining chamber is discharged toward the surface of the substrate conveyed by the conveying means while being diffused at a substantially uniform speed by the gas permeable member.
[0019]
Then, the processing gas discharged from the entire area of the permeable member at a substantially uniform speed reaches the substrate surface immediately below each ventilation path, and the ozone (O 3 ) in the processing gas becomes oxygen (O 2 ). It is decomposed into active oxygen (O * ), and the active oxygen (O * ) forms an oxide film on the substrate surface, or modifies the oxide film on the substrate surface, and further forms on the substrate surface. The resist film thus removed is removed by a thermochemical reaction with active oxygen (O * ), and the processed gas after the reaction flows along the substrate surface and then flows out from between the gas permeable member and the substrate as appropriate.
[0020]
In this way, the substrate surface transferred by the transfer means is sequentially processed by the processing gas discharged from the processing gas supply head.
[0021]
As described above, according to this ozone treatment apparatus, after the processing gas is supplied to and filled in the gas storage chamber, the processing gas is discharged from the ventilation path formed over the entire area of the permeable member. The speed of the processing gas to be performed can be made substantially uniform over the entire area of the gas permeable member, and the entire area of the substrate facing the gas permeable member can be processed almost uniformly.
[0022]
That is, if the speed of the processing gas discharged from the air permeable member is uniform, the supply amount of the processing gas supplied to the processing region of the substrate per hour becomes uniform in the processing region, and thus the generation amount by the decomposition of ozone is generated. The amount of active oxygen to be performed is uniform over the entire processing region of the substrate, and as a result, the substrate can be uniformly processed.
[0023]
Further, the substrate is cooled by contacting the processing gas at a predetermined flow rate, but if the velocity of the processing gas to be discharged is uniform, the temperature drop in the entire processing region of the substrate in contact with the substrate becomes uniform, and the surface of the substrate is cooled The temperature becomes uniform. For this reason, the active oxygen generation efficiency becomes uniform over the entire processing region of the substrate, and in this sense, the substrate can be uniformly processed as described above.
[0024]
The processing gas supply head may be used alone, or a plurality of processing gas supply heads may be arranged on the same plane so that a gap is formed between adjacent processing gas supply heads.
[0025]
As described above, the processing gas discharged from the gas permeable member and supplied to the substrate surface flows along the substrate surface and flows out between the gas permeable member and the substrate. The processing gas discharged from the vicinity of the center of the processing gas supply head is easily replaced by the sequentially supplied unreacted processing gas, and the substrate surface corresponding to the vicinity of the center is processed by the processing gas having a stable ozone concentration. However, in the peripheral part from the center, the processed gas after the reaction is hard to be replaced by the newly supplied unreacted processing gas, and these are mixed to reduce the ozone concentration, which is lower than that near the center. I hate to reduce processing efficiency.
[0026]
Therefore, when the processing gas supply head is a single unit, if the processing area of the substrate is relatively small and the processing gas after the reaction can be easily replaced with the unreacted processing gas, the processing area is uniform. However, when the processing area of the substrate is large, it is difficult for the processing gas after the reaction to be replaced with the unreacted processing gas in the peripheral portion, and the required processing area is uniformly processed. It is possible that things cannot be done.
[0027]
Therefore, when increasing the processing area of the substrate, a plurality of processing gas supply heads having a size capable of performing uniform processing are prepared, and a gap is formed between adjacent processing gas supply heads. It is good to adopt the above-mentioned configuration arranged in the same plane. With this configuration, since the processing gas after the reaction is exhausted from the gap, the size of each processing gas supply head is set to a size such that the processing gas after the reaction can be favorably replaced with the unreacted processing gas. By doing so, it becomes possible to process the entire area of the substrate surface processed by each processing gas supply head more uniformly.
[0028]
Further, the processing gas supply heads are disposed on both sides of the transfer surface of the transfer means, respectively, and the processing gas discharged from the processing gas supply head is provided on both the front and back surfaces of the substrate to be transferred by the transfer means. You may comprise so that it may be sprayed. In this way, when a resist film is formed on the surface of the substrate, it is possible to effectively remove the resist that has partially adhered to the back surface (lower surface) of the substrate.
[0029]
And also in this case, similarly to the above, a plurality of processing gas supply heads are respectively disposed on both sides of the transfer surface of the transfer means, and the processing gas supply heads on each side are separated from each other by the adjacent processing gas supply heads. It is preferable that the processing gas supply heads are disposed on the same plane so that a gap is formed between the processing gas supply heads.
[0030]
Further, at the time of ozone treatment, it is preferable that the processing gas supply head is as close to the substrate as possible, and the interval between the 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.
[0031]
Further, in the processing gas supply head, a plurality of the gas retention chambers are formed therein, and the openings of the gas retention chambers are respectively closed by the gas-permeable members, and between the gas retention chambers. The processing gas supply head may be configured such that through holes are respectively formed in upper and lower surfaces thereof, and the gas supply unit may be configured to supply the processing gas to each of the gas retaining chambers. . Even in this case, since the processed gas after the reaction is exhausted from the through hole, the size of each gas retaining chamber is set to a size that allows the processed gas after the reaction to be replaced with the unreacted processing gas. By doing so, the processing area on the substrate surface can be processed almost uniformly over the entire area.
[0032]
Further, in the ozone treatment apparatus, a flow path through which a cooling fluid flows is formed above the gas retention chamber, and cooling fluid circulation means for supplying and circulating a cooling fluid in the flow path is provided, The processing gas in the gas storage chamber may be cooled by a cooling fluid flowing in the flow path.
[0033]
With this configuration, even if the processing gas supply head is heated by the atmosphere heated to a high temperature by the heating means, the processing gas in the gas retaining chamber is cooled by the cooling fluid flowing in the flow path. In addition, the temperature of the processing gas can be maintained within a certain range, and the ozone concentration in the processing gas can be prevented from lowering.
[0034]
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 to these.
[0035]
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. The processing gas preferably contains ozone of 14% by weight or more, and may be a mixed gas of ozone and TEOS (Tetraethyl orthosilicate, tetraethyl silicate, Si (C 2 H 5 O) 4 ). .
[0036]
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 plan view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view in the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of the processing gas supply head according to the present embodiment.
[0037]
As shown in FIGS. 1 and 2, the ozone treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a processing chamber 5 having a predetermined internal volume, a processing chamber 5 disposed in the processing chamber 5, and supporting a substrate K in a predetermined direction ( A transport roller 10 that transports in the direction indicated by arrow C in FIG. 1 and a direction above the substrate K transported by the transport roller 10 that opposes the substrate K and that is orthogonal to the transport direction (see the arrow in FIG. D), two processing gas supply heads 30 arranged at predetermined intervals along the transport direction so as to cover the entire width of the substrate K, and the substrate K is disposed below the substrate K. It is configured to include a heater 20 for heating.
[0038]
The processing chamber 5 has a predetermined internal volume closed by a lid 6, and a carry-in port (not shown) for carrying in the substrate K and a carry-out port (not shown) for carrying out the substrate K are appropriately provided. The casing is formed so that gas inside the casing is exhausted to the outside by an exhaust device 55 through exhaust pipes 56 and 57 penetrating and fixed to the side wall of the processing chamber 5. The inside of the processing chamber 5 is adjusted to a pressure of 7 KPa or more (more preferably, 14 KPa or more) and a pressure of an ozone gas supply source or less by the exhaust device 55.
[0039]
A plurality of the transport rollers 10 are arranged at predetermined intervals along the transport direction, and both ends of the rotating shaft 11 are supported by respective supporting devices 13 appropriately fixed to the side walls of the processing chamber 5. Each is rotatably supported. Further, a flange 12a is formed on each of the rollers 12 located on both sides of the transport roller 10, and the movement of the substrate K in the direction indicated by the arrow D is regulated by the flange 12a.
[0040]
One end of the rotating shaft 11 is connected to a driving device (not shown), and the driving device (not shown) causes the rotating shaft 11 to rotate about its axis, thereby rotating the transport roller 10. Then, the substrate K is transported in the transport direction.
[0041]
As shown in FIGS. 1 to 3, each of the processing gas supply heads 30 has a block-like upper member 35 and a housing-like shape having an internal space fixed to the lower surface of the upper member 35 and opened vertically. And a permeable member 40 provided in an opening 38 on the lower surface (the surface facing the substrate K) of the lower member 37 so as to close the opening 38. The gap g between the lower surface of each of the air permeable members 40 and the surface of the substrate K is arranged at a predetermined interval.
[0042]
The processing gas supply heads 30 are supported by support members 31 fixed to the side walls of the processing chamber 5 as appropriate.
[0043]
Each of the air-permeable members 40 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, closes the lower opening 38 of the lower member 37 so as to close the lower opening 38. The lower surface thereof is fixed to the member 37 and faces the substrate K supported and transported by the transport roller 10 over the entire width in the direction of arrow D.
[0044]
The air-permeable member 40 includes 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 member 40 is made of a sintered body, the voids (pores) formed between the particles correspond to the air passage.
[0045]
The internal space of the lower member 37 closed by the upper member 35 and the gas permeable member 40 functions as a gas retaining chamber 45, and each gas retaining chamber 45 has a predetermined space generated by the ozone gas generator 53. Concentrated ozone gas (processing gas) is supplied and filled from the ozone gas generator 53 via the ozone gas flow path 39 formed in the pipe 54 and each lower member 37.
[0046]
In this way, the ozone gas supplied from the ozone gas generator 53 to each gas storage chamber 45 via the pipe 54 and each ozone gas flow path 39 is supplied to the air permeability provided in the lower opening 38 of each gas storage chamber 45. The gas is discharged toward the surface of the substrate K through the ventilation path of the member 40. When the internal pressure in each gas retention chamber 45 increases and the pressures in the respective gas retention chambers 45 are substantially in an equilibrium state, the ozone gas is discharged through each ventilation port. The liquid is discharged from the entire area of the sexual member 40 at a substantially uniform speed. That is, the ozone gas supplied to each gas retaining chamber 45 is discharged toward the surface of the substrate K in a state where the ozone gas is diffused at a substantially uniform speed by each permeable member 40.
[0047]
In each of the upper members 35, a cooling liquid passage 36 penetrating from one side surface to the other side surface is formed, and a cooling liquid circulating device 50 is provided at both ends of each cooling liquid passage 36. Are connected to each other, and the coolant is supplied from the coolant circulating device 50 to each coolant channel 36 via the pipe 51. Then, the supplied coolant flows through each coolant channel 36 and is returned to the coolant circulation device 50 through the pipe 52. In this way, the cooling liquid is circulated between each processing gas supply head 30 and the cooling liquid circulating device 50, and each processing gas supply head 30 is cooled by the cooling liquid, and is supplied and filled into the gas retaining chamber 45. The ozone gas is cooled.
[0048]
According to the ozone processing apparatus 1 of the present example configured as described above, first, the substrate K is loaded into the processing chamber 5 from the loading port (not shown) of the processing chamber 5 by appropriate means. As described above, the pressure in the processing chamber 5 is adjusted by the exhaust device 55 to 7 KPa or more (more preferably, 14 KPa or more) and to the pressure of the ozone gas supply source or less.
[0049]
The loaded substrate K is supported and guided by the transport rollers 10 and transported in the direction of arrow C, and is heated to a predetermined temperature by the heater 20. Further, the coolant is supplied and circulated from the coolant circulation device 50 to each of the coolant channels 36, and the processing gas supply heads 30 are cooled by the coolant.
[0050]
Next, ozone gas of a predetermined concentration is supplied from the ozone gas generator 53 to the gas storage chamber 45 of each processing gas supply head 30 via the pipe 54 and each ozone gas flow path 39, and the supplied ozone gas is supplied to each gas storage chamber. The gas is discharged toward the surface of the substrate K through the ventilation path of the gas permeable member 40 provided in the gas supply chamber 45. However, the internal pressure in each gas retention chamber 45 increases, and the pressure in each gas retention chamber 45 becomes substantially equilibrium. Then, the ozone gas is discharged from the entire area of each permeable member 40 at a substantially uniform speed. That is, the ozone gas supplied to each gas retaining chamber 45 is discharged toward the surface of the substrate K in a state where the ozone gas is diffused at a substantially uniform speed by each permeable member 40.
[0051]
The ozone gas discharged from the entire area of each permeable member 40 at a substantially uniform speed respectively reaches the surface of the substrate K immediately below each ventilation path, and the ozone (O 3 ) in the ozone gas becomes oxygen (O 2 ). And active oxygen (O * ), the active oxygen (O * ) forms an oxide film on the surface of the substrate K, modifies the oxide film on the surface of the substrate K, and further degrades the oxide film on the surface of the substrate K. The resist film formed on the K surface is removed by a thermochemical reaction with active oxygen (O * ), and the reacted ozone gas flows along the surface of the substrate K. Outflows as appropriate.
[0052]
In this way, the surface of the substrate K transported by the transport rollers 10 is sequentially processed by the ozone gas discharged from each processing gas supply head 30.
[0053]
As described above, according to the ozone treatment apparatus 1 of the present embodiment, after the ozone gas is supplied and filled into each gas retaining chamber 45, the ozone gas is discharged from the ventilation path formed over the entire area of each permeable member 40. The velocity of the ozone gas discharged from each air passage can be made substantially uniform over the entire area of each air permeable member 40, and the entire area of the substrate K facing each air permeable member 40 can be substantially uniformly processed. Can be.
[0054]
That is, if the velocity of the ozone gas discharged from each of the permeable members 40 is uniform, the supply amount of the ozone gas supplied to the processing region of the substrate K per time becomes uniform in the processing region. The amount of generated active oxygen is uniform over the entire processing region of the substrate K, and as a result, the substrate K can be uniformly processed.
[0055]
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 drop in the entire processing region of the substrate K in contact with the ozone gas becomes uniform, and the surface of the substrate K is cooled. The temperature becomes uniform. For this reason, the active oxygen generation efficiency becomes uniform over the entire processing region of the substrate K, and in this sense, as described above, the substrate K can be uniformly processed.
[0056]
Further, since the processing is performed while the substrate K is transported by the transport roller 10, the processing can be continuously performed, and the substrate K can be efficiently processed.
[0057]
In the ozone treatment, it is preferable that the processing gas supply heads 30 be as close as possible to the substrate K. The distance g between each air permeable member 40 and the substrate K should be 0.2 mm or more and 1 mm or more. It is preferably not more than 0.4 mm. 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 40 and the substrate K and a problem in manufacturing the device occur.
[0058]
Further, since the atmosphere temperature in the processing chamber 5 becomes high by being heated by the heater 20, each processing gas supply head 30 is heated by the high temperature atmosphere or the like. Since the coolant 30 is cooled by the coolant flowing through the coolant passage 36, the ozone gas in each gas retaining chamber 45 can be cooled by the coolant, and the temperature can be kept within a certain range. Can be maintained. Thus, it is possible to prevent the ozone concentration in the ozone gas from decreasing.
[0059]
Further, the heating temperature of the substrate K is preferably in the range of 200 ° C to 500 ° C. Within this range, the impurities contained in the substrate K can be evaporated at the same time as the above processing. Further, the ozone gas preferably contains ozone of 14% by weight or more, and may be a mixed gas of ozone and TEOS (Tetraethyl orthosilicate, tetraethyl silicate, Si (C 2 H 5 O) 4 ).
[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]
In the above example, the two processing gas supply heads 30 are arranged at predetermined intervals along the transport direction of the substrate K. However, the present invention is not limited to this. The number of processing gas supply heads 30 to be provided may be set as appropriate.
[0062]
Further, the processing gas supply head 30 is disposed only above the substrate K transported by the transport roller 10, but as shown in FIG. Can be arranged. In this way, when a resist film is formed on the front surface (upper surface) of the substrate K, the resist that has partially adhered to the back surface (lower surface) of the substrate K can be effectively removed.
[0063]
Further, in the above example, the processing gas supply head 30 formed as a single unit is disposed so as to face the entire width of the substrate K along the direction indicated by the arrow D, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6, a plurality of processing gas supply heads 70 and 73 are arranged in the direction indicated by the arrow D so that gaps 72 and 75 are formed between the adjacent processing gas supply heads 70 and 73. It is good also as composition arranged in the same plane.
[0064]
The ozone gas discharged from the vicinity of the center of the processing gas supply head is easily replaced with the unreacted ozone gas sequentially supplied, and the surface of the substrate K corresponding to the vicinity of the center is treated with the ozone gas having a stable concentration. At the peripheral portion from the center, the ozone gas after the reaction is hard to be replaced by the newly supplied unreacted ozone gas, and these are mixed to reduce the ozone concentration, thereby lowering the treatment efficiency as compared with the vicinity of the central portion. I hate it.
[0065]
Therefore, a plurality of processing gas supply heads having a size capable of performing uniform processing are prepared, and these are arranged on the same plane so that gaps 72 and 75 are formed between the adjacent processing gas supply heads 70 and 73. According to the above configuration, the ozone gas after the reaction is exhausted from the gaps 72 and 75, so that the entire area of the surface of the substrate K to be processed by the processing gas supply heads 70 and 73 is more uniformly processed. It becomes possible.
[0066]
In this case, the planar shapes of the processing gas supply heads (upper member, lower member, and gas permeable member) 70 and 73 are not limited to hexagons and triangles as shown in FIGS. Various shapes are possible.
[0067]
Alternatively, the processing gas supply head 30 in the above example may be a processing gas supply head 60 in which a plurality of gas retaining chambers 63 are formed as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the processing gas supply head 60 includes a block-shaped upper member 62 in which a plurality of cooling liquid flow paths 61 are formed, and a substrate K fixedly provided on the lower surface of the upper member 62. A housing-like lower member 65 having a plurality of gas retaining chambers 63 opened on the facing surface (lower surface) and a plurality of ozone gas flow paths 64 communicating with the respective gas retaining chambers 63, and an opening of each gas retaining chamber 63 66 and a plurality of air-permeable members 67 provided to close each of them. The upper member 62 and the lower member 65 have a plurality of air-permeable members so as to open on the upper and lower surfaces of the processing gas supply head 60, respectively. Each through hole 68 is formed.
[0068]
Even in this case, since the ozone gas after the reaction is exhausted from the through holes 68, the size of each gas retaining chamber 63 is set to a size such that the ozone gas after the reaction can be favorably replaced with the unreacted ozone gas. By doing so, the processing region on the surface of the substrate K can be processed more uniformly over the entire region.
[0069]
Further, the processing gas supply head 30 is instead fixed to the upper member 35, the lower member 37, and the gas permeable member 40 and the side surfaces of the upper member 35 and the lower member 37 as shown in FIG. The processing gas supply head 80 may include a side member 81 having an intake port 83 opened on the lower surface facing the substrate K. An exhaust passage 82 is formed in the side member 81, and an intake device (not shown) including a vacuum pump or the like is connected to the exhaust passage 82. Further, as shown in FIG. 9, the side members 81 may be provided at positions facing each other with the gas retaining chamber 45 interposed therebetween.
[0070]
In this way, the ozone gas discharged from the air permeable member 40 and flowing along the surface of the substrate K is taken in by the suction device (not shown) through the suction port 83 of the side member 81 and the exhaust channel 82. Then, it can be appropriately discharged out of the processing chamber 5. Thereby, the ozone gas staying between the permeable member 40 and the substrate K can be effectively discharged from between the permeable member 40 and the substrate K, and the ozone treatment can be performed more efficiently. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a processing gas supply head according to the embodiment.
FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a bottom view showing a schematic configuration of a processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a bottom view showing a schematic configuration of a processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a processing gas supply head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of an ozone treatment apparatus according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ozone processing apparatus 5 Processing chamber 10 Transport roller 20 Heater 30 Processing gas supply head 35 Upper member 36 Coolant channel 37 Lower member 39 Ozone gas channel 40 Gas permeable member 45 Gas retention chamber 50 Coolant circulator 53 Ozone gas generator 55 Exhaust device K Substrate

Claims (7)

基板を支持して、該基板表面に沿った方向に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される基板を加熱する加熱手段と、
前記搬送手段の搬送面と対向するように配設され、オゾンを含んだ処理ガスを、前記搬送手段によって搬送される基板に向けて吐出する処理ガス供給ヘッドと、
前記処理ガス供給ヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給手段とを備えたオゾン処理装置において、
前記処理ガス供給ヘッドは、前記搬送手段の搬送面と対向する面に開口した所定内容積のガス滞留室を備える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てなり、
前記ガス供給手段から供給された処理ガスが、前記ガス滞留室に充填され、前記通気性部材の各通気路を通って吐出されて、前記搬送手段により搬送せしめられる基板表面に吹きかけられるように構成したことを特徴とするオゾン処理装置。
Transport means for supporting the substrate and transporting in a direction along the substrate surface,
Heating means for heating the substrate transferred by the transfer means,
A processing gas supply head that is disposed so as to face a transfer surface of the transfer unit, and that discharges a processing gas containing ozone toward a substrate transferred by the transfer unit;
An ozone treatment apparatus comprising: a gas supply unit that supplies the processing gas to the processing gas supply head.
The processing gas supply head is formed of a housing-shaped member having a gas storage chamber having a predetermined internal volume opened on a surface opposite to the transfer surface of the transfer means, and the opening is provided with a ventilation hole penetrating from front to back. It is closed by a plate-shaped breathable member having a large number of roads over the entire area,
The processing gas supplied from the gas supply unit is filled in the gas retention chamber, discharged through each ventilation path of the permeable member, and sprayed on the substrate surface transported by the transportation unit. An ozone treatment apparatus characterized in that:
前記処理ガス供給ヘッドの複数を、隣り合う各処理ガス供給ヘッド間に隙間が形成されるように同一平面内に配設したことを特徴とする請求項1記載のオゾン処理装置。2. The ozone treatment apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the processing gas supply heads are disposed on the same plane so that a gap is formed between each adjacent processing gas supply head. 前記処理ガス供給ヘッドを、前記搬送手段の搬送面を挟んでその両側にそれぞれ配設し、該処理ガス供給ヘッドから吐出された処理ガスが、前記搬送手段により搬送せしめられる基板の表裏両面に吹きかけられるように構成したことを特徴とする請求項1記載のオゾン処理装置。The processing gas supply heads are disposed on both sides of the transfer surface of the transfer unit, respectively, and the processing gas discharged from the processing gas supply head is sprayed on both front and back surfaces of the substrate transferred by the transfer unit. The ozone treatment apparatus according to claim 1, wherein the ozone treatment apparatus is configured to be capable of being operated. 前記搬送手段の搬送面を挟んでその両側にそれぞれ複数の前記処理ガス供給ヘッドを配設するとともに、各側の処理ガス供給ヘッドを、その隣り合う各処理ガス供給ヘッド間に隙間が形成されるように同一平面内に配設したことを特徴とする請求項3記載のオゾン処理装置。A plurality of the processing gas supply heads are respectively disposed on both sides of the transfer surface of the transfer means, and a gap is formed between the processing gas supply heads on each side and the adjacent processing gas supply heads. 4. The ozone treatment apparatus according to claim 3, wherein the ozone treatment apparatus is disposed on the same plane. 前記処理ガス供給ヘッドに複数の前記ガス滞留室を形成し、且つ該各ガス滞留室の開口部を前記通気性部材によってそれぞれ閉塞するとともに、
前記各ガス滞留室間に、前記処理ガス供給ヘッドの上下面にそれぞれ貫通する貫通穴を形成し、
前記ガス供給手段が、前記各ガス滞留室のそれぞれに前記処理ガスを供給するように構成されてなることを特徴とする請求項1又は3記載のオゾン処理装置。
Forming a plurality of the gas storage chambers in the processing gas supply head, and closing the openings of the gas storage chambers with the gas-permeable members,
Between the respective gas retention chambers, forming through holes respectively penetrating the upper and lower surfaces of the processing gas supply head,
The ozone treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit is configured to supply the processing gas to each of the gas retention chambers.
前記処理ガス供給ヘッドを、その通気性部材と基板との間の間隔が0.2mm以上1.4mm以下となるように配設したことを特徴とする請求項1乃至5記載のいずれかのオゾン処理装置。The ozone according to any one of claims 1 to 5, wherein the processing gas supply head is disposed such that a distance between the gas permeable member and the substrate is 0.2 mm or more and 1.4 mm or less. Processing equipment. 前記処理ガス供給ヘッドは、前記ガス滞留室の上方に、冷却流体が流通する流路を備え、
前記オゾン処理装置は、更に、前記流路内に冷却流体を供給して循環させる冷却流体循環手段を備えてなり、
前記流路内を流通する冷却流体によって、前記ガス滞留室内の処理ガスが冷却されるように構成したことを特徴とする請求項1乃至6記載のいずれかのオゾン処理装置。
The processing gas supply head includes a flow path through which a cooling fluid flows, above the gas retention chamber,
The ozone treatment apparatus further comprises a cooling fluid circulating means for supplying and circulating a cooling fluid in the flow path,
The ozone treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the processing gas in the gas retaining chamber is cooled by a cooling fluid flowing in the flow path.
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