JP3440170B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
や液晶表示パネル製造装置などにおいて、半導体ウエハ
や液晶用ガラス基板（以下「基板」と総称する）に対し
紫外線を照射してその処理を行う基板処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板処理装置としては、基板を
水平姿勢で支持する支持手段の上方位置に紫外線ランプ
を配設し、この紫外線ランプを点灯することにより、基
板支持手段上に搬送された基板の表面に紫外線を照射す
るものが知られている。そして、紫外線ランプとして
は、例えば２５４ｎｍの波長を最大のピークとし１８５
ｎｍの波長を次のピークとする紫外線を照射する低圧水
銀ランプが一般的に使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような低圧水銀ラ
ンプを使用した基板処理装置においては、基板を連続し
て処理した場合、低圧水銀ランプの表面が徐々に白濁す
るという現象が発生する。すなわち、低圧水銀ランプか
ら照射される波長１８５ｎｍの紫外線は空気中の酸素を
分解してオゾンを発生させる。また、波長２５４ｎｍの
紫外線はオゾンを分解して活性化酸素を発生させる。こ
の活性化酸素が基板上の有機物や大気中の不純物と反応
することにより発生する生成物が低圧水銀ランプの表面
に付着することによりランプの表面を白濁させてしま
う。

【０００４】低圧水銀ランプの表面が白濁した場合には
基板に必要な量の紫外線を照射することができなくな
る。このため、度々ランプを装置本体から取り外した上
でその表面を清掃するという煩雑な作業が必要となる。

【０００５】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、低圧水銀ランプの白濁を防止するこ
とのできる基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、紫外線を基板表面に照射して基板を処理する基板処
理装置であって、基板を支持する支持手段を有する基板
処理部と、前記基板処理部と対向して配置されたランプ
ボックスと、前記ランプボックス内に収納され、前記支
持手段に支持された基板に対し紫外線を照射する低圧水
銀ランプと、前記基板処理部と前記ランプボックスとの
間に配設された紫外線透過板と、前記低圧水銀ランプと
前記紫外線透過板との間を開閉可能な紫外線非透過部材
より成るシャッターとを備えている。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、紫外線を
基板表面に照射して基板を処理する基板処理装置であっ
て、基板を支持する支持手段と、前記支持手段に支持さ
れた基板に対し紫外線を照射する低圧水銀ランプと、前
記低圧水銀ランプの表面に気体を吹き付ける気体供給手
段とを備えている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
実施の形態を説明する。

【０００９】図１はこの発明に係る基板処理装置１の第
１の実施形態を示す側断面図である。

【００１０】この基板処理装置１は、液晶用ガラス基板
に対し紫外線を照射してオゾンを発生させ、基板表面の
有機物を分解し、基板表面を親水化させて後段の処理に
おける洗浄効果を高めるために使用されるものであり、
処理を行うべき基板３を収納する処理室５と、８本の低
圧水銀ランプ７を収納するランプボックス９とを備え
る。

【００１１】処理室５の底面部には、複数の支持ピン１
１が突設されており、これらの支持ピン１１により基板
３が支持される。これらの支持ピン１１は、昇降駆動源
１３により基板３を支持して昇降する。なお、処理室５
の底部外周には、処理室５内を排気するための排気口１
０が設けられている。

【００１２】低圧水銀ランプ７は、ランプ内で蒸発した
水銀分子に電子が衝突することにより線スペクトルを発
生するものであり、１８５ｎｍおよび２５４ｎｍをピー
クとする波長の紫外線を照射する。ランプボックス９と
低圧水銀ランプ７との間には反射板１６が配設されてお
り、低圧水銀ランプ７からの紫外線は効率よく基板３側
に導かれる。また、ランプボックス９の左側部には清浄
な空気や窒素ガス等の気体の導入口１２が設けられてお
り、右側部には、気体の排出口１４が設けられている。

【００１３】処理室５とランプボックス９との間には、
石英板１３が配設されており、この石英板１３によって
処理室５とランプボックス９とが仕切られている。低圧
水銀ランプ７からの紫外線は、石英板１３を介して基板
３に照射される。このため、石英板１３としては、紫外
線を減衰することなく透過させるものを採用することが
必要となる。このような材質として、例えば無水合成石
英等を利用することができる。但し、紫外線を減衰させ
ない材質であれば、石英以外のものを使用してもよい。

【００１４】石英板１３の一端部には、シャッター機構
１５が配設されている。このシャッター機構１５は、図
２に示すように、紫外線を透過させない軟質の金属薄板
により構成されたシャッター１９と、このシャッター１
９を巻回する軸１７と、シャッター１９の先端を牽引す
るワイヤー２１と、ワイヤー２１を巻き取る軸２３と、
案内軸２５とを有する。シャッター１９を閉じる際に
は、軸２３を回転させてワイヤー２１を軸２３に巻き取
ることにより、ワイヤー２１を介してシャッター１９を
石英板１３上に展張する。また、シャッター１９を開く
際には、軸１７を回転させてシャッター１９を軸１７に
巻き取ることにより、シャッター１９を石英板１３上よ
り待避させる。なお、シャッター機構１５としては、こ
のような巻き取り式のものに限らず、例えば蛇腹式のシ
ャッターをレールにより案内する方式など各種の機構を
採用することができる。

【００１５】次に、この基板処理装置１における基板処
理工程について説明する。

【００１６】最初の基板３を処理するに先立ち、予め低
圧水銀ランプ７を点灯させて低圧水銀ランプ７より照射
される紫外線が安定するのを待つ。通常、低圧水銀ラン
プ７の光量が安定するまでには、１０〜３０分程度の時
間を要する。

【００１７】また、このとき導入口１２より清浄な空気
を導入し、この空気を排出口１４より排出することによ
り、ランプボックス９内において清浄な空気を循環させ
る。空気中に不純物が存在した場合には、この不純物が
紫外線により反応して生成される反応物によっても低圧
水銀ランプ７の表面の白濁は発生する。このため、ラン
プボックス９内に清浄な空気を循環させることにより、
上記反応物による低圧水銀ランプ７表面の白濁を防止し
ている。この清浄な空気の循環は、後述する基板３の処
理中においても継続される。なお、低圧水銀ランプ７と
してより波長の短い紫外線を照射するランプを使用する
場合には、この波長の短い紫外線は空気中の酸素分子等
により減衰することから、清浄な空気に換えて清浄な窒
素ガス等を使用すればよい。

【００１８】低圧水銀ランプ７の光量が安定すれば、図
示しない搬送装置により、最初に処理を行うべき基板３
を処理室５に搬入して、支持ピン１１上に載置する。そ
して、昇降駆動源１３により支持ピン１１を上昇させ、
図において二点鎖線で示すように、そこに支持した基板
３を石英板１３に近接させる。これにより、低圧水銀ラ
ンプ７からの紫外線は石英板１３を介して基板３に照射
され、基板３の処理が行われる。

【００１９】このとき、空気中の酸素分子より発生した
活性化酸素が基板３上の有機物と反応することにより生
成物が発生するが、基板３が載置された処理室５と低圧
水銀ランプ７とは石英板１３により仕切られているた
め、この生成物は石英板１３により遮断され、低圧水銀
ランプ７の表面に付着することはない。

【００２０】基板３を処理室５に搬入することにより基
板３への紫外線の照射を開始してから基板３の処理に必
要な時間が経過すれば、シャッター機構１５の軸２３を
回転させてシャッター１９を石英板１３上に展張するこ
とにより、低圧水銀ランプ７からの紫外線を遮断して、
基板３への過剰な紫外線の照射を防止する。

【００２１】ここで、低圧水銀ランプ７からの紫外線を
シャッター機構１５により遮断する理由は以下の通りで
ある。すなわち、基板３は所定のタクトタイムが経過す
るまで基板処理装置１内に載置され、紫外線の照射を受
け続ける。このタクトタイムは基板３の処理全体のタク
トにより定められるため、基板３の処理に必要とされる
紫外線の照射時間とは必ずしも一致しない。このため、
基板３のレイヤー（膜種）によっては、処理に必要な時
間より長く基板処理装置１内に載置されることから、過
剰な紫外線の照射によりダメージを受ける場合がある。
これを防止するため、基板３に必要量の紫外線が照射さ
れた時点で低圧水銀ランプ７を消灯させることも考えら
れるが、低圧水銀ランプ７は一旦消灯すると再点灯後定
常状態で安定するまで長い時間が必要であることから現
実的でない。このため、この実施の形態に係る基板処理
装置１においては、シャッター機構１５を設け、基板３
に必要量の紫外線が照射された時点でシャッター１９を
閉じて基板３への紫外線の照射を防止している。

【００２２】なお、基板３の上方においてシャッター１
９等を移動させた場合には、移動に伴い発生するパーテ
ィクルが基板３に降下するため、通常この種の装置にお
いてはこのようなシャッター機構１５は使用されていな
いが、この実施の形態に係る基板処理装置１において
は、シャッター１９等の移動経路と支持ピン１１上に載
置された基板３との間が石英板１３で仕切られているた
め、パーティクルの基板３上への降下を防止することが
でき、シャッター機構１５を有効に使用することができ
る。

【００２３】その後、所定のタクトタイムが経過すれ
ば、支持ピン１１を下降させるとともに、図示しない搬
送装置により処理室５から基板３を搬出する。基板３の
排出が完了すれば、シャッター機構１５の軸１７を回転
させて、シャッター１９を軸１７に巻き取る。

【００２４】そして、次に処理すべき基板３を処理室５
内に搬入して上記と同様の動作を行うことにより基板３
の処理を継続する。

【００２５】なお、基板３の処理を継続して行った場
合、空気中の酸素分子より発生した活性化酸素と基板３
上の有機物との反応による生成物が石英板１３の下面に
付着するため、一定期間ごとに石英板１３の下面を清掃
する必要がある。但し、この清掃は、石英板１３を拭き
取る等の簡単な作業であり、低圧水銀ランプ７を清掃す
る際のような煩雑な作業ではない。

【００２６】上記の実施形態においては、基板３を処理
室に搬入後、基板３の処理に必要な時間が経過した時点
でシャッター１９を閉じるようにしているが、シャッタ
ー１９を閉じた状態で基板３を搬入し、その後に基板３
の処理に必要な時間だけシャッター１９を開放するよう
にしてもよい。

【００２７】次に、この発明の第２の実施形態を説明す
る。図３はこの発明の第２の実施形態を示す側断面図で
ある。なお、第１の実施形態と同一の部材については同
一の符号を付して説明を省略する。

【００２８】この実施形態においては、基板３を収納す
る処理室５と８本の低圧水銀ランプ７を収納するランプ
ボックス９とは互いに開口部を介して連通している。そ
して、各低圧水銀ランプ７の周囲には、低圧水銀ランプ
７の表面に対して清浄な空気を噴出する気体噴出管３３
が配設されている。

【００２９】図４は、この気体噴出管３３を示す側面概
要図であり、図５はその正面概要図である。これらの図
に示すように、気体噴出管３３は、低圧水銀ランプ７の
外周を囲む螺旋状の中空管より構成されており、その一
端は図示しない空気供給源と接続されている。また、気
体噴出管３３における低圧水銀ランプ７の表面と対向す
る部分には、複数の噴出孔３５が穿設されている。この
気体噴出管３３の一端より清浄な空気を供給することに
より、噴出口３５から低圧水銀ランプ７に向けて空気が
噴出し、低圧水銀ランプ７の表面は清浄な空気で覆われ
る。

【００３０】次に、第２の実施形態に係る基板処理装置
１における基板処理工程について説明する。

【００３１】この実施の形態に係る基板処理装置１にお
いて基板３を処理する際には、低圧水銀ランプ７を点灯
させるとともに、気体噴出管３３の噴出孔３５より低圧
水銀ランプ７の表面に向けて清浄な空気を噴出する。こ
れにより、低圧水銀ランプ７の表面は常に清浄な空気に
覆われることになる。なお、第１の実施形態と同様、低
圧水銀ランプ７としてより波長の短い紫外線を照射する
ランプを使用する場合には、波長の短い紫外線は空気中
の酸素分子等により減衰することから、清浄な空気に換
えて清浄な窒素ガス等を使用すればよい。

【００３２】次に、図示しない搬送装置により、最初に
処理を行うべき基板３を処理室５に搬入して、支持ピン
１１上に載置する。そして、昇降駆動源１３により支持
ピン１１を上昇させ、図において二点鎖線で示すよう
に、そこに支持した基板３を低圧水銀ランプ７に近接さ
せる。これにより、低圧水銀ランプ７からの紫外線は、
基板３に照射され、基板３の処理が行われる。

【００３３】このとき、空気中の酸素分子より発生した
活性化酸素が基板の有機物と反応することにより生成物
が発生するが、低圧水銀ランプ７の表面は気体噴出管３
３の噴出孔３５より噴出される清浄な空気に覆われてい
るため、この生成物が低圧水銀ランプ７の表面に付着す
ることはない。

【００３４】その後、所定のタクトタイムが経過すれ
ば、支持ピン１１を下降させるとともに、図示しない搬
送装置により処理室５から基板３を搬出する。そして、
次に処理すべき基板３を処理室５内に搬入して上記と同
様の動作を行うことにより基板３の処理を継続する。

【００３５】なお、上記気体噴出管３３に換えて、図６
および図７に示すような複数の気体噴出管４３を使用し
てもよい。この気体噴出管４３は、低圧水銀ランプ７の
表面から一定距離離隔して配置された３本の中空管より
構成されており、各気体噴出管４３における低圧水銀ラ
ンプ７の表面と対向する部分には、複数の噴出孔４５が
穿設されている。このような構成をとった場合において
も、各気体噴出管４３の一端より清浄な空気を供給する
ことにより、噴出口４５から低圧水銀ランプ７に向けて
空気が噴出し、低圧水銀ランプ７の表面は清浄な空気で
覆われる。

【００３６】前述した各実施形態においては、基板３に
対し紫外線を照射してオゾンを発生させ、基板表面の有
機物を分解し、基板表面を親水化させて後段の処理にお
ける洗浄効果を高めるために使用される基板処理装置１
にこの発明を適用したものについて説明したが、この発
明は、基板３に対し紫外線を照射するその他の基板処理
装置にも同様に適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、低圧水
銀ランプを収納するランプボックスと基板の処理部との
間に紫外線透過板を配設しているため、空気中の酸素分
子より発生した活性化酸素と基板上の有機物との反応に
よる生成物が低圧水銀ランプの表面に付着することによ
り生じる低圧水銀ランプ表面の白濁を防止できる。

【００３８】また、基板に適量の紫外線が照射された時
点でシャッターにより基板への紫外線の照射を遮断する
ことができるので、基板への過剰な紫外線の照射を防止
することができる。このとき、ランプボックスと基板の
処理部との間に紫外線透過板を配設しているため、シャ
ッターの開閉により発生するパーティクルの基板への付
着を防止することができる。

【００３９】また、請求項２に記載の発明によれば、低
圧水銀ランプの表面に気体を吹き付ける構成であるた
め、空気中の酸素分子より発生した活性化酸素と基板上
の有機物との反応による生成物が低圧水銀ランプの表面
に付着することにより生じる低圧水銀ランプ表面の白濁
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理装置の第１の実施形態
を示す側断面図である。

【図２】シャッター機構１５を示す概要図である。

【図３】この発明に係る基板処理装置の第２の実施形態
を示す側断面図である。

【図４】気体噴出管３３を示す側面概要図である。

【図５】気体噴出管３３を示す正面概要図である。

【図６】気体噴出管４３を示す側面概要図である。

【図７】気体噴出管４３を示す正面概要図である。

【符号の説明】

１ 基板処理装置 ３ 基板 ５ 処理室 ７ 低圧水銀ランプ ９ ランプボックス １１ 支持ピン １３ 石英板 １５ シャッター機構 ３３、４３ 気体噴出管 ３５、４５ 噴出孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−315302（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259138（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320334（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−299401（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線を基板表面に照射して基板を処理
   する基板処理装置であって、 基板を支持する支持手段を有する基板処理部と、 前記基板処理部と対向して配置されたランプボックス
   と、 前記ランプボックス内に収納され、前記支持手段に支持
   された基板に対し紫外線を照射する低圧水銀ランプと、 前記基板処理部と前記ランプボックスとの間に配設され
   た紫外線透過板と、前記低圧水銀ランプと前記紫外線透過板との間を開閉可
   能な紫外線非透過部材より成るシャッターと、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 紫外線を基板表面に照射して基板を処理
   する基板処理装置であって、 基板を支持する支持手段と、 前記支持手段に支持された基板に対し紫外線を照射する
   低圧水銀ランプと、 前記低圧水銀ランプの表面に気体を吹き付ける気体供給
   手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。