JP4217929B2 - オゾン処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク表面に形成された有機物層を灰化（アッシング）により除去するオゾン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置や半導体等の製造工程においては、基板を清浄な状態に保つため、ウエハやガラス板等の基板表面に存在するレジスト等の有機化合物皮膜を分解・除去する、灰化（アッシング）と呼ばれる処理が適宜行われる。
【０００３】
アッシング処理をオゾンの作用を利用して行う場合、オゾンの外気への漏出防止のため処理装置内を負圧に保ったダウンストリーム型の処理装置を用いることが多い。かかる装置において短時間にムラなく効率的に処理を行うためには、処理室内のオゾンガスが十分な濃度絶対値を有していると同時に、良好に分布していることが求められる。
【０００４】
このようなオゾン処理装置において、オゾンガスはステージ上方に配した供給パイプのスリット状の噴出孔から噴出したり、処理室内の酸素に紫外線を照射することにより供給する。処理室内のオゾン濃度はオゾン発生装置の出力制御等により、オゾン分布は噴出孔の形状や配置の適正化等により、調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなオゾン処理装置において、オゾン処理濃度を高くして処理速度を向上させるためには、ワークを噴出孔や紫外線ランプに近付けて処理することが好ましいが、噴出孔近傍では開孔の影響による濃度ムラが、紫外線ランプ近傍ではランプの形状等に起因する強度ムラが生じるため、あまり近付けることができない。一方で、ワークと噴出孔等との間隔が大きくなるに伴い、処理室内のオゾンの流れによる影響を受け易くなる。
【０００６】
処理室内のオゾンは、排気等によって発生する気流や気体の質量差に従い、下方へ流下する傾向にある。処理ステージが完全な平面状の従来装置では、ステージ周縁部でオゾンが流下するため、ステージ中央部と比較して周縁部のオゾン濃度が低くなり、分布が極めて悪いという問題点を有していた。
【０００７】
さらに、同様の理由により、特にステージ周縁部でオゾン濃度がなかなか高くならないためにオゾン処理装置の出力等をより大きくする必要があり、非効率的であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明のオゾン処理装置は、上述のような課題を解決するため以下の構成を有する。
【０００９】
すなわち、処理室内のワークを載置する処理ステージ上の前記ワークを囲む位置に、囲壁を設けたことを特徴とするオゾン処理装置である。
【００１０】
処理室内のオゾンガスは、ワークに接触した後、本来、上述のようにステージの周縁部から流下する傾向を呈するが、周縁部に囲壁を設けることにより、オゾンガスの流下をせき止め、ワーク処理面における平均オゾン濃度を向上させることができる。
【００１１】
また、この囲壁の高さを場所によって調整することにより、せき止める割合を任意に変化させ、オゾン濃度分布の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、オゾン処理装置におけるオゾン処理濃度の向上とオゾン濃度分布の向上を、安価に実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＬＣＤディスプレイ用ガラス基板のアッシング装置に適用した一実施形態について、添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
本実施形態のオゾン処理装置を、図１から図３に示す。処理室１内には、昇降柱２によって上下方向に移動可能に支持された矩形板状の処理ステージ３が設けられ、この上に矩形状のガラス基板であるワーク４が載置される。処理ステージ３には、反応促進のためのヒーター５が内蔵されている。また、処理室１は、オゾンの漏出防止のため、バルブを備えた下方に延出する排気管８によって負圧に保たれている。
【００１５】
処理ステージ３の上方には、図示しない噴出孔を備えた複数のオゾン供給パイプ７が前記処理ステージ３の一辺方向と並行に延びて等間隔に並んで配置され、さらにその上方にオゾン供給パイプ７群と直交する方向に延びる複数本の紫外線ランプ９が設けられている。
【００１６】
前記各オゾン供給パイプ７の両端部は、一端を閉じた角パイプ状の連結管１１に連結されていて相互に連通状態となっており、この連結管１１は処理室１内の上部に設けられた一対のガイドレール１０Ａとスライド可能に係合するリニアガイド１０Ｂに取り付けられている。従って、オゾン供給パイプ７群はそのガイドレール１０の延長方向（オゾン供給パイプ７の延長方向と直交する方向）に沿って移動可能であり、上記リニアガイド１０Ｂはガイドレール１０の両端側に設けたモータ１２によってベルト１３を介して往復駆動されるようになっている。そして、各連結管１１は蛇腹管１４及び連通管１５を介してオゾン発生装置１６に連ねられ、オゾン発生装置１６で生成したオゾンを往復動する連結管１１に供給して、オゾン供給パイプ７の噴出孔から処理室１内に吐出させるようにしている。
【００１７】
さて、本願発明によるオゾン処理装置においては、前述した処理ステージ３周縁部のワーク４を囲む位置に囲壁６が設けられている。囲壁６は、例えば図４（Ａ）に示すように、処理ステージ３の周縁部に沿って矩形状に立設してあり、オゾン供給パイプ７の長手方向の両側に対応する側壁部には、そのほぼ中央を緩やかな円弧状を描いて切除して側壁部の高さを僅かに低くすることにより、オゾン流下許容部１７が形成されている。
【００１８】
次に、上記構成の作用を説明する。オゾン処理に際し、ワーク４を載置した処理ステージ３は、図１中に破線で示した位置まで押し上げられ、供給パイプ７の下面に設けられた噴出孔から噴出されるオゾン及び紫外線ランプ９の照射により発生するオゾンによって、ワーク４のアッシングが行われる。従来装置においては、処理室１内のオゾンは図１に矢印で示したように処理ステージ３の周縁部から流下して排気管８へ移動するが、実施形態のオゾン処理装置においては、処理ステージ３周縁部の囲壁６によって、ステージ３からのオゾンの流下が妨げられて囲壁６内部に滞留する傾向となる。その結果、オゾン濃度は、流下が防止される周縁部だけでなく、囲壁６によって囲まれる領域の全体にわたって向上すると共に、その領域内での濃度が均一化される。これにより、ワーク４のアッシングの処理速度が高まり、かつ均一処理が可能となる。
【００１９】
特に本実施形態では、紫外線ランプ９の点灯時にオゾ供給パイプ群７を往復運動させているから、下方のオゾン供給パイプ７によって生ずる紫外線の影が静止することでオゾン濃度が不均一になることを防止することができ、処理ムラを最小限に抑えることができる。
【００２０】
また、本実施形態では、矩形状の囲壁６の隅部間に囲壁を低くしたオゾン流下許容部１７を設けているから、オゾン供給パイプ群７の長手方向両側においてオゾン濃度が高くなるという傾向を抑えて、よりオゾン濃度の均一化を図ることができる。
【００２１】
本実施形態のオゾン処理装置において、ワーク上のオゾン処理濃度（ｐｐｍ）を測定したところ、図６及び表１に示すような結果が得られた。測定は５５０ｍｍ×６５０ｍｍの大きさのワーク４について行い（図６（Ｂ））、測定点は、ワーク４のエッジから１０ｍｍ内側四辺形（５３０ｍｍ×６３０ｍｍ）の４頂点と、各頂点を結んだ中点および中心点の９点とした。
【００２２】
また、比較のために囲壁を設けない従来の処理ステージに同一ワーク４を載置して、同様に測定した（図６（Ａ））。
【００２３】
【表１】

尚、濃度分布は式１に従って算出した値である。
【式１】

【００２４】
囲壁６を設けた本実施形態の処理ステージ３と囲壁６を設けない従来の処理ステージとの比較から、囲壁６の付設により濃度が著しく向上し、濃度分布も平均化することが確認された。
【００２５】
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、下記するような実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、その他にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）例えば図７に示すように囲壁６を全周にわたり同一高さで構成した場合、前述実施形態の処理ステージ３と同一条件でワーク表面のオゾン処理濃度（ｐｐｍ）を測定すると、図８（Ｂ）に示すようになったが、囲壁６がない従来の処理ステージを使用した場合（図８（Ａ））と比較しても、オゾン濃度の絶対値及び均一性が高まることが確認される。尚、（１）式にて計算したオゾンの濃度分布は±２２．３％で、従来値の±３５．８％よりも向上した。
（２）上記実施形態では、ステージ３の上面に囲壁６を立設する構成としたが、ステージの上面を、ワークを収容できる広さだけ陥没させることにより、ワークを取り囲む囲壁を形成するようにしてもよい。また、囲壁は一定の角度で傾斜していても良く、或いは囲壁６を矩形状に限らず多角形や曲線を含む形状としても良い。
（３）囲壁のオゾン流下許容部は、隅部の中央に形成するに限らず、オゾン供給パイプの配置や紫外線ランプの配置等を考慮してオゾン濃度が均一化される所要位置に形成すればよい。
（４）上記実施形態ではオゾン発生装置１６から処理室１内にオゾンを供給すると共に同処理室１内に紫外線ランプ９を配置する構成としたが、オゾン発生装置１６と紫外線ランプ９の双方を必須とするものではない。例えば紫外線ランプ９を省略してオゾン発生装置１６のみからオゾンを処理室１内に供給してもよく、逆にオゾン発生装置１６を省略して紫外線ランプからの紫外線の照射によってのみ処理室１内にオゾンを生成させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すオゾン処理装置の縦断面図である。
【図２】同オゾン処理装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】同オゾン処理装置の内部を示す概略的平面図である。
【図４】同オゾン処理装置の処理ステージを示す斜視図である。
【図５】処理ステージとオゾン供給パイプとの相対的関係を示す斜視図である。
【図６】ワーク表面のオゾン濃度分布を示す測定結果である。
【図７】異なる実施形態の処理ステージを示す斜視図である。
【図８】図７の処理ステージを使用した場合のオゾン濃度分布を示す測定結果である。
【符号の説明】
１…処理室
２…昇降柱
３…処理ステージ
４…ワーク
５…ヒーター
６…囲壁
７…オゾン供給パイプ
８…排気管
９…紫外線ランプ
１０Ａ…ガイドレール
１０Ｂ…リニアガイド
１１…連結管
１２…モーター
１３…ベルト
１４…蛇腹管
１５…連通管
１６…オゾン発生装置
１７…オゾン流下許容部

Claims (4)

1. 処理室内に設けた処理ステージ上にワークを載置し、処理室内のオゾンによってワークの処理を行うものにおいて、前記処理ステージ上の前記ワークの周囲を囲む位置に、オゾンが前記ワーク表面上から流下することを防止する囲壁を設け、前記囲壁には、その一部の高さを囲壁の他の部分よりも低くすることで前記囲壁によりせき止められたオゾンを流下させるオゾン流下許容部を設けたことを特徴とするオゾン処理装置。
2. 前記囲壁は矩形状をなし、その隅部間に位置して高さを低くしたオゾン流下許容部を設けたことを特徴とする請求項１記載のオゾン処理装置。
3. 処理ステージの上方に複数のオゾン供給パイプが一方向に並んで設けられており、前記オゾン流下許容部は、前記囲壁のうち前記オゾン供給パイプの長手方向の両側に対応する側壁部のほぼ中央に形成されていることを特徴とする請求項２記載のオゾン処理装置。
4. 処理ステージの上方に複数のオゾン供給パイプが一方向に並んで設けられると共に、そのパイプ群の上方に紫外線ランプが設けられ、前記オゾン供給パイプはその長手方向と直交する方向に往復移動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のオゾン処理装置。

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