JPH09199458A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光洗浄と物理洗浄とを単一の装置で行えるよ
うにすることにより、それらの処理において必要とされ
る処理装置の占有面積と基板の搬送回数とを減少するこ
とのできる基板処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 基板処理装置１は、基板Ｗを回転可能に
支持するスピンチャック２と、基板Ｗの表面に当接して
基板Ｗを洗浄する洗浄用ブラシ３１を備えたブラシアー
ム３と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給ノ
ズル４１を備えたノズルアーム４と、基板Ｗの表面に紫
外線を照射する紫外線ランプ５１を内蔵したランプアー
ム５と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する複数のスプレ
ーノズル６とを備える。ブラシアーム３と、ノズルアー
ム４と、ランプアーム５とは、スピンチャック２に支持
された基板Ｗと対向する位置と、待機位置との間を移動
可能に構成されている。

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
洗浄処理を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板を洗浄処理する際には、基板表面に
紫外線を照射して洗浄する光洗浄と呼称される工程と、
基板表面に洗浄液を供給して洗浄する物理洗浄と呼称さ
れる工程とが併用される。

【０００３】光洗浄は、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て基板表面
を親水化させる工程であり、後段の物理洗浄における洗
浄効果を高めるために使用される。光洗浄を行う紫外線
照射装置においては、従来、基板を水平姿勢で支持する
支持手段の上方位置に複数の紫外線ランプを等ピッチで
列設し、これらの紫外線ランプより基板支持手段に支持
された基板の表面に紫外線を照射している。

【０００４】また、物理洗浄は、光洗浄により親水化さ
れた基板の表面に純水等の洗浄液を供給して洗浄する工
程であり、基板表面に残存するパーティクル等を除去す
るために使用される。物理洗浄を行う洗浄装置において
は、例えば、次のようにして洗浄処理が行われる。すな
わち、回転する基板の表面に洗浄液を供給しながら洗浄
用ブラシを基板に当接させ、洗浄用ブラシを揺動させる
ことにより、基板表面に付着している比較的大きいパー
ティクルを除去する。次に、超音波振動子を備えた洗浄
液供給ノズルを基板の表面上に移動させ、回転する基板
の表面に向けて超音波振動が付与された洗浄液を供給す
ることにより、基板表面に付着している比較的小さなパ
ーティクルを除去する。

【０００５】このように、基板に対し光洗浄および物理
洗浄を含む洗浄処理を行う場合には、従来、基板の処理
ラインに紫外線照射装置と洗浄装置とを列設し、紫外線
照射装置から洗浄装置に基板を搬送することにより、そ
の洗浄処理を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理ラ
インに紫外線照射装置と洗浄装置とを列設した場合に
は、これらの２台の装置の占有面積により基板の処理ラ
インが長くなる。また、紫外線照射装置と洗浄装置とを
列設した場合には、紫外線照射装置と洗浄装置との間に
搬送装置を別途設置する必要があることから、これらの
装置の占有面積はさらに大きくなる。このため、これら
の装置を設置するクリーンルームの面積を大きくしなく
てはならないという問題点がある。特に、近年の被処理
基板の大型化にともない、各種の処理装置の占有面積が
増加する傾向にあることから、光洗浄工程や物理洗浄工
程においても、その処理を行うための装置に必要とされ
る占有面積の小型化が要請されている。

【０００７】また、処理ラインに紫外線照射装置と洗浄
装置とを列設した場合には、紫外線照射装置と洗浄装置
との間で基板を搬送する工程が必要となる。一方、近
年、被処理基板は大型化とともに薄板化が進み、基板の
搬送には特に精度が要求されてきている。例えば、液晶
表示パネル用の角形ガラス基板においては、基板のサイ
ズが５００×６００ｍｍで、その厚みが０．７ｍｍのも
のも多用される傾向にある。このような基板において
は、基板自体の変形により搬送不良が生じ、搬送装置に
よる搬送時に基板が割れるという事故が発生する場合が
あるという問題点がある。このため、装置間における基
板の搬送回数は、できるだけ少なくすることが要請され
ている。なお、基板に紫外線を照射する紫外線照射装置
においては、基板が熱の影響を受け変形しやすい状況に
あることから、紫外線照射装置から基板を搬出する際に
は、特に上述した事故が起こりやすい。

【０００８】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、光洗浄と物理洗浄とを単一の装置で行え
るようにすることにより、それらの処理において必要と
される処理装置の占有面積と基板の搬送回数とを減少す
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板を回転可能に支持する基板支持手段と、前記基
板支持手段に支持された基板の表面に紫外線を照射する
ための紫外線ランプと、前記紫外線ランプを基板表面と
対向する紫外線照射位置と待機位置との間で移動させる
移動手段と、前記基板支持手段に支持されて回転する基
板の表面に洗浄液を供給して基板表面を洗浄する基板洗
浄手段とを備えている。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基板洗浄手段は、基板支持手段に
支持されて回転する基板の表面に洗浄液を供給する洗浄
液供給ノズルを含み、前記移動手段は、前記紫外線ラン
プとともに、前記洗浄液供給ノズルを基板表面と対向す
る洗浄液供給位置と待機位置との間で移動させるもので
ある。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基板洗浄手段は、基板支持手段に支持
されて回転する基板の表面に当接ないし近接して基板表
面を洗浄する洗浄用ブラシを含み、前記移動手段は、前
記紫外線ランプとともに、前記洗浄用ブラシを基板表面
と対向する洗浄位置と待機位置との間で移動させるもの
である。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記移動手段は、紫外線ランプを基板
支持手段に支持された基板の表面と平行な表面に沿って
平行移動させるものである。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
いずれかに記載の発明において、ランプカバーと紫外線
透過板とを有し、前記紫外線ランプを気密状態で収納す
るランプボックスと、前記ランプボックス内に、基板の
処理に寄与する紫外線の吸収帯がない気体を供給する気
体供給手段とをさらに備えている。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４
いずれかに記載の発明において、前記紫外線ランプの外
周を覆い、紫外線ランプが紫外線照射位置に移動した状
態において前記基板支持手段に支持された基板と対向す
る側に開口部が設けられた排気カバーと、前記排気カバ
ーの内部から気体を排出する排出口とをさらに備えてい
る。

【００１５】

【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。

【００１６】図１はこの発明に係る基板処理装置１の第
１実施形態を示す平面概要図であり、図２は基板処理装
置１の正面図である。

【００１７】この基板処理装置１は、角形の液晶表示パ
ネル用ガラス基板に対して洗浄処理を行うものであり、
基板Ｗを回転可能に支持するスピンチャック２と、基板
Ｗの表面に当接して基板Ｗを洗浄する洗浄用ブラシ３１
を備えたブラシアーム３と、基板Ｗの表面に洗浄液を供
給する洗浄液供給ノズル４１を備えたノズルアーム４
と、基板Ｗの表面に紫外線を照射する紫外線ランプ５１
を内蔵したランプアーム５と、基板Ｗの表面に洗浄液を
供給する複数のスプレーノズル６と、基板Ｗの表面から
飛散する洗浄液を受ける円筒状の内カップ８と、上蓋９
１と処理液回収容器９３とを有する処理室９とを備え
る。

【００１８】スピンチャック２は、その中央に基板Ｗを
収納する凹部２１を備えた円盤状の支持台２３と、基板
Ｗの下面を支持する複数の支持ピン２７と、基板Ｗを固
定するための固定ピン２５と、支持台２３を回転駆動す
るモータ２９とを備える。基板Ｗは、支持台２３の回転
に伴い、その中心を回転中心Ｃとして回転する。なお、
基板Ｗがスピンチャック２に支持された状態において
は、基板Ｗの表面と支持台２３の表面とがほぼ同一の高
さとなるように、凹部２１の深さと支持ピン２７の高さ
が設定されている。

【００１９】ブラシアーム３は、ナイロン樹脂等を材料
とする毛が植設された洗浄用ブラシ３１をその先端部に
備える。この洗浄用ブラシ３１は、図示しないモータの
駆動により、洗浄用ブラシ３１の中心を軸として基板Ｗ
の表面と平行な平面に沿って自転する。また、洗浄用ブ
ラシ３１は、図示しない駆動機構により、わずかな距離
だけ上下移動可能に構成されている。

【００２０】また、ブラシアーム３は、モータ１５に連
結する駆動軸１７の駆動により、駆動軸１７の軸芯を回
転中心として、図１および図３において実線で示す洗浄
用ブラシ３１がスピンチャック２に支持されて回転する
基板Ｗの回転中心Ｃと対向する位置と、図３において二
点鎖線で示す洗浄用ブラシ３１が支持台２３の端縁と対
向する位置と、図１において二点鎖線で示す待機位置と
の間で揺動可能な構成となっている。

【００２１】洗浄用ブラシ３１により基板Ｗを洗浄する
際には、スピンチャック２に支持されて回転する基板Ｗ
の表面に自転する洗浄用ブラシ３１を当接させた状態
で、ブラシアーム３を、洗浄用ブラシ３１がスピンチャ
ック２に支持されて回転する基板Ｗの回転中心Ｃと対向
する位置と、洗浄用ブラシ３１が支持台２３の端縁と対
向する位置との間で往復して揺動させることにより、基
板Ｗの表面全域に洗浄用ブラシ３１を摺接して洗浄する
ことができる。

【００２２】なお、前述したように、基板Ｗがスピンチ
ャック２に支持された状態においては、基板Ｗの表面と
円盤状の支持台２３の表面とがほぼ同一の高さとなるよ
うに凹部２１の深さと支持ピン２７の高さが設定されて
いるため、洗浄用ブラシ３１が角形の基板Ｗの端縁部と
摺接する際の毛先部分の損傷が軽減される。

【００２３】なお、上記の説明においては、自転する洗
浄用ブラシ３１を基板Ｗの表面に当接させた状態で揺動
させる場合について説明したが、自転する洗浄用ブラシ
３１を基板Ｗに当接させず、ごく近接させた状態で揺動
させるようにしてもよい。

【００２４】ノズルアーム４は、図５に示すように、中
空状の本体下面に穿設されたスリット状の吐出口４３と
本体内部に配設された超音波振動子４５とを有する洗浄
液供給ノズル４１を備える。

【００２５】また、このノズルアーム４は、モータ１１
に連結する駆動軸１３の駆動により、駆動軸１３の軸芯
を回転中心として、後述するランプアーム５とともに、
図１において実線で示す待機位置と、図４において二点
鎖線で示す洗浄液供給ノズル４１の吐出口４３がスピン
チャック２に支持されて回転する基板Ｗの回転中心Ｃと
対向する洗浄液供給位置と、図１において二点鎖線で示
すランプアーム５が基板Ｗの回転中心と対向する紫外線
照射位置との間で揺動可能な構成となっている。

【００２６】洗浄液供給ノズル４１において超音波振動
子４５により超音波振動を付与され、吐出口４３から吐
出された洗浄液は、洗浄液供給位置において、スピンチ
ャック２に支持されて回転する基板Ｗの表面に供給され
る。なお、洗浄液供給ノズル４１の吐出口４３は、洗浄
液供給位置において、その先端が回転する基板Ｗの回転
中心をわずかに越えた位置に達し他端が基板Ｗの角部の
外側に位置するように、基板Ｗの角部の回転軌跡の半径
より若干長めに形成されている。このため、洗浄液供給
位置において、基板Ｗを回転させながら洗浄液供給ノズ
ル４１から基板Ｗに洗浄液を供給することにより、基板
Ｗの表面全域に超音波振動を付与された洗浄液を供給す
ることができる。

【００２７】なお、洗浄液供給ノズル４１における超音
波振動子４５を省略し、所定の圧力で吐出する純水を基
板Ｗの表面に供給する構成とすることもできる。また、
この場合に、純水に換え中性洗剤を供給するようにして
もよい。

【００２８】ランプアーム５は、後程その構成を詳細に
説明するように、スピンチャック２に支持されて回転す
る基板Ｗの表面に紫外線を照射するための誘電体バリア
放電ランプ５１を備える。

【００２９】また、このランプアーム５は、ノズルアー
ム４と同様、モータ１１に連結する駆動軸１３の駆動に
より、ノズルアーム４とともに、図１に実線で示す待機
位置と、図４において二点鎖線で示す洗浄液供給ノズル
４１の吐出口４３が基板Ｗの回転中心Ｃと対向する洗浄
液供給位置と、図４において実線で示すランプアーム５
が基板Ｗの回転中心と対向する紫外線照射位置との間で
揺動可能な構成となっている。

【００３０】この紫外線照射位置は、ランプアーム５に
内蔵された誘電体バリア放電ランプ５１から出射される
紫外線が、スピンチャック２に支持された基板Ｗの回転
中心Ｃから端縁にわたり照射される位置である。すなわ
ち、紫外線照射位置において、誘電体バリア放電ランプ
５１から基板Ｗの表面に出射される紫外線の照射領域
は、その先端が回転する基板Ｗの回転中心をわずかに越
えた位置に達し他端が基板Ｗの角部の外側に位置するよ
うに、基板Ｗの角部の回転軌跡の半径より若干長めに設
定されている。このため、紫外線照射位置において、基
板Ｗを回転させながら誘電体バリア放電ランプ５１から
基板Ｗに紫外線を出射することにより、基板Ｗの表面全
域に紫外線を照射することができる。

【００３１】次に、ランプアーム５の構成について説明
する。図６はランプアーム５の一部を示す側断面図であ
り、図７はそのＡ−Ａ断面矢視図である。

【００３２】これらの図において、５１は誘電体バリア
放電ランプであり、ランプカバー５３と石英板５５から
成るランプボックス５７内に収納されている。なお、ラ
ンプカバー５３の上面と誘電体バリア放電ランプ５１と
の間には反射板５６が配設されており、誘電体バリア放
電ランプ５１からの紫外線は効率よく基板Ｗ側に導かれ
る。

【００３３】誘電体バリア放電ランプ５１は、誘電体バ
リア放電によってエキシマ分子を形成し、このエキシマ
分子から放射される光を出射するランプであり、この実
施形態においては、放電ガスとしてキセノンガスを使用
し中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を照射するものを
採用している。なお、誘電体バリア放電ランプ５１は、
点灯後短時間で安定化することから、基板Ｗの処理に必
要な時間だけ点灯させ、その後は消灯状態で待機させる
ことが可能である。

【００３４】なお、この実施形態においては、ランプボ
ックス５７内に１本の誘電体バリア放電ランプ５１を配
設しているが、ランプアーム５の長手方向に複数の誘電
体バリア放電ランプ５１を列設した構成としてもよい。
また、ランプアーム５の長手方向と交差する方向に複数
の誘電体バリア放電ランプ５１を列設した構成とするこ
とも可能である。さらには、面状の発光部を有する誘電
体バリア放電ランプ５１を使用することもできる。

【００３５】この誘電体バリア放電ランプ５１からの紫
外線は、石英板５５を介して基板Ｗに照射される。この
ため、石英板５５としては、紫外線をできるだけ減衰さ
せずに透過するものを採用することが必要となる。この
ような材質としては、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。

【００３６】石英板５５の上面には、図８に示すよう
に、基板Ｗに照射される紫外線の領域を所定の形状とす
るための遮光板５９が付設されている。この遮光板５９
は、ステンレス製の薄板の中央部に略扇形の開口部６１
を穿設したものであり、誘電体バリア放電ランプ５１か
ら照射された紫外線はこの開口部６１を通過した後、石
英板５５を介して基板Ｗに照射される。

【００３７】この遮光板５９は、後述する紫外線の照射
工程において、回転する基板Ｗへの紫外線の照射量を基
板Ｗの表面全域においてほぼ均一にするためのものであ
り、開口部６１の外周部分のうち、基板Ｗの回転中心Ｃ
付近を端点とする２本の線分部分により紫外線の照射領
域を規制するものである。開口部６１の形状としては、
紫外線が基板Ｗの回転中心Ｃ付近から端縁にわたり照射
され、かつ、その照射領域が基板Ｗの回転中心Ｃ付近を
端点として所定角度開いた２本の線分により主として規
制されるものであれば、略扇形に限らず、他の形状を採
用することもできる。例えば、開口部６１の形状を、基
板Ｗの回転中心Ｃ付近を一つの頂点としこの頂点から底
辺に至る垂線の長さを基板Ｗの対角線の二分の一以上の
長さとする三角形とした場合にも、基板Ｗの表面全域に
おける紫外線の照射量をほぼ均一にすることができる。

【００３８】なお、この遮光板５９を石英板５５の下面
に付設する構成とすることも可能である。また、石英板
５５のうち、開口部６１に相当する部分を合成石英等の
紫外線を減衰させないで構成し、その他の部分を通常の
ガラス等の紫外線を減衰させる材質で構成することによ
って、紫外線の照射領域を規制する構成としてもよい。

【００３９】図６に示すランプカバー５３の右上部には
窒素ガスの導入口７１が設けられており、図示しない窒
素ガス供給源から供給された窒素ガスがこの導入口７１
からランプボックス５７内に導入される。一方、ランプ
カバー５３の左側部には、図示しない排出部に接続され
た窒素ガスの排出口７３が設けられている。導入口７１
から導入されランプボックス５７内を通過した窒素ガス
は、この排出口７３より排出される。

【００４０】なお、ランプボックス５７内に窒素ガスを
供給する理由は次の通りである。

【００４１】すなわち、このような基板処理装置１にお
いて、紫外線ランプとして、その波長が２００ｎｍ以下
の真空紫外線を含む紫外線を照射するランプを使用した
場合、真空紫外線は空気雰囲気下で減衰しその到達距離
はきわめて短いことから、紫外線ランプより出射された
紫外線のうちの真空紫外線が基板Ｗに到達しないという
現象が発生する。この実施の形態のようにキセノンガス
を使用した誘電体バリア放電ランプ５１の場合、放射さ
れる紫外線の中心波長は１７２ｎｍであり、その空気雰
囲気下での到達距離は約１０ｍｍであることから、誘電
体バリア放電ランプ５１と基板Ｗと間に存在する空気層
の厚みが１０ｍｍ以上であれば、誘電体バリア放電ラン
プ５１から照射された紫外線は実質的に基板Ｗに全く到
達しないこととなる。同様に、真空紫外線を中心波長と
して照射する他の紫外線ランプにおいても、照射された
紫外線が実質的に基板Ｗに到達しないという現象が発生
する。このような真空紫外線の減衰は、当該真空紫外線
が酸素を含む空気中を通過する際に真空紫外線の連続吸
収帯を有する酸素により吸収されることから生ずる現象
である。

【００４２】このため、ランプボックス５７内に基板Ｗ
の処理に寄与する紫外線の吸収帯がない気体を連続的に
供給することでランプボックス３７内を当該気体により
パージし、ランプボックス５７内から酸素分子を除去す
ることにより、ランプボックス５７内での真空紫外線の
減衰を防止している。

【００４３】なお、「基板Ｗの処理に寄与する紫外線の
吸収帯がない気体」とは、誘電体バリア放電ランプ５１
から出射される紫外線のうち、少なくとも基板Ｗの処理
に寄与する波長の紫外線を吸収して減衰させる紫外線吸
収帯を持たない気体を指す。このような気体としては、
例えば窒素、ヘリウム、ネオン、水素、アルゴン等の気
体を使用することができるが、特に基板Ｗの処理におい
て不活性ガスとして多用される窒素ガスが好適である。
また、紫外線のうち基板Ｗの処理に寄与する波長は、そ
の処理の種類により選択されるが、紫外線照射によりオ
ゾンを発生させ基板Ｗ表面の有機物を分解することによ
り基板Ｗ表面を親水化させる処理においては、１７２ｎ
ｍや１８５ｎｍ等の２００ｎｍ以下の波長、より好まし
くは１６０〜２００ｎｍの範囲の波長が有効となる。

【００４４】なお、上記のように誘電体バリア放電ラン
プ５１から出射される波長１７２ｎｍの紫外線の空気雰
囲気下での到達距離は約１０ｍｍであることから、ラン
プアーム５が紫外線照射位置に移動した状態において、
石英板５５とスピンチャック２に支持された基板Ｗの表
面との距離を５ｍｍ程度としている。

【００４５】ランプアーム５には、ランプボックス５７
の外側を囲み下方に開口部７５を有する排気カバー７７
が形成されている。この開口部７５の外周部を構成する
排気カバー７７の下端部７９は、ランプアーム５が紫外
線照射位置に移動した状態において、スピンチャック２
に支持された基板Ｗおよび支持台２３の表面に１ｍｍ程
度まで近接した位置に配置されている。また、排気カバ
ー７７の左側部には、排気カバー７７内の気体を外部に
排出するための排気口８１が設けられている。

【００４６】この排気カバー７７は、後述する紫外線の
照射工程において発生するオゾンガスの周囲への拡散を
防止するためのものであり、この排気カバー７７の内周
面とランプカバー５３の外周面との間の隙間によりラン
プボックス５７の周囲を囲む排気部８３が形成される。
そして、排気口８１から排気を行うことにより、ランプ
ボックス５７の周囲に形成された排気部８３からオゾン
を含むガスが吸引され、オゾンガスの拡散が防止され
る。このとき、ランプアーム５が紫外線照射位置に移動
した状態においては、図６に示すように、排気カバー７
７の開口部７５全面がスピンチャック２に支持された基
板Ｗおよび支持台２３と対向し、かつ、開口部７５の外
周部を構成する排気カバー７７の下端部７９は、基板Ｗ
および支持台２３の表面に１ｍｍ程度まで近接した位置
に配置されていることから、排気カバー７７と基板Ｗお
よび支持台２３とにより形成される空間内部の気体が効
率的に排気口８１から排出される。

【００４７】なお、この基板処理装置１は、紫外線照射
により空気中の酸素から発生するオゾンガスを利用して
基板Ｗ表面の有機物を分解するものであることから、基
板Ｗの表面に一定濃度のオゾンガスが存在する必要があ
る。従って、排気口８１からのガスの排気量を必要以上
に大きくすると、排気カバー７７内のオゾンガスの大部
分が排気カバー７７から排出されてしまい、オゾンガス
の濃度が処理に必要とされる値まで上昇しないこととな
る。このため、排気口８１からの排気量は、オゾンガス
の濃度が必要な範囲に維持でき、かつ、オゾンガスが排
気カバー７７から外部に拡散しない値とする必要があ
る。

【００４８】なお、排気部８３は、図６および図７に示
すように、ランプボックス５７の周囲全体を囲む構成と
する必要はなく、例えば、基板Ｗの回転により基板Ｗの
表面がランプアーム５の下面に新たに進入する進入側の
反対側にのみ排気部６５を設ける構成とすることもでき
る。この場合においては、酸素を含む空気は進入側から
排気カバー７７の内部に取り込まれ、この酸素が紫外線
照射によりオゾンガスに変換されて基板Ｗの処理に利用
される。そして、このオゾンガスは、進入側の反対側に
設けられた排気部８３から吸引され、排気口８１から排
気カバー７７外へ排出される。

【００４９】上記の説明においては、排気カバー７７の
下端部７９を基板Ｗおよび支持台２３の表面に１ｍｍ程
度まで近接した位置に配置したものについて説明した
が、図９に示すように、排気カバー７７の開口部７５の
外周に沿って、下方に向かって清浄な空気を噴出するエ
アーカーテンノズル８９を配設することにより、オゾン
ガスの周囲への拡散を防止する構成としてもよい。ま
た、この場合においては、空気に換えて窒素ガス等の不
活性ガスを噴出してもよい。但し、紫外線照射により空
気中の酸素から発生するオゾンガスを利用して基板Ｗ表
面の有機物を分解する処理においては、前述したよう
に、排気カバー７７内に一定濃度の酸素が存在すること
が要求されることから、排気カバー７７内に外部の空気
を取り入れることが可能なように、排気口８１からの排
気量および不活性ガスの噴出量を設定する必要がある。

【００５０】次に、基板処理装置１における基板Ｗの処
理工程について説明する。

【００５１】まず、ランプアーム５における窒素ガスの
導入口７１よりランプボックス５７内に窒素ガスを導入
し、ランプボックス５７内に窒素ガスを充満させる。次
に、処理室９の上蓋９１を開放して、図示しない搬送装
置により、処理を行うべき基板Ｗをスピンチャック２に
おける支持台２３の凹部２１内に搬入し、固定ピン２５
により基板Ｗを固定する。このとき、ノズルアーム４と
ランプアーム５とは図１において実線で示す待機位置
に、また、ブラシアーム３は図１において二点鎖線で示
す待機位置にそれぞれ位置していることから、これらの
アームが基板Ｗの搬入の支障となることはない。

【００５２】続いて、モータ２９により支持台２３を回
転させることにより、そこに保持した基板Ｗを例えば２
０ｒｐｍの回転速度で回転させる。この回転速度は、数
ｒｐｍ〜５０ｒｐｍ程度とすることが好ましい。そし
て、誘電体バリア放電ランプ５１を点灯させるととも
に、モータ１１の駆動により駆動軸１３を介してランプ
アーム５を、図４において実線で示す紫外線照射位置に
移動させる。また、排気口８１から排気を行うことによ
り、排気カバー７７内に発生するオゾンガスを外部に排
出する。

【００５３】これにより、支持台２３とともに回転する
基板Ｗは、誘電体バリア放電ランプ５１から出射された
紫外線の照射を受ける。このとき、基板Ｗは、その回転
中心Ｃから端縁にわたり紫外線の照射を受け、かつ、基
板Ｗ自体が回転していることから、基板Ｗはその表面全
域においてむらなく均一に紫外線の照射を受ける。特
に、この実施の形態においては、紫外線の照射領域が遮
光板５９の開口部６１により規制された領域であること
から、基板Ｗへの紫外線の照射量は、基板Ｗの表面全域
において均一となる。

【００５４】この基板Ｗへの紫外線の照射により、酸素
中の空気からオゾンが発生し、このオゾンが基板Ｗ表面
の有機物を分解して基板Ｗの表面を親水化させる。

【００５５】なお、基板Ｗへの紫外線の照射中におい
て、ランプアーム５を、上述した紫外線の照射位置と支
持台２３の端縁と対向する位置との間で揺動させなが
ら、回転する基板Ｗに紫外線を照射する構成としてもよ
い。さらに、基板Ｗを連続回転させず、少なくとも３６
０度させた場合にも、基板Ｗの全面に紫外線を照射する
ことが可能となる。

【００５６】この紫外線の照射工程においては、ランプ
ボックス５７内には窒素ガスが充満していることから、
誘電体バリア放電ランプ５１から出射された紫外線は、
ランプボックス５７内で減衰することなく石英板５５か
ら出射され、基板Ｗに到達する。また、排気カバー７７
内においては、紫外線により空気中の酸素から変換した
オゾンガスが発生するが、このオゾンガスは排気カバー
７７の排気部８３から吸引されて排気口８１より外部に
排出される。このため、基板処理装置１の内部にオゾン
ガスが拡散することはない。

【００５７】なお、この実施の形態においては、紫外線
ランプとして、その波長が１７２ｎｍの紫外線を中心波
長として出射する誘電体バリア放電ランプ５１を採用し
ているが、この波長１７２ｎｍの紫外線の空気中での到
達距離は前述の通り約１０ｍｍであることから、仮に紫
外線が外部に漏洩しても、数ｃｍ程度離れていれば人体
に影響はない。

【００５８】基板Ｗに対する紫外線照射処理に必要な時
間が経過すれば、排気口８１からの排気量を最大にして
排気カバー７７内に残存するオゾンガスを完全に排出す
るとともに、誘電体バリア放電ランプ５１を消灯する。
そして、ランプアーム５を待機位置に移動させる。

【００５９】なお、基板Ｗに対する紫外線照射処理の終
了後においても誘電体バリア放電ランプ５１を消灯しな
い場合には、紫外線により空気中の酸素がオゾンガスに
変換し、当該オゾンガスが基板処理装置１の内部に拡散
することになるが、上記のように、点灯後短時間で安定
化する誘電体バリア放電ランプ３１を使用し、この誘電
体バリア放電ランプ５１を紫外線照射処理終了後に消灯
する構成とすることにより、このような不要なオゾンガ
スの発生を防止することができる。なお、紫外線ランプ
として、低圧水銀ランプ等の点灯後短時間では安定しな
いランプを使用する場合には、シャッターにより紫外線
を遮断して、オゾンガスの発生を防止する構成とするこ
とが好ましい。

【００６０】基板Ｗへの紫外線の照射工程が終了すれ
ば、基板Ｗを洗浄用ブラシ３１で洗浄する工程に移行す
る。

【００６１】まず、現在２０ｒｐｍで回転している支持
台２３の回転速度を上昇させ、そこに保持された基板Ｗ
を３００ｒｐｍ程度の回転速度で回転させる。そして、
複数のスプレーノズル６より基板Ｗの表面に洗浄液とし
ての純水を供給することにより、基板Ｗの表面を純水に
てリンスする。

【００６２】次に、ブラシアーム３を、図３において実
線で示すように、洗浄用ブラシ３１が基板Ｗの回転中心
Ｃと対向する位置まで移動させた後、洗浄用ブラシ３１
を自転させながら、その下端部が基板Ｗの表面と当接す
る位置まで下降させる。そして、ブラシアーム３を、図
３において実線で示す洗浄用ブラシ３１が基板Ｗの回転
中心Ｃと対向する位置と、二点鎖線で示す洗浄用ブラシ
３１が支持台２３の端縁と対向する位置との間におい
て、複数回往復移動させる。これにより、回転する基板
Ｗは、その表面全域においてそこに摺接する洗浄用ブラ
シ３１により洗浄され、基板Ｗの表面に付着している比
較的大きなパーティクルが除去される。

【００６３】なお、洗浄用ブラシ３１による基板Ｗ表面
の洗浄と平行して、図示しない裏面リンス機構により基
板Ｗの裏面に純水を供給することにより、基板Ｗの表面
を洗浄して汚染された純水等の基板Ｗの裏面への回り込
みを防止する。この基板Ｗの裏面への純水の供給は、後
述する基板Ｗの乾燥工程の直前まで継続される。また、
基板Ｗの洗浄に使用された純水は、内カップ８によりそ
の飛散を防止され、処理室９の回収容器９３に回収され
て外部に排出される。

【００６４】洗浄用ブラシ３１による洗浄が終了すれ
ば、ブラシアーム３を待機位置に移動させる。

【００６５】基板Ｗを洗浄用ブラシ３１で洗浄する工程
が終了すれば、基板Ｗを超音波振動を付与された洗浄液
により洗浄する工程に移行する。

【００６６】まず、基板Ｗの回転速度を１０００ｒｐｍ
程度にまで上昇させる。そして、ノズルアーム４を待機
位置から、図４において二点鎖線で示すように、洗浄液
供給ノズル４１の吐出口４３が基板Ｗの回転中心Ｃと対
向する洗浄液供給位置に移動させる。

【００６７】続いて、回転する基板Ｗの表面に向けて、
洗浄液供給ノズル４１の吐出口４３より、洗浄液として
の純水を供給する。この純水は、超音波振動子４５によ
り超音波振動が付与されている。

【００６８】このとき、洗浄液供給ノズル４１の吐出口
４３は、洗浄液供給位置において、その先端が回転する
基板Ｗの回転中心をわずかに越えた位置に達し他端が基
板Ｗの角部の外側に位置するように、基板Ｗの角部の回
転軌跡の半径より若干長めに形成されていることから、
洗浄液供給位置において、基板Ｗを回転させながら洗浄
液供給ノズル４１より基板Ｗに洗浄液を供給することに
より、基板Ｗの表面全域に超音波振動を付与された洗浄
液を供給することができる。これにより、回転する基板
Ｗの表面は、その表面全域において超音波振動を付与さ
れた純水により洗浄され、基板Ｗの表面に付着している
比較的小さなパーティクルが除去される。

【００６９】洗浄液供給ノズル４１による洗浄する工程
が終了すれば、ノズルアーム４を待機位置に移動させ、
基板Ｗを乾燥する工程に移行する。

【００７０】まず、処理室９の上蓋９１を開放すること
により、処理室９内にクリーンルーム内のダウンフロー
を取り入れる。そして、基板Ｗの回転速度を２０００〜
２５００ｒｐｍ程度にまで上昇させることにより、基板
Ｗに付着した純水を遠心力により振り切って、基板Ｗを
乾燥させる。また、このとき基板Ｗの裏面への純水の供
給を停止し、これに代わって、ノズル２６より基板Ｗの
裏面中央部に窒素ガスを吹き付けることにより基板Ｗの
乾燥を促進する。

【００７１】基板Ｗの処理が完了すれば、スピンチャッ
ク２における支持台２３の回転を停止する。そして、図
示しない搬送装置により基板Ｗを処理室９内から搬出し
て、基板Ｗの洗浄処理を終了する。

【００７２】次に、この発明に係る基板処理装置１の第
２実施形態について説明する。図１０は、この発明の第
２実施形態の要部を示す平面概要図である。なお、この
図において、第１実施形態と同一の部材については同一
の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００７３】この図に示す第２実施形態においては、ブ
ラシアーム３とランプアーム５とを、同一の駆動軸によ
り駆動することにより、同期して揺動させるようにした
点が、前記第１実施形態と異なる。

【００７４】すなわち、この実施形態においては、ブラ
シアーム３とランプアーム５とは、駆動軸１７の駆動に
より駆動軸１７の軸芯を回転中心とし、図１０において
実線で示すランプアーム５が基板の回転中心Ｃと対向す
る紫外線照射位置と、洗浄用ブラシ３１が基板Ｗの回転
中心Ｃと対向する位置と、洗浄用ブラシ３１が支持台２
３の端縁と対向する位置と、待機位置との間において揺
動可能な構成となっている。また、ノズルアーム４は、
洗浄液供給ノズル４１の吐出口４３が基板Ｗの回転中心
Ｃと対向する洗浄液供給位置と、図１０において実線で
示す待機位置との間において揺動可能な構成となってい
る。

【００７５】この基板処理装置１においも、上述した第
１実施例と同様の工程により基板Ｗの洗浄処理を行う。
このとき、ブラシアーム３とランプアーム５とが同期し
て移動する点が第１実施形態と異なる。

【００７６】なお、上記の第１、第２の実施形態におい
ては、ランプアーム５が、ブラシアーム３若しくはノズ
ルアーム４と同期して揺動する場合について述べたが、
ランプアーム５を他の駆動機構に連結することにより、
ランプアーム５を単独で揺動可能な構成としてもよい。

【００７７】次に、この発明に係る基板処理装置１の第
３実施形態について説明する。図１１は、この発明の第
３実施形態の要部を示す平面概要図であり、図１２はラ
ンプアーム１０５の一部を示す側断面図である。なお、
これらの図において、第１実施形態と同一の部材につい
ては同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００７８】これらの図に示す第３実施形態において
は、誘電体バリア放電ランプ５１を収納したランプアー
ム１０５を、スピンチャック２に支持された基板Ｗの表
面と平行な平面に沿って平行移動させるようにした点
が、前記第１実施形態と異なる。

【００７９】ランプアーム１０５は、図１２に示すよう
に、先に説明した第１実施形態におけるランプアーム５
と同様、ランプカバー５３と石英板５５から成るランプ
ボックス５７内に収納された誘電体バリア放電ランプ５
１を有する。また、ランプカバー５３の右上部には窒素
ガスの導入口７１が設けられており、ランプカバー５３
の左側部には、窒素ガスの排出口７３が設けられてい
る。導入口７１から導入されランプボックス５７内を通
過した窒素ガスは、この排出口７３より排出される。さ
らに、ランプアーム１０５には、ランプボックス５７の
外側を囲み下方に開口部７５を有する排気カバー７７が
形成されており、この開口部７５の外周部を構成する排
気カバー７７の下端部７９は、スピンチャック２に支持
された基板Ｗの表面に１ｍｍ程度まで近接した位置に配
置されている。また、排気カバー７７の左側部には、排
気カバー７７内の気体を外部に排出するための排気口８
１が設けられている。

【００８０】ランプアーム１０５の上部両端には、ラン
プアーム１０５を懸架して支持する支軸１０７が設けら
れており、この支軸１０７は図示しないモータの駆動に
より、基板処理装置１に固設されたガイドレール１０９
に沿ってスライド可能な構成となっている。このため、
ランプアーム１０５は、図１１において実線で示す基板
Ｗの一方の端縁の側方に位置する待機位置から、基板Ｗ
の表面と対向する紫外線の照射位置を経て、図１１にお
いて二点鎖線で示す基板Ｗの他方の端縁の側方に位置す
る停止位置までの間を、基板Ｗの表面と平行な平面に沿
って平行移動が可能となる。

【００８１】この実施形態に係る基板処理装置１におい
て、基板Ｗに紫外線の照射処理を行う場合には、図１１
に示すように、基板Ｗの端縁がランプアーム１０５と平
行となる位置でスピンチャック２の支持台２３を停止さ
せ、基板Ｗを支持台２３の凹部２１内に搬入する。そし
て、誘電体バリア放電ランプ５１を点灯させた状態で、
ランプアーム１０５を待機位置から停止位置まで定速で
移動させる。これにより、基板Ｗはその表面全域におい
てむらなく均一に紫外線の照射を受ける。基板Ｗへの紫
外線の照射が終了すれば、ランプアーム１０５を待機位
置まで復帰させる。

【００８２】なお、この実施の形態においては、ランプ
アーム１０５を基板Ｗの短辺方向に平行移動させる構成
であるため、基板Ｗの表面全域に紫外線を照射するため
に必要な時間をより短くすることが可能となる。

【００８３】基板Ｗに対する紫外線の照射処理が終了す
れば、第１実施形態の場合と同様に、基板Ｗに対し洗浄
用ブラシ３１および洗浄液供給ノズル４１による洗浄を
行う。この場合において、ランプアーム１０５は待機位
置に移動しているため、これらによる洗浄の支障となる
ことはない。

【００８４】なお、図１１に示す基板処理装置１におい
ては、基板Ｗを停止させた状態でその表面に紫外線を照
射しているが、前述した第１、第２実施形態同様、基板
Ｗを回転させた状態で紫外線を照射するようにしてもよ
い。この場合においては、図１３に示すように、ランプ
アーム１０５を、図１３において実線で示す待機位置
と、二点鎖線で示すランプアーム１０５が基板Ｗの回転
中心Ｃと対向する紫外線照射位置との間で平行移動する
構成とすればよい。但し、この場合においては、誘電体
バリア放電ランプ５１による紫外線の照射領域を、基板
Ｗの対角線の長さ以上とする必要がある。

【００８５】以上の第１、第２、第３実施形態において
は、いずれも、基板Ｗの表面に洗浄液を供給して基板Ｗ
の表面を洗浄する手段として、洗浄用ブラシ３１と処理
液供給ノズル４１とを含む基板処理装置について説明し
たが、これらの一方を省略することもできる。また、洗
浄用ブラシ３１と処理液供給ノズル４１の両方を省略
し、スプレーノズル６のみで洗浄を行うことも可能であ
る。また、処理液供給ノズル４１を使用し、洗浄用ブラ
シ３１を使用しない場合には、スプレーノズル６を省略
してもよい。

【００８６】さらに、第１、第２、第３実施形態におい
ては、いずれも、角形の液晶用ガラス基板Ｗに対して処
理を行う基板処理装置１にこの発明を適用した場合につ
いて述べたが、この発明は円形の半導体ウエハに対して
処理を行う基板処理装置に対しても同様に適用すること
が可能である。

【００８７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、単一の
基板処理装置により、基板に対する光洗浄と物理洗浄と
を行うことが可能となる。このため、これらの処理にお
いて必要とされる処理装置の占有面積を減少することが
できる。また、光洗浄と物理洗浄とを行うにあたり、そ
れらの工程間で基板を搬送する必要がないので、処理を
迅速に行うことが可能であり、また、基板の搬送不良に
よる基板の損傷も発生しない。

【００８８】請求項２の発明によれば、基板に対し洗浄
液供給ノズルより洗浄液を供給してその洗浄を行うに際
し、紫外線ランプと洗浄液供給ノズルとを同一の移動手
段で移動させるため、各々に移動手段を配設した場合と
比較して、その構成を簡略化することが可能となり、ま
た、移動手段に必要なスペースも減少することができ
る。

【００８９】請求項３の発明によれば、基板に対し洗浄
用ブラシを当接ないし近接してその洗浄を行うに際し、
紫外線ランプと洗浄用ブラシとを同一の移動手段で移動
させるため、各々に移動手段を配設した場合と比較し
て、その構成を簡略化することが可能となり、また、移
動手段に必要なスペースも減少することができる。

【００９０】請求項４の発明によれば、基板の表面全域
に均一に紫外線を照射することが可能となり、基板を均
一に処理することができる。

【００９１】請求項５に記載の発明によれば、ランプボ
ックス内に基板の処理に寄与する紫外線の吸収帯がない
気体を供給するため、紫外線の減衰を防止することがで
きる。

【００９２】請求項６に記載の発明によれば、紫外線照
射によりより発生するオゾンガスの拡散を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理装置１の第１の実施形
態を示す平面概要図である。

【図２】この発明に係る基板処理装置１の第１の実施形
態を示す正面図である。

【図３】基板処理装置１の要部を示す平面概要図であ
る。

【図４】基板処理装置１の要部を示す平面概要図であ
る。

【図５】洗浄液供給ノズル４１の断面図である。

【図６】ランプアーム５の断面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ断面矢視図である。

【図８】遮光板３９を示す平面概要図である。

【図９】ランプアーム５の変形例を示す断面図である。

【図１０】この発明に係る基板処理装置１の第２の実施
形態を示す平面概要図である。

【図１１】この発明に係る基板処理装置１の第３の実施
形態を示す平面概要図である。

【図１２】ランプアーム１０５の断面図である。

【図１３】基板処理装置１の第３の実施形態の変形例を
示す平面概要図である。

【符号の説明】

１ 基板処理装置 ２ スピンチャック ３ ブラシアーム ４ ノズルアーム ５ ランプアーム ６ スプレーノズル １１ モータ １３ 駆動軸 １５ モータ １７ 駆動軸 ２３ 支持台 ２７ 支持ピン ２９ モータ ３１ 洗浄用ブラシ ４１ 洗浄液供給ノズル ５１ 誘電体バリア放電ランプ １０５ ランプアーム １０７ 支軸 １０９ ガイドレール Ｃ 回転中心 Ｗ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を回転可能に支持する基板支持手段
   と、 前記基板支持手段に支持された基板の表面に紫外線を照
   射するための紫外線ランプと、 前記紫外線ランプを基板表面と対向する紫外線照射位置
   と待機位置との間で移動させる移動手段と、 前記基板支持手段に支持されて回転する基板の表面に洗
   浄液を供給して基板表面を洗浄する基板洗浄手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記基板洗浄手段は、基板支持手段に支持されて回転す
   る基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを含
   み、 前記移動手段は、前記紫外線ランプとともに、前記洗浄
   液供給ノズルを基板表面と対向する洗浄液供給位置と待
   機位置との間で移動させる基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 基板洗浄手段は、基板支持手段に支持されて回転する基
   板の表面に当接ないし近接して基板表面を洗浄する洗浄
   用ブラシを含み、 前記移動手段は、前記紫外線ランプとともに、前記洗浄
   用ブラシを基板表面と対向する洗浄位置と待機位置との
   間で移動させる基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記移動手段は、紫外線ランプを基板支持手段に支持さ
   れた基板の表面と平行な表面に沿って平行移動させる基
   板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４いずれかに記載の基板処
   理装置において、 ランプカバーと紫外線透過板とを有し、前記紫外線ラン
   プを気密状態で収納するランプボックスと、 前記ランプボックス内に、基板の処理に寄与する紫外線
   の吸収帯がない気体を供給する気体供給手段と、 をさらに備えた基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４いずれかに記載の基板処
   理装置において、 前記紫外線ランプの外周を覆い、紫外線ランプが紫外線
   照射位置に移動した状態において前記基板支持手段に支
   持された基板と対向する側に開口部が設けられた排気カ
   バーと、 前記排気カバーの内部から気体を排出する排出口と、 をさらに備えた基板処理装置。