JPH0982672A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に対し処理に最適な量の紫外線を照射す
ることのできる基板処理装置および基板処理方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 基板処理装置１は、基板３を収納する処
理室５と、基板を支持する支持ピン１１と、低圧水銀ラ
ンプ７を覆うランプカバー９と、２枚の石英板１７ａ、
１７ｂより形成される気密室１９と、開閉バルブ２５を
介して酸素ガス供給源２７と連結した導入口２３と、開
閉バルブ３１を介して真空ポンプ３３に連結した排出口
２９と、開閉バルブ２５を駆動して気密室１９への酸素
ガスの供給を制御する供給制御部３７と、開閉バルブ３
１および真空ポンプ３３を駆動して気密室１９内のガス
の排出を制御する排出制御部３９とを備える。

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
紫外線を照射してその処理を行う基板処理装置および基
板処理方法に関する。

【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低圧水銀ラン
プ等の紫外線ランプを配設し、この紫外線ランプを常時
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。このよ
うな装置においては、搬送装置により支持手段上に搬送
された基板は、所定のタクトタイムが終了するまで支持
手段上に載置され、その間連続して紫外線の照射を受け
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、支持手段上に搬送された基板はそこか
ら排出されるまで紫外線の照射を受け続ける構成である
ため、必要以上の紫外線の照射を受けてしまう場合があ
るという問題点がある。すなわち、基板のタクトタイム
は基板の処理全体のタクトにより定められるため一定で
あるのに対し、基板の紫外線照射処理に必要な紫外線の
照射時間は基板のレイヤー（膜種）によって異なること
から、基板の種類によっては基板に照射される紫外線が
必要以上に多くなってしまう。その結果、基板が白濁し
てしまう等のダメージを受ける場合がある。

【０００４】これを解決するためには、基板に必要量の
紫外線が照射された時点で紫外線ランプを消灯させるこ
とが考えられるが、低圧水銀ランプ等の紫外線ランプは
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、その間においては基板を安
定して処理することが不可能となる。

【０００５】また、基板と紫外線ランプとの間にシャッ
ターを設け、紫外線ランプからの紫外線をシャッターに
より遮断することも考えられるが、基板上方でシャッタ
ーを移動させると基板上にパーティクルが降下すること
から現実的でない。

【０００６】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、基板に対し処理に最適な量の紫外線
を照射することのできる基板処理装置および基板処理方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【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紫外線ラ
ンプと、前記支持手段に支持された基板と前記紫外線ラ
ンプとの間に配置された２枚の紫外線透過板を備える気
密室と、紫外線を減衰させる気体を供給する気体供給源
と、前記紫外線ランプによる基板への紫外線照射の開始
から一定時間経過後に、前記気体供給源から前記気密室
に気体を供給する気体供給手段とを備えている。このよ
うな構成により、基板の処理に必要な量の紫外線が照射
された後に気密室内に紫外線を減衰させる気体を供給す
ることによって、それ以降の基板への紫外線の照射を防
止できる。

【０００８】また、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、さらに、気密室内より紫外線を
減衰させる気体を排出させる排出手段を備えている。こ
のような構成により、連続して基板を処理する場合に、
気密室内から紫外線を減衰するガスを速やかに排出して
次の基板の処理を行うことができる。

【０００９】さらに、請求項３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方法であ
って、紫外線ランプを点灯する行程と、前記紫外線ラン
プと対向する位置に基板を搬送して、基板に紫外線を照
射する行程と、前記紫外線ランプと前記基板との間に配
置された２枚の紫外線透過板を備える気密室内に紫外線
を減衰させる気体を供給する行程と、前記基板を前記紫
外線ランプと対向する位置から搬出する行程と、前記気
密室内から紫外線を減衰させる気体を排気する行程とか
らなる。このような構成により、基板の処理に必要な量
の紫外線が照射された後に気密室内に紫外線を減衰させ
る気体を供給することによって、それ以降の基板への紫
外線の照射を防止でき、また、基板の搬出後に気密室内
から紫外線を減衰するガスを排出することによって、次
の基板の処理を連続して行うことができる。

【００１０】なお、この明細書で述べる紫外線を減衰さ
せる気体とは、紫外線ランプから出射される紫外線のう
ち、少なくとも、その波長と出射量との関係から過度の
露光により基板にダメージを与える波長の紫外線を吸収
して減衰させる紫外線の吸収帯を有する気体を指し、気
密室に供給された後に紫外線の照射を受けて紫外線を減
衰する気体に変換される気体をも含む。

【００１１】

【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。

【００１２】図１はこの発明に係る基板処理装置１の実
施形態を示す側断面図である。

【００１３】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を覆うランプカバー９とを備える。

【００１４】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
５が設けられている。

【００１５】低圧水銀ランプ７は、主として１８５ｎｍ
および２５４ｎｍをピークとする波長の紫外線を照射す
るものであり、電源中継ボックス１６を介してランプ電
源１８に接続されている。また、ランプカバー９と低圧
水銀ランプ７との間には反射板２１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。

【００１６】処理室５とランプカバー９との間には、互
いに平行に配置された２枚の石英板１７ａ、１７ｂが配
設されており、これらの石英板１７ａ、１７ｂにより気
密室１９が形成される。

【００１７】低圧水銀ランプ７からの紫外線は、２枚の
石英板１７ａ、１７ｂを介して基板３に照射される。こ
のため、石英板１７ａ、１７ｂとしては、紫外線をでき
る限り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。

【００１８】図１に示す気密室１９の左側部には酸素ガ
スの導入口２３が設けられており、この導入口２３は開
閉バルブ２５を介して酸素ガス供給源２７と連結してい
る。酸素ガス供給源２７から供給された酸素ガスはこの
導入口２３から気密室１９内に導入される。

【００１９】一方、気密室１９の右側部には、ガスの排
出口２９が設けられており、この排出口２９は開閉バル
ブ３１を介して真空ポンプ３３と連結している。導入口
２３から導入されたガスは、真空ポンプ３３の作用によ
り、この排出口２９から排出される。なお、真空ポンプ
３３に換えて排気ブロアーを使用することもできる。こ
こで、後述するように、排出口２９から排出される気体
にはオゾンが含まれることから、ガスの排出経路にオゾ
ンガス用のフィルタを設けることが好ましい。

【００２０】さらに、この基板処理装置１は、装置全体
を制御する制御部３５を備えている。この制御部３５
は、開閉バルブ２５を駆動して気密室１９への酸素ガス
の供給を制御する供給制御部３７と、開閉バルブ３１お
よび真空ポンプ３３を駆動して気密室１９内のガスの排
出を制御する排出制御部３９とを備える。また、制御部
３５は、前述した昇降駆動源１３およびランプ電源１８
と電気的に接続されている。

【００２１】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。図２は、基板処理装置１にお
ける基板の処理工程を示すフローチャートである。

【００２２】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を点灯させる（ステップＳ１）。そし
て、低圧水銀ランプ７より照射される紫外線の光量が安
定するのを待つ（ステップＳ２）。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。なお、このとき気密室１９内の気体は予め
排出されており、開閉バルブ２５および３１は閉じられ
ている。

【００２３】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（ス
テップＳ３）。そして、適切な照度を得るために、昇降
駆動源１３により支持ピン１１が上昇してそこに支持し
た基板３を石英板１７ｂ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１７ａ、１７ｂ
を介して基板３に照射され、基板３の処理が行われる。

【００２４】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（ステップＳ４）、供給制御部３
７の指令により開閉バルブ２５を開放し、酸素ガス供給
源２７より気密室１９内に酸素ガスを供給する。気密室
１９内に所定量の酸素ガスが供給されれば、開閉バルブ
２５を閉鎖する（ステップＳ５）。

【００２５】低圧水銀ランプ７から照射される紫外線
は、前述したようにその波長が１８５ｎｍおよび２５４
ｎｍにおいてピークを有するが、気密室１９に供給され
た酸素ガス中の酸素分子は、これらの紫外線のうち波長
が１８５ｎｍの紫外線を減衰させる。このため、基板３
にダメージを与える波長１８５ｎｍの紫外線の基板３へ
の照射が防止される。また、気密室１９に供給された酸
素ガス中の酸素分子は、波長１８５ｎｍの紫外線により
オゾン分子に変換される。このオゾン分子は、波長が約
３００ｎｍ以下の紫外線を減衰させる。このため、さら
に波長２５４ｎｍの紫外線の基板３への照射も防止され
る。従って、基板３の処理に必要な時間の経過後に気密
室１９内に酸素ガスを供給することによって、実質的に
低圧水銀ランプ７を消灯させた場合と同様の状態を作り
出すことができ、基板３への必要以上の紫外線照射によ
り基板３がダメージを受けることを防止できる。

【００２６】なお、２枚の石英板１７ａ、１７ｂは互い
に平行に配置されているため、紫外線は気密室１９全面
において均一な状態で減衰される。このため、基板３へ
の紫外線の照射量は基板３の表面全体において均一とな
る。

【００２７】その後、所定のタクトタイムが経過すれば
（ステップＳ６）、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（ステップＳ７）。

【００２８】基板３が処理室５より搬出されれば、排気
制御部３９の指令により、開閉バルブ３１が開放される
とともに真空ポンプ３３が作動する。そして、気密室１
９内に残存する酸素分子およびオゾン分子から成る気体
を排気部４１に排出する（ステップＳ８）。気密室１９
内の気体が排出されれば、排気制御部３９の指令によ
り、真空ポンプ３３を停止するとともに開閉バルブ３１
を閉鎖する。そして、次に処理すべき基板３を処理室５
へ搬入し（ステップＳ３）、最初に処理を行った基板３
と同様の処理（ステップＳ４〜Ｓ８）を行う。処理を行
うべき基板３の処理がすべて終了すれば（ステップＳ
９）、低圧水銀ランプ７を消灯し（ステップＳ１０）、
基板処理装置１を停止させる。

【００２９】なお、上記実施の形態においては、基板３
の処理に必要な時間の経過後に気密室１９内に酸素ガス
を供給する場合について述べたが、基板３を処理室５に
搬入する前に予め気密室１９内に酸素ガスを供給してお
き、タクトタイムＴ１と基板の処理に必要な時間Ｔ２と
の時間差Ｔ１−Ｔ２の経過後に処理室１９内からガスを
排出して基板３への紫外線の照射を開始することによ
り、基板３に必要な時間Ｔ２だけ紫外線を照射する構成
としてもよい。

【００３０】また、上記実施の形態においては、紫外線
を減衰させる気体として酸素ガスを使用し、酸素分子と
酸素分子より変換したオゾン分子とにより波長１８５ｎ
ｍおよび２５４ｎｍの紫外線を減衰させる場合について
説明したが、照射される紫外線の波長や気密室１９を形
成する２枚の石英板１７ａ、１７ｂ間の距離等に応じ
て、他の気体を採用することも可能である。

【００３１】例えば、上記実施の形態において、酸素ガ
スに換えて酸素濃度が約２０％の空気を供給した場合、
空気中の酸素分子が紫外線によりオゾン分子に変換され
て気密室１９内のオゾン濃度は約１５０〜２５０ｐｐｍ
となる。この場合においても、３００ｎｍ以下の波長の
紫外線の減衰により、２枚の石英板１７ａ、１７ｂ間の
距離を２０ｍｍ程度とすれば、紫外線による基板３への
ダメージの付与を実質的に防止することができる。ま
た、気密室１９に数千ＰＰＭ程度の濃度を有するオゾン
ガスを直接供給した場合には、２枚の石英板１７ａ、１
７ｂ間の距離を数ｍｍ程度とした場合であっても、紫外
線をほぼ完全に遮断することができる。

【００３２】さらに、紫外線ランプとして波長１７２ｎ
ｍの紫外線を中心波長として照射する誘電体バリア放電
ランプ等を使用する場合には、気体として空気を使用し
た場合であっても、この波長の紫外線は空気中において
約１０ｍｍで減衰することおよび空気中の酸素分子がオ
ゾン分子に変換することより、２枚の石英板１７ａ、１
７ｂ間の距離を数ｍｍ程度としても、紫外線をほぼ完全
に遮断することができる。

【００３３】また、上記実施の形態においては、真空ポ
ンプ３３等により気密室１９内の気体を排出するものに
ついて述べたが、導入口２３から基板３の処理に利用す
る紫外線を減衰させない窒素ガス等の気体を供給して気
密室１９内をパージすることにより、紫外線を減衰させ
る気体を気密室１９から排出させる構成とすることもで
きる。

【００３４】さらに、上記実施の形態においては、紫外
線ランプとして低圧水銀ランプ７を使用した場合につい
て述べたが、他の紫外線ランプを使用した場合において
も、この発明は同様に適用することができる。

【００３５】また、上記実施の形態においては、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。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、紫外線
ランプによる基板への紫外線照射の開始から一定時間経
過後に気密室内に紫外線を減衰させる気体を供給するこ
とにより、パーティクル等を発生させることなく紫外線
を遮断して、過度の紫外線照射による基板へのダメージ
の付与を防止することができる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、気
密室内より紫外線を減衰させる気体を排出することによ
り、次の基板を連続して処理することができる。

【００３８】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
基板の処理に必要な量の紫外線が照射された後に気密室
内に紫外線を減衰させる気体を供給することによって、
それ以降の基板への紫外線の照射を防止でき、また、基
板の搬出後に気密室内から紫外線を減衰するガスを排出
することによって、次の基板の処理を連続して行うこと
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の第１の実施形態
を示す側断面図である。

【図２】基板の処理を示すフローチャートである。

【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 １１ 支持ピン １７ａ、１７ｂ 石英板 １９ 気密室 ２３ 導入口 ２５ 開閉バルブ ２７ 酸素ガス供給源 ２９ 排出口 ３１ 開閉バルブ ３３ 真空ポンプ ３７ 供給制御部 ３９ 排出制御部

Claims (3)

【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
   紫外線ランプと、 前記支持手段に支持された基板と前記紫外線ランプとの
   間に配置された２枚の紫外線透過板を備える気密室と、 紫外線を減衰させる気体を供給する気体供給源と、 前記紫外線ランプによる基板への紫外線照射の開始から
   一定時間経過後に、前記気体供給源から前記気密室に気
   体を供給する気体供給手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 気密室内より紫外線を減衰させる気体を
   排出させる排出手段を備える請求項１に記載の基板処理
   装置。
3. 【請求項３】 紫外線を基板表面に照射して基板を処理
   する基板処理方法であって、 紫外線ランプを点灯する行程と、 前記紫外線ランプと対向する位置に基板を搬送して、基
   板に紫外線を照射する行程と、 前記紫外線ランプと前記基板との間に配置された２枚の
   紫外線透過板を備える気密室内に紫外線を減衰させる気
   体を供給する行程と、 前記基板を前記紫外線ランプと対向する位置から搬出す
   る行程と、 前記気密室内から紫外線を減衰させる気体を排気する行
   程と、 からなる基板処理方法。