KR100571864B1 - 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

수용기 내의 분위기 중에 공기류가 존재하는 경우, 공기류의 영향을 받지않고 기판 전체의 처리결과를 균일하게 할 수 있는 기판처리장치를 제공한다.

기판(W)을 반송롤러(15)에 의해 이동하면서, 토출노즐(20)에서 기판(W)에 플라즈마 가스를 토출하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 처리를 실시하는 경우, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에서 기판(W)의 진행방향으로 평행한 위치에 2장의 측면 정류판(30)과, 토출노즐(20)의 아래쪽에 하부 정류판(31)을 배치한다. 이와 같이 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치하는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류(FL12)를 정류할 수 있으며, 기판(W)의 가장자리부와 중앙부에서 플라즈마 가스의 가스류(FL11)를 균일하게 할 수 있으므로 기판(W) 전체에 있어서, 유기물의 제거처리의 결과를 균일하게 할 수 있다.

기판처리장치, 토출노즐, 반송롤러, 정류판, 플라즈마 가스

Description

기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

도1은 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도3은 본 발명의 제1 실시형태에서의 토출노즐을 설명하는 도면,

도4는 본 발명의 제1 실시형태에서의 측면 정류판을 설명하기 위한 도면,

도5는 본 발명의 제1 실시형태의 측면 정류판을 사용한 경우에서의 프로세스 가스의 가스류 및 처리실 내의 기류를 나타내는 도면,

도6은 본 발명의 제1 실시형태에서의 측면 정류판을 설명하기 위한 도면,

도7은 본 발명의 제1 실시형태의 측면 정류판을 사용한 경우에서의 프로세스 가스의 가스류 및 처리실 내의 기류를 나타내는 도면,

도8은 본 발명의 제1 실시형태에서의 하부 정류판을 설명하기 위한 도면,

도9는 본 발명의 제1 실시형태의 측면 정류판 및 하부 정류판을 사용한 경우에서의 프로세스 가스의 가스류 및 처리실 내의 기류를 나타내는 도면,

도10은 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판처리를 설명하는 타임차트,

도11은 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도12는 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도13은 본 발명의 제3 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도14는 본 발명의 제3 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도15는 본 발명의 제4 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도16은 본 발명의 제4 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도17은 본 발명의 제5 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도18은 본 발명의 제5 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도19는 본 발명의 제5 실시형태의 측면 정류판을 사용한 경우에서의 프로세스 가스의 가스류 및 처리실 내의 기류를 나타내는 도면,

도20은 본 발명의 제6 실시형태에서의 기판처리장치의 정면도,

도21는 본 발명의 제6 실시형태에서의 기판처리장치의 측면도,

도22는 본 발명의 제6 실시형태의 측면 정류판을 사용한 경우에서의 열류(熱流)를 나타내는 도면,

도23은 종래의 기판처리장치의 정면도,

도24는 종래의 기판처리장치의 측면도,

도25는 종래의 기판처리장치의 측면도,

도26은 본 발명의 제1 실시형태에서의 하부 정류판을 설명하기 위한 도면,

도27은 본 발명의 제1 실시형태의 하부 정류판을 사용한 경우에서의 프로세스 가스의 가스류 및 처리실 내의 기류를 나타내는 도면,

도28은 본 발명의 제1 실시형태의 측면 정류판 및 하부 정류판을 사용하지 않고 플라즈마 가스에 의해 기판 표면의 유기물을 제거한 경우에 대해, 기판 표면상의 각 측정 포인트에 대응하는 접촉각을 나타내는 그래프,

도29는 본 발명의 제1 실시형태의 하부 정류판만을 사용하고, 플라즈마 가스에 의해 기판 표면의 유기물을 제거한 경우에 대해, 기판 표면상의 각 측정 포인트에 대응하는 접촉각을 나타내는 그래프,

도30은 본 발명의 제1 실시형태의 측면 정류판 및 하부 정류판을 사용하고, 플라즈마 가스에 의해 기판 표면의 유기물을 제거한 경우에 대해, 기판 가장자리부 표면상의 각 측정 포인트에 대응하는 접촉각을 나타내는 그래프,

도31 본 발명의 제2 실시형태의 하부 정류판의 상면과 기판의 하면과의 거리를 변화시킨 경우에서의 각 측정 포인트에 대응하는 접촉각을 나타내는 그래프이다.

(부호의 설명)

1 기판처리장치

10 처리실

15 반송롤러

20 토출노즐

20a 전극20

30 측면 정류판

31 하부 정류판

41 배기펌프

250 커버

330 정류판

360 기판 유지부

W 기판

본 발명은 반도체기판, 액정표시장치용 유리기판, 포토마스크용 유리기판, 광디스크용 기판 등(이하, 「기판」이라 한다)에 미리 정해진 처리를 행하는 기판처리에 관한 것으로, 특히 기판에 부여되는 처리유체의 상황과 기판에 부여되는 열류(熱流)의 상황을 균일하게 하기 위한 개량에 관한 것이다.

반도체와 액정디스플레이 등의 제품은 불소, 순수 등(이하, 「처리액」이라 부른다)과, 플라즈마화 된 질소가스, 오존가스(이하, 「처리가스」라고도 부른다)를 사용하여 여러가지 기판처리가 행해지는 것에 의해 제조된다. 예를 들어 처리가스를 사용한 기판처리로서는, 기판에 대해서 대략 대기압 하에서 플라즈마화 된 가스(이하, 기체를 플라즈마화 한 것을 「플라즈마 가스」라고 총칭한다)를 공급하여 기판에 부착한 유기물을 제거하는 처리가 알려져 있다.

도23은 기판에 플라즈마 가스를 토출하여 기판에 부착한 유기물(예를 들면 레지스트 잔사(殘渣))을 제거하는 종래의 기판처리장치(500)의 정면도이다. 기판처리장치(500)의 처리실(510) 내에 배치되는 토출노즐(520)은 프로세스 가스 공급원(521)에서 공급되는 프로세스 가스(예를 들면, 질소가스)를 플라즈마화 하여 기판(W)에 공급하는 노즐이다. 기판처리장치(500)에서는 반송롤러(515)에 의해 기 판(W)을 X축 플러스 방향으로 이동시키면서, 토출노즐(520)에서 플라즈마 가스를 가스류(FL81)로서 공급함으로써 기판상에 부착한 유기물을 제거할 수가 있다.

또 처리실(510)의 상부에는 필터유닛(511)이 배설되어 있다. 필터유닛(511)은 기판처리장치(500)가 배치되는 클린룸 내로 유입된 공기에 포함되는 파티클을 제거하고, 처리실(510) 내에 청정화된 공기를 공급한다. 또 처리실(510)의 하부에는 배관(545)을 통해서 배기펌프(541)가 연통(連通) 접속되어 있으며, 처리실(510)의 분위기는 공장내의 배기 드레인(540)으로 배기된다. 그 때문에, 처리실(510) 내에는 청정한 공기의 흐름(FL82)이 형성되어 있다.

도24는 처리실(510) 내에서의 플라즈마 가스의 흐름(FL81) 및 공기류(FL82)를 나타내는 도면이다. 도24에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 가스의 가스류(FL81)는 토출노즐(520)에서 토출하여 처리실(510) 내의 공간을 통해서 기판(W)에 도달한다. 또 처리실(510) 내에는 필터유닛(511)에서 공급되는 청정한 공기의 흐름(FL82)이 존재한다. 그 때문에, 토출노즐(520)에서 토출되는 플라즈마 가스의 유속을 저속으로 하면, 토출노즐(520)의 가장자리부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL81a)는 공기류(FL82b)의 영향을 받아 흐트러진다. 그 결과, 기판(W)에 플라즈마 가스를 균일하게 공급할 수 없으며, 기판(W) 전체적으로 균일하게 유기물을 제거하는 처리를 행할 수 없다. 즉 기판(W)의 중앙부에 도달하는 가스류(FL81b)와, 기판(W)의 가장자리부에 도달하는 가스류(FL81a)가 다르며, 플라즈마 가스의 공급상태가 다르기 때문에, 기판(W)의 가장자리부와 중앙부에서 유기물의 제거처리의 결과가 상위하다.

이와 같이 공기류가 존재하는 분위기 중에서, 처리가스를 기판에 공급하여 기판처리를 실행하는 경우, 공기류의 영향을 받아 기판처리를 균일하게 실시할 수 없다는 문제가 있다.

그리고, 이와 같은 문제는 플라즈마 가스와 같은 처리가스에 의해 기판처리를 실행하는 경우에 한정하지 않고, 예를 들면 공기류가 존재하는 분위기중에서 처리액을 공급하는 경우에도 생기는 문제이다.

또한 기판처리의 균일성에 영향을 미치는 인자로서는, 공기류에만 한정되지 않고, 기판에 대해서 열을 가하는 가열처리에 있어서도, 열 대류와 열 방사의 상황이 불균일하게 되어 기판을 균일하게 가열할 수 없게 되므로, 열 대류와 열 방사도 공기류와 마찬가지로 기판처리의 균일성에 영향을 미치는 인자가 된다.

그래서, 본 발명에서는 기판 전체의 처리결과를 균일하게 할 수 있으며, 가령 공기류가 존재하는 분위기 중에 있어서도, 공기류의 영향으로 균일성이 떨어지지 않는 기판처리장치를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.

본 발명의 제2의 목적은 열 대류의 영향을 받지않고 기판 전체의 처리결과를 균일하게 할 수 있는 기판처리를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재의 발명은, 기판처리장치에 있어서 처리실과, 상기 처리실 내에 배설되며, 상기 처리실 내에 존재하는 기판의 위쪽에서 상기 기판에 대해 처리유체를 토출하는 토출수단과, 상기 기판을 미리 정 해진 반송로를 따라 이동시키는 이동수단과, 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 기판 근방의 기류를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재의 발명은, 청구항 1에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 기판은 사각형 기판이며, 상기 정류수단은 상기 사각형 기판의 가장자리부 근방에서 상기 사각형 기판의 이동방향에 대해 거의 평행하게 배치되는 제1의 정류판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재의 발명은, 청구항 2에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 정류수단은, 상기 사각형 기판의 아래쪽에 배치되는 제2의 정류판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재의 발명은, 청구항 2에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 이동수단은, 상기 사각형 기판의 아래쪽에 배치되며, 상기 정류수단은 상기 사각형 기판의 아래쪽에서 상기 이동수단과 거의 동일한 높이로 배치되는 상기 제3의 정류판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재의 발명은, 청구항 3에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 기판의 위쪽에 설치되며, 상기 처리유체의 토출경로를 둘러싸는 원통모양의 커버체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재의 발명은, 청구항 5에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 토출수단의 토출구의 폭은 상기 기판의 폭 이상인 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재의 발명은, 청구항 6에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 처리유체는 플라즈마화 된 가스이며, 상기 가스는 질소가스, 공기, 산소가스, 불활 성가스, 또는 이들의 혼합가스인 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재의 발명은, 청구항 7에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 제1의 정류판은 상기 처리유체에 대해서 내성을 가지는 투명부재인 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 기재의 발명은, 청구항 8에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 제1의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 기재의 발명은, 청구항 7에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 제2의 정류판은 상기 처리유체에 대해서 내성을 가지는 투명부재인 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 기재의 발명은, 청구항 10에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 제2의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 12에 기재의 발명은, 청구항 7에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 제2의 정류판의 상면과 상기 반송로 상의 기판의 하면과의 거리가 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

청구항 13에 기재의 발명은, 기판처리장치에 있어서 처리실과, 상기 처리실 내에 배설되며, 상기 처리실 내에 존재하는 기판의 위쪽에서 상기 기판에 대해서 처리유체를 토출하는 토출수단과, 상기 기판을 미리 정해진 반송로를 따라 이동시키는 이동수단을 구비하며, 상기 기판의 이동방향과 거의 수직인 방향의 상기 이동수단의 사이즈는 상기 이동방향과 거의 수직인 방향의 상기 기판의 사이즈보다 크고, 상기 반송로의 아래쪽은 상기 이동수단에 의해 거의 패쇄되어 있는 것을 특징 으로 한다.

청구항 14에 기재의 발명은, 기판처리장치에 있어서 처리실과, 상기 처리실 내에 설치되어 상기 기판을 유지하는 유지수단과, 상기 처리실 내에 설치되며, 상기 기판에 대해서 위쪽에서 처리유체를 토출하면서 상기 기판상을 이동하는 토출수단과, 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 기판 근방의 기류를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 15에 기재의 발명은, 청구항 14에 기재의 기판처리장치에 있어서 상기 기판은 사각형 기판이며, 상기 정류수단은 상기 사각형 기판의 주위에 배치되는 판상체(板狀體)인 것을 특징으로 한다.

청구항 16에 기재의 발명은 기판처리장치에 있어서 처리실과, 상기 처리실 내에 설치되어 상기 기판을 유지하는 유지수단과, 상기 유지수단에 유지된 상기 기판을 가열하는 가열수단과, 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 기판 근방의 열류를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

< 1. 제1 실시형태 >

< 1.1. 제1 실시형태에서의 기판처리장치의 구성 >

도1은 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판처리장치(1)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 또 도2는 제1 실시형태에서의 기판처리장치(1)를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한 도1 및 이후의 각 도면에는 그들의 방향관계를 명확하게 하기 위해 필요에 따라 Z축 방향을 연직방향으로 하고, XY평면을 수평평면으로 하는 XYZ 직교좌표계를 가지고 있다.

제1 실시형태에서의 기판처리장치(1)는 세정처리유닛의 전(前) 또는 후(後)에 배치되고, 사각형 기판(W)을 이동시키면서 토출노즐(20)에서 기판(W)에 플라즈마화 한 프로세스 가스(플라즈마 가스)를 대체로 대기압 하에서 토출하여 기판(W)에 부착한 유기물 등의 오염물을 제거하는 장치이다. 도1에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(1)는 주로 처리실(10), 토출노즐(20), 반송롤러(15), 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)으로 구성되어 있다.

처리실(10)은 그 내부에 토출노즐(20), 측면 정류판(30), 하부 정류판(31) 등을 수용하는 케이스이다. 도1에 나타내는 바와 같이 처리실(10)의 X축과 수직으로 교차하는 측면부에는 각각 개구부(12a, 12b)가 설치되어 있다. 기판(W)은 반송롤러(15)에 의해 개구부(12a)에서 처리실(10) 내부로 반입되며, 반송롤러(15)에 의해 이동되면서 후술하는 플라즈마 가스에 의한 기판처리가 실시된다. 그리고 기판처리 종료후, 개구부(12b)에서 처리실(10) 외부로 반출된다. 이와 같이 반송롤러(15)에 의해 기판(W)을 거의 수평의 반송로를 따라 화살표(AR1)방향으로 반송 이동시키면서 기판(W)에 플라즈마 가스를 공급하는 것에 의해 기판처리가 행해진다.

반송롤러(15)는 도1 및 도2에 나타내는 바와 같이, Y축과 수직인 방향으로 배치된 3개의 롤러를 1조(組)로 하는 롤러군을, X축 방향으로 복수 배설하여 구성되어 있다. 각 롤러는 도시하지 않는 구동모터에 접속되어 있으며, Y축에 평행한 축을 회전축으로 하여 회전한다. 그 때문에, 반송롤러(15)는 그 위에 올려놓여진 기판(W)을 X축의 플러스 방향 또는 마이너스 방향으로 직선적으로 이동시킬 수 있다.

센서(16)는 반송롤러(15) 상을 반송되는 기판(W)의 위치를 검출하는데 사용되는 비접촉식 센서이며, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방의 반송롤러(15) 부근에 배설된다. 각 센서(16a, 16b)는 그 바로 위로 기판(W)이 반송되면, 「OFF」상태에서 「ON」상태로 이행한다. 따라서, 2개의 센서(16a, 16b)의 「ON」, 「OFF」상태를 조사하는 것에 의해 토출노즐(20)의 아래쪽에서 기판(W)의 위치(예를 들면 화살표(AR1) 방향에 대해서 기판(W)의 선단이 토출노즐(20)의 바로 아래 근방의 위치로 진입했는지 여부 등)를 검출할 수 있다.

처리실(10)의 상부에는 필터유닛(11)이 배치되어 있다. 필터유닛(11)은 기판처리장치(1)가 배치되는 클린룸 내로 유입된 공기를, 필터유닛(11) 내부에 설치된 필터(예를 들면, HEPA필터:도시생략)를 통해서 처리실(10) 내부에 공급하는 유닛이다. 그 때문에, 필터유닛(11)을 통하는 것에 의해 해당 공기에 포함되는 파티클 등의 오염물이 제거되어 청정화된 공기를 처리실(10) 내에 공급할 수 있다.

또 처리실(10)의 하부에는 도1에 나타내는 바와 같이 배관(45b)을 통해서 배기펌프(41)가 연통 접속되어 있다. 그 때문에, 처리실(10) 내의 분위기는 배기펌프(41)에 의해 배기되어 배관(45a)을 통해서 기판처리장치(1) 밖의 배기 드레인(40)으로 배출된다.

이와 같이, 처리실(10)의 상부에서 필터유닛(11)을 통해서 공급되는 청정화된 공기는 처리실(10)의 하부에 접속된 배기펌프(41)에 의해 배기 드레인(40)으로 배출되므로 처리실(10) 내부의 분위기에는 청정한 하향하는 공기류(FL12)가 형성된다.

토출노즐(20)은 도1 및 도2에 나타내는 바와 같이, 처리실(10) 내부에서 기판(W) 반송로의 위쪽에 설치된 노즐이며, 배관(25)(25a~25c), 필터(23) 및 밸브(22)를 통해서 프로세스 가스 공급원(21)과 연통 접속되어 있다. 따라서, 밸브(22)를 개방하는 것에 의해 토출노즐(20)에는 필터(23)에 의해 파티클이 제거된 프로세스 가스가 공급된다. 여기서 프로세스 가스란, 기판처리가 행해지는 환경에서 화학적으로 안정한 가스를 말하며, 질소가스, 아르곤가스, 헬륨가스 등의 불활성가스가 사용된다. 단, 기판처리장치(1)의 런닝 코스트를 고려하면, 아르곤가스나 헬륨가스와 비교하여 값이 싼 질소가스를 프로세스 가스로서 사용하는 것이 바람직하다.

또한 기판(W)에 대해서 악영향을 미치게 하지 않는 경우, 공기와 산소가스를 플라즈마화 한 가스를 기판(W)을 향해 토출해도 된다. 또한 프로세스 가스, 질소가스, 공기 중 2이상을 혼합한 가스라도 된다.

또 토출노즐(20)에는 도3에 나타내는 바와 같이, 그 내부에 2장의 전극(20a)이 배설되어 있으며, 이들 2장의 전극(20a)에 전위차를 부여하는 것에 의해, 프로세스 공급원(21)에서 공급되는 프로세스 가스가 대체로 대기압 하에서 플라즈마화 된다. 그 때문에, 토출노즐(20)에서 아래쪽을 향해, 대체로 대기압 하에서 플라즈마화 된 프로세스 가스(플라즈마 가스)가 토출되어 가스류(FL11)가 형성된다.

또한 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스가 기판(W)에 대해서 충분히 공급할 수 있게 하기 위해, 토출노즐(20)의 Y축 방향(즉, 기판(W)의 반송반향에 직교하는 방향)의 노즐 폭(D1)은 기판(W)의 Y축 방향의 폭(D2)과 비교하여 크게 되도록 설계되어 있다(도2참조).

측면 정류판(30)은 도1 및 도2에 나타내는 바와 같이, 2장의 판상부재이며, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에서, 기판(W)의 진행방향(AR1)에 대해서 평행하게, 기판(W)의 반송로를 사이에 두도록 배설된다. 그 때문에, 기판(W)이 반송롤러(15)에 의해 토출노즐(20) 바로 아래로 반송된 경우, 측면 정류판(30)은 기판(W) 가장자리부의 근방에 거의 동일평면에 위치한다.

하부 정류판(31)은 판상부재이며, 도1 및 도2에 나타내는 바와 같이, 토출노즐(20)의 아래쪽에서, 반송롤러(15)의 아래쪽에 배치된다. 그 때문에, 기판(W)이 반송롤러(15)에 의해 토출노즐(20) 바로 아래로 반송된 경우, 하부 정류판(31)은 기판(W)의 아래쪽에 위치한다.

여기서, 본 실시형태에서 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)은 이 기판처리장치에서 사용하는 플라즈마 가스(예를 들면, 질소플라즈마 가스)에 대해서 내성을 가지는 재료(즉 해당 플라즈마 가스에 대해서 화학적 및 물리적으로 안정한 재료)인 유리와 석영 등에 의해 형성되어 있다. 그 때문에, 측면 정류판(30)과 하부 정류판(31)에 플라즈마 가스가 충돌해도 기판(W)에 부착한 유기물의 제거에 영향을 미치지 않고, 양호하게 유기물의 제거처리를 행할 수 있다. 일반적으로, 유리와 석영 등은 여러가지의 원소의 플라즈마 가스에 대해 화학적 및 물리적인 내성도 높으므로 사용하는 프로세스 가스의 종류에 의존하지 않고 정류판(30, 31)의 재료로서 광범위하게 이용할 수 있다. 또 유리와 석영 등은 광학적인 투명부재이므로, 이들을 정류판(30, 31)의 재료로서 사용하면 정류판(30, 31)을 통해서 아래쪽에서 토출노즐(20)을 관찰할 수도 있다.

또 정류판(30, 31)의 재료로서 경면(鏡面)소재를 사용하고, 그 경면을 위쪽을 향해 토출노즐(20)과 대향하도록 설치하면, 그 경면의 반사를 이용하여 토출노즐(20)의 하측에 있는 토출구 내부를 위쪽에서 관찰할 수 있다. 이와 같이 토출노즐(20)을 관찰 가능한 구성으로 하면 토출노즐(20)의 토출구에서 토출구 내부에서의 플라즈마 발광의 존재를 눈으로 확인하거나 토출구의 오염 등을 눈으로 확인하는 것도 가능하며, 예를 들면 어떠한 원인으로 플라즈마 미생성이 되어 처리를 실패해 버리는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한 여러가지의 플라즈마 가스에 대해서 화학적 및 물리적으로 안정한 다른 재료로서, 스테인레스 등의 금속과, 알루미나 등의 세라믹스에 의해 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 형성해도 된다. 정류판(30, 31)에 광학적인 투명성을 요구하지 않는 경우에는 정류판(30, 31)의 적어도 표면부분이 플라즈마 내성재로 형성되어 있으면 충분하므로 골재상의 표면을 세라믹스로 코팅한 것을 정류판(30, 31)으로 사용해도 된다. 이와 같이 불투명한 소재를 사용한 경우에서 토출노즐(20)의 토출구 내부를 관찰하고 싶은 경우에는 정류판(30, 31)을 용이하게 착탈 가능한 설치구조로 해 두고, 관찰이 필요한 경우에는 정류판(30, 31)을 분리하면 된다.

또 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)은 투명부재에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해 기판처리장치(1)의 외부에서 측면 정류판(30a)(또는 측면 정류판(30b)을 사이에 두고 반송롤러(15)와 반대측에 위치하는 기판처리장치(1)의 오퍼레이터(이하, 단순히 「오퍼레이터」라 부른다)는 기판처리장치(1) 외부에서 측면 정류판(30a) 또는 측면 정류판(30b)을 통해서 토출노즐(20)에서 토출하는 플라즈마 가스의 토출상황을 관찰할 수 있다. 그 때문에, 오퍼레이터에 의해 플라즈마 가스의 토출상황을 양호하게 유지할 수 있으며, 기판(W)에 부착한 유기물의 제거처리를 양호하게 유지할 수 있다.

< 1.2. 정류판에 의한 공기류의 정류 >

여기서는, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 사용하는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류가 정류되며, 플라즈마 가스의 가스류(FL11)가 흐트러짐 없이 기판(W)에 플라즈마 가스가 공급되는 것에 대해서 설명한다. 이하에서는, 설명의 형편상 먼저, (1) 측면 정류판(30)만을 사용한 경우의 공기류의 정류에 대해서 설명하고, 이어서 (2) 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 사용한 경우의 공기류의 정류에 대해서 설명한다.

< 1.2.1. 측면 정류판에 의한 공기류의 정류 >

도4는 정류판으로서 측면 정류판(30)만을 설치한 경우에 있어서, 기판(W)의 선단부 또는 후단부 이외가 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 도달했을 때의 기판처리장치(1)의 상면도를 나타내는 것이다. 또 도5는 기판(W) 선단부 또는 후단부 이외가 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 도달했을 때의 처리실(10) 내의 플라즈마 가스의 가스류(FL11)와 공기류(FL12)를 설명한 도면이다.

종래의 기판처리장치(500)(도23)에서는, 측면 정류판을 설치하고 있지 않기 때문에, 도24에 나타내는 바와 같이, 토출노즐(520)에서 토출되어 기판(W)의 가장자리부에 공급되는 플라즈마 가스의 가스류(FL81a)는 필터유닛(511)에서 공급되는 청정한 공기류(FL82b)의 영향을 받아 흐트러진다. 그 결과, 기판(W)의 중앙부에서의 플라즈마 가스의 가스류(FL81b)와 가스류(FL81a)가 불균일하게 되고, 균일하게 플라즈마 가스를 공급할 수 없기 때문에, 기판(W)의 중앙부와 가장자리부에서 처리결과가 상위하게 된다.

한편, 본 실시형태의 기판처리장치(1)에서는, 기판(W) 가장자리부 근방에 측면 정류판(30)을 설치하고 있으므로 도5에 나타내는 바와 같이, 공기류(FL12b)는 측면 정류판(30)의 측방부 중 기판(W)과 먼쪽의 측방부를 흐른다. 그 결과, 기판(W)의 가장자리부에 공급되는 플라즈마 가스의 가스류(FL11a)는 공기류(FL12b)의 영향을 받지 않고 흐트러지지 않게 기판(W)에 도달하게 되어 기판(W) 전체에서 플라즈마 가스에 의한 기판처리가 균일하게 행해진다.

이와 같이, 2장의 측면 정류판(30)을 기판(W)의 가장자리부에 설치하는 것에의해 공기류(FL12)를 정류할 수 있으며, 기판(W)의 가장자리부에서의 플라즈마 가스의 가스류(FL11a)와, 기판(W)의 중앙부에서의 가스류(FL11b)를 균일하게 할 수 있기 때문에, 기판(W) 전체적으로 플라즈마 가스에 의한 기판처리가 균일하게 행해진다.

그러나, 도6(a)에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 토출노즐(20)의 아래쪽에 도달해 있지 않고, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경 우와, 도6(b)에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 반송롤러(15)에 의해 이동된 결과, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우에 대해서, 필터유닛(11)에서 공급되는 청정한 공기류(FL22)는 측면 정류판(30)의 측방부 중, 기판(W)이 반송되는 부분과 먼쪽의 측방부를 흐르는 공기류(FL22b)와, 기판(W) 반송부와 가까운쪽의 측방부를 흐르는 공기류(FL22c)로 나누어진다. 그리고, 공기류(FL22c)는 반송롤러(15) 부근을 거쳐 처리실(10)의 하부에 도달한다. 그 때문에, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우에, 토출노즐(20)에서 플라즈마 가스를 토출하면 공기류(FL22c)의 흐름의 영향에 의해 토출노즐(20)의 가장자리부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL21a)가 흐트러진다.

이와 같이, 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류는 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래에 존재하는 경우와, 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래에 존재하지 않는 경우에 상위하다. 그 때문에, 측면 정류판(30)만을 사용하는 경우, 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 도달할 때와, 반송롤러(15)에 의해 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에서 멀어질 때에 기판(W)의 가장자리부에 공급되는 플라즈마 가스의 가스류가 흐트러져, 그 결과 기판(W)의 가장자리부와 기판(W)의 중앙부에서 처리결과가 불균일하게 된다.

< 1.2.2. 하부 정류판에 의한 공기류의 정류 >

여기서는, 정류판으로서 기판(W)의 아래쪽에 하부 정류판(31)만을 설치한 경우에서의 처리실(10) 내의 플라즈마 가스의 가스류 및 공기류에 대해서 종래의 기판처리장치와의 비교에 대해서 설명한다.

먼저, 종래의 기판처리장치(500)(도23)와 같이 하부 정류판을 사용하지 않는 경우에서의 가스류(FL83) 및 공기류(FL84)에 대해서 검토한다. 도24 및 도25는 처리실(510) 내에서의 플라즈마 가스의 흐름(FL81, FL83) 및 공기류(FL82, FL84)를 나타내는 도면이다.

종래의 기판처리장치(500)에서는, 도25에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 토출노즐(520)의 아래쪽에 도달해 있지 않아 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우와, 기판(W)이 반송롤러(15)에 의해 이동된 결과, 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우에 있어서, 토출노즐(520)의 중앙부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스는 그 일부에 대해서는 토출노즐(520)의 아래쪽에 배치된 각 반송롤러(15)의 사이를 통과하여 처리실(510)의 하부에 도달한다. 또 토출노즐(520)에서 토출되는 플라즈마 가스 중 다른 일부에 대해서는 반송롤러(15)에 의해 튀어오르게 된다. 즉 플라즈마 가스의 가스류(FL83b)는 토출노즐(520) 아래쪽의 하드웨어의 배치에 의해 영향을 받는다. 이것에 의해 토출노즐(520)의 중앙부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL83b)의 방향은 도25에 나타내는 바와 같이 균일하게 되지 않는다.

한편, 종래의 기판처리장치(500)에 있어서, 도24에 나타내는 바와 같이 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하는 경우에 있어서, 플라즈마 가스의 가스류(FL83b)는 토출노즐(520) 아래쪽의 하드웨어의 배치의 영향을 받지 않으므로 가스류(FL83b)의 방향은 거의 균일하게 된다.

이와 같이 종래의 기판처리장치(500)에 있어서, 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하는 경우의 가스류(FL81b)의 상황과, 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우의 가스류(FL83b)의 상황에서, 토출노즐(520)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류의 상황이 상위하다. 그 때문에, 기판(W)이 토출노즐(520)의 바로 아래 근방에 도달한 후에 일정시간이 경과할 때까지 기판(W)의 중앙부 부근에 공급되는 플라즈마 가스의 가스류가 흐트러진 상태가 된다. 그 결과, 기판(W)의 중앙부 부근의 유기물 제거의 처리결과가 불균일하게 된다.

다음에, 본 실시형태의 기판처리장치(1)와 같이 하부 정류판(31)을 설치한 경우에서의 가스류(FL33) 및 공기류(FL34)에 대해서 검토한다. 도26은 기판(W)의 아래쪽에 하부 정류판(31)을 배치한 경우에서의 기판처리장치(1)의 상면도이다. 또 도27은 기판(W)이 토출노즐(20)의 아래쪽에 하부 정류판(31)을 배치한 경우에서의 기판처리장치(1)의 측면도이다.

도26(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)이 토출노즐(20)의 아래쪽에 도달해 있지 않아 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우, 하부 정류판(31)을 설치하는 것에 의해 반송롤러(15)의 아래쪽 영역이 폐쇄된다. 이것에 의해 토출노즐(20)의 아래쪽의 하드웨어의 배치에 의해 영향을 받기 어렵게 된다. 그 때문에, 도27에 나타내는 바와 같이 토출노즐(20)의 중앙부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL33b)의 방향은 균일하게 된다.

즉, 하부 정류판(31)을 기판(W)의 아래쪽에 설치하는 것에 의해, 토출노즐(20)의 중앙부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL33b)의 방향 을 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)의 중앙부 부근에서 플라즈마 가스에 의한 유기물의 제거처리를 향호하게 행할 수 있다.

단, 하부 정류판(31)을 기판(W)의 아래쪽에 설치한 경우에 있어서도, 토출노즐(20)의 가장자리부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL33a)는 도27에 나타내는 바와 같이, 필터유닛(11)에서 공급되는 청정한 공기류(FL34b)의 영향을 받아 흐트러진다. 그 때문에, 토출노즐(20)의 가장자리부에서 공급되는 플라즈마 가스의 가스류(FL33a)는 토출노즐(20)의 중앙부에서 토출되는 가스류(FL33b)와 비교하여 가스류의 방향이 불균일하게 된다.

여기서, 하부 정류판(31)을 설치한 경우와 설치하지 않은 경우와의 유기물의 제거상황의 비교를 나타내는 실험결과에 대해서 설명한다. 도28은 하부 정류판(31)을 설치하지 않은 기판처리장치(500)에 있어서, 기판(W)을 향해 플라즈마 가스를 토출하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거한 경우에 대해, 기판(W)상의 측정 포인트에 대응하는 기판(W) 표면의 접촉각을 나타내는 그래프이다. 또 도29는 하부 정류판(31)만을 설치한 기판처리장치(1)에 있어서, 기판(W)을 향해 플라즈마 가스를 토출하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거한 경우에 대해, 기판(W)상의 측정 포인트에 대응하는 기판(W) 표면의 접촉각을 나타내는 그래프이다.

또한 도28 및 도29의 횡축은 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 폭방향(Y축 방향)을 따라 기판(W)의 한쪽의 가장자리부에서 다른쪽의 가장자리부를 향해 등간격으로 54점 배치한 측정 포인트를 나타낸다. 또 종축은 각 측정 포인트에서의 기판(W) 상면의 접촉각을 나타낸다. 또 종축의 접촉각은 기판(W)에 부착한 유기물 이 양호하게 제거된 경우일 수록 작은 값을 가진다.

도28 및 도29에 나타내는 바와 같이, 하부 정류판(31)만 사용한 경우, 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치는 26.8(deg)이 되며, 하부 정류판(31)을 사용하지 않은 경우의 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치(=43.7(deg))보다 작다. 즉 도28 및 도29에 나타내는 바와 같이, 하부 정류판(31)을 사용하는 쪽이 기판(W)에 부착한 유기물의 제거를 양호하게 실행할 수 있는 것이 확인되었다.

또 하부 정류판(31)만 사용한 경우, 각 측정 포인트의 접촉각 중 최대가 되는 값에서 최소가 되는 값을 뺀 값(이하, 「R값」이라 부른다)은 10.6(deg)이 되며, 각 측정 포인트의 접촉각의 표준편차(σ)를 3배한 값(이하, 「3σ값」이라 부른다)은 5.4(deg)가 된다. 즉, 하부 정류판(31)만 사용한 경우의 R값 및 3σ값의 각각의 값은 하부 정류판(31)을 사용하지 않은 경우의 R값(=43.7(deg)) 및 3σ값(=28.7(deg))보다 작다. 따라서, 하부 정류판(31)을 사용하는 쪽이 플라즈마 가스의 가스류(FL33b)를 균일하게 기판(W)을 향해 토출할 수 있는 것도 확인되었다.

또한 도29에 나타내는 바와 같이, 하부 정류판(31)만 사용한 경우, 기판(W)의 중앙부 부근의 측정 포인트의 접촉각과 비교하여 기판(W)의 가장자리부 부근의 측정 포인트의 접촉각이 크다. 따라서 하부 정류판(31)만에서는 토출노즐(20)의 가장자리부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL33a)가 불균일하게 되는 것도 확인되었다.

< 1.2.3. 측면 정류판과 하부 정류판에 의한 공기류의 정류 >

도8은 측면 정류판(30)에 더하여, 기판(W)의 아래쪽에 하부 정류판(31)을 배치한 경우에서의 기판처리장치(1)의 상면도이다. 또 도9는 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 존재하지 않는 경우에 있어서, 처리실(10) 내의 플라즈마 가스의 가스류(FL31)와 공기류(FL32)를 설명하는 도면이다.

도8(a)에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 토출노즐(20)의 아래쪽에 도달하지 않아 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않은 경우, 반송롤러(15)의 아래쪽 영역에 하부 정류판(31)을 설치하면, 도9에 나타내는 바와 같이 반송롤러(15)의 아래쪽 영역이 하부 정류판(31)에 의해 폐쇄된다. 그 결과, 측면 정류판(30)만을 설치한 경우와 같이 공기류가 나누어져, 측면 정류판(30)의 측방부 중 기판(W)이 반송되는 부분과 가까운 쪽의 측방부로 공기류가 유입하는 것을 방지할 수 있다.

또 마찬가지로, 도8(b)에 나타내는 바와 같이 기판(W)이 반송롤러(15)에 의해 이동된 결과, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우도, 하부 정류판(31)을 설치하는 것에 의해 공기류가 측면 정류판(30)의 측방부 중 기판(W)이 반송되는 부분과 가까운 쪽의 측방부로 유입하는 것을 방지할 수 있다.

그 때문에, 측면 정류판(30)에 더하여 하부 정류판(31)을 더 설치하는 것에 의해, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우에 있어서도, 토출노즐(20)의 가장자리부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL31a)는 공기류(FL32)의 영향을 받지 않게 되어 토출노즐(20)의 중앙부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL31b)와 동일한 흐름이 된다.

이상과 같이, 측면 정류판(30)과 하부 정류판(31)를 설치하는 것에 의해 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 존재할 때 뿐아니라, 존재하지 않을 때도 흐름을 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 기판 전체영역에 대해서 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류를 균일하게 제공할 수 있으며, 기판 전체의 처리결과를 균일하게 실시할 수 있다.

여기서, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치한 경우와 하부 정류판(31)만을 설치한 경우에서의 유기물의 제거상황의 비교를 나타내는 실험결과에 대해서 설명한다. 도30은 하부 정류판(31)만을 설치한 경우와, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치한 경우에 대해, 기판(W)상의 측정 포인트에 대응하는 기판(W) 표면의 접촉각을 나타내는 그래프이다.

또한 도30의 횡축은 도28 및 도29의 측정 포인트 중, 측정 포인트(1~7) 및 측정 포인트(48~54)를 나타내는 것이며, 기판(W)의 가장자리부의 측정 포인트에 해당한다. 또 종축은 도28 및 도29와 마찬가지로, 각 측정 포인트에서의 기판(W) 상면의 접촉각을 나타낸다. 또 도30 중의 흰색의 삼각형은 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치한 경우의 측정결과를, 검게 칠한 점은 하부 정류판(31)만을 설치한 경우의 측정결과를 각각 나타낸다.

도30에 나타내는 바와 같이, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)를 설치한 경우, 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치는 24.4(deg), R값은 5.3(deg), 3σ값은 4.4(deg)가 된다. 즉, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치한 경우의 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치, R값 및 3σ값의 각각의 값은 하부 정류판(31)만을 설치한 경우의 각 측정 포인트의 평균치(=26.9(deg)), R값(=10.6(deg)) 및 3σ값(=9.1(deg))보다 작다.

따라서, 하부 정류판(31)만을 사용하는 경우와 비교하여, 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 사용하는 쪽이 토출노즐(20)의 가장자리부 부근에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL31b)를 균일하게 기판(W)을 향해 토출할 수 있으며, 기판(W)의 가장자리부 부근에 있어서도 유기물의 제거처리를 양호하게 실행할 수 있는 것이 확인되었다.

< 1.3. 기판처리 시퀀스 >

여기서는 본 실시형태의 기판처리장치(1)를 사용하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 시퀀스에 대해서 설명한다. 도10은 본 실시형태에서의 기판처리를 설명하기 위한 타임차트이다. 또한 이하의 제거처리 시퀀스 중에서 처리실(10) 내에는 항상 필터유닛(11)에 의해 청정화된 공기가 공급되며, 배기펌프(41)에 의해 처리실(10) 내의 분위기가 배기되어 있다. 그 때문에, 처리실(10) 내에는 항상 청정화된 공기류가 형성되어 있다. 또 반송롤러(15)의 각 롤러는 계속 회전하고 있으므로 기판(W)은 화살표(AR1) 방향으로 계속 이동하고 있다.

기판(W)의 선단부가 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 도달해 있지 않은 단계(시각 t0보다 전)에서, 센서(16a, 16b)는 모두 「OFF」상태이고, 밸브(22)는 폐쇄되어 있으므로 토출노즐(20)에서 플라즈마 가스는 토출되지 않는다.

계속해서, 기판(W)의 선단부가 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 도달하여 센서(16a)가 「OFF」에서 「ON」상태로 천이하는 시각(t0)에서, 밸브(22)가 개방되 고, 프로세스 가스가 배관(25) 및 필터(23)를 통해서 토출노즐(20)에 공급된다. 또 시각(t0)에서, 토출노즐(20) 내의 2개의 전극(20a) 사이에 전위차가 인가된다. 그 때문에, 토출노즐(20)에 공급되는 프로세스 가스는 플라즈마화 되며, 토출노즐(20)에서 아래쪽을 향해 플라즈마 가스가 토출된다. 그리고, 기판(W)의 선단부가 반송롤러(15)에 의해 토출노즐(20)의 바로 아래에 도달하는 시각(t1)에서 기판처리가 개시된다.

그리고, 시각(t2)에서, 기판(W)의 선단부가 센서(16b)에 도달하여 센서(16b)가 「OFF」상태에서 「ON」상태로 천이해도, 또 시각(t3)에서, 기판(W)의 후단부가 센서(16a)에 도달하여 센서(16a)가 「ON」상태에서 「OFF」상태로 천이해도 기판처리는 계속된다. 또한 전술한 바와 같이 본 실시형태의 기판처리장치(1)에는 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)이 설치되어 있어 기판(W) 전체영역에 플라즈마 가스의 가스류를 균일하게 공급할 수 있으므로 기판(W) 전체에서 처리결과를 균일하게 할 수 있다.

그리고, 시각(t4)에서, 기판(W)의 후단부가 토출노즐(20) 바로 아래에서 멀어지고, 또 센서(16b)가 「ON」상태에서 「OFF」상태로 천이하는 시각(t5)에서 밸브(22)가 폐쇄되어 전극(20a) 사이의 전위차가 V0에서 「0」으로 천이하므로 토출노즐(20)에서의 플라즈마 가스의 토출이 정지되어 제거처리가 종료한다.

< 1.4. 제1 실시형태의 기판처리장치의 이점 >

이상의 제1 실시형태의 기판처리장치(1)에 있어서, 기판(W)을 반송롤러(15)에 의해 반송 이동시키면서 토출노즐(20)에서 기판(W)을 향해 플라즈마 가스를 토 출하는 경우, 기판(W)의 근방에 측면 정류판(30)과 하부 정류판(31)을 배설하는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류의 영향에 의해 기판(W) 가장자리부에 도달하는 플라즈마 가스의 가스류가 흐트러지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 가스의 가스류를 기판(W)의 중앙부와 가장자리부에서 균일하게 하여 기판(W) 전체에 균일하게 플라즈마 가스를 공급할 수 있으므로 기판(W) 상에 부착한 유기물의 제거처리를 기판(W) 전체적으로 균일하게 행할 수 있다.

특히 기판(W)이 토출노즐(20)의 바로 아래 존재하는 경우, 측면 정류판(30)을 설치하는 것에 의해 플라즈마 가스류가 흐트러지는 것을 억제할 수 있다.

또 측면 정류판(30)에 더하여 하부 정류판(31)를 설치하는 것에 의해, (1) 기판(W)의 선단부가 토출노즐(20)의 바로 아래에 도달하기 전후, 및 (2) 기판(W)의 후단부가 토출노즐(20)의 바로 아래에서 멀어지기 전후에 있어서, 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류가 흐트러지는 것을 억제할 수 있다.

< 2. 제2 실시형태 >

다음에, 제2 실시형태에 대해서 설명한다.

도11은 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판처리장치(100)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 또 도12는 제2 실시형태에서의 기판처리장치(100)를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도11, 도12에 나타내는 바와 같이 제2 실시형태에서의 기판처리장치(100)의 하드웨어 구성은 제1 실시형태와 비교하여 후술하는 바와 같이,

(1) 반송롤러(115)가 다른 점,

(2) 하부 정류판(131)의 배설 위치가 상위한 점,

(3) 센서(116)의 배설 위치가 상위한 점,

을 제외하고는 제1 실시형태와 같다. 그래서, 이하에서는 이 상위점을 중심으로 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서, 제1 실시형태의 기판처리장치에서의 구성요소와 같은 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다. 이들 동일부호의 구성요소는 제1 실시형태에서 설명을 했으므로 본 실시형태에서는 설명을 생략한다.

< 2.1. 제2 실시형태에서의 기판처리장치의 구성 >

제2 실시형태에서의 기판처리장치(100)는 제1 실시형태에서의 기판처리장치(1)와 마찬가지로, 세정처리유닛의 전 또는 후에 배치되며, 사각형 기판(W)을 이동시키면서 플라즈마 가스를 해당 기판(W)에 토출하는 것에 의해 기판(W)에 부착한 유기물 등의 오염물을 제거하는 장치이다.

도11 및 도12에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 반송롤러(115)는 제1 실시형태의 반송롤러(15)와 마찬가지로, Y축과 수직인 방향으로 배치되는 3개의 롤러를 1조(組)로 하는 롤러군을 X축 방향으로 복수 배설하여 구성되어 있다. 도12에 나타내는 바와 같이 롤러군에 포함되는 각 반송롤러(115)의 중심 부근에는 Y축에 거의 평행한 롤러회전축(115a)이 삽입하여 설치되어 있다. 또 롤러회전축(115a)의 일단은 도시를 생략하는 구동모터와 연동 접속되어 있다. 그 때문에, 반송롤러(115)는 그 위에 올려놓여진 기판(W)을 거의 수평방향의 반송로를 따라 X축의 플러스 방향 또는 마이너스 방향으로 이동시킬 수 있다.

단, 본 실시형태에 있어서, 하부 정류판(131)의 Z축 방향의 위치가 롤러회전 축(115a)과 반송롤러(115)의 상단 위치와의 사이에 배치하기 때문에, 반송롤러(115)의 롤러의 반지름은 적어도 하부 정류판(131)의 두께보다 크게 되도록 설계되어 있다.

또한 본 실시형태의 하부 정류판(131)은 제1 실시형태의 하부 정류판(31)과 마찬가지로 플라즈마 가스에 대해서 화학적으로 안정한 유리와 석영 등의 투명부재에 의해 형성되어 있지만, 스테인레스 등의 금속과 알루미나 등의 세라믹스에 의해 형성해도 된다.

본 실시형태의 하부 정류판(131)은 제1 실시형태의 하부 정류판(31)과 마찬가지로 기판(W)의 아래쪽에 배설되는 판상부재이다. 단, 본 실시형태의 하부 정류판(131)은 반송롤러(115)의 롤러부분에 배치하기 때문에 도12에 나타내는 바와 같이, 하부 정류판(131)의 반송롤러(115)의 각 롤러와 간섭하는 부분에는 복수의 구멍부(131h)가 설치되어 있다. 그리고, 복수의 구멍부(131h)의 각각에 대응하는 롤러를 삽입하여 하부 정류판(131)을 배설한다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 제1 실시형태와 비교하여 하부 정류판의 상면과 기판(W)의 하면과의 거리를 더 작게 할 수 있다. 그 때문에, 플라즈마 가스의 가스류(FL41a)가 흐트러지는 것을 더 억제할 수 있다. 또한 하부 정류판(131)의 상면과 기판(W)의 하면과의 거리는 5.0㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한 기판처리장치(100)를 사용하고, 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 기판처리에 대해서, 하부 정류판(131) 상에 설치된 센서(116)를 사용하여 기판(W)의 위치를 검출하는 점을 제외하고는 제1 실시형태에서 설명한 처리 시퀀스와 동일 하므로 여기서는 설명을 생략한다.

여기서, 기판(W)의 하면과 하부 정류판의 상면과의 거리를 변화시킨 경우에서의 유기물의 제거상황의 비교를 나타내는 실험결과에 대해서 설명한다. 도31은 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 설치한 경우에서 기판(W) 상의 측정 포인트에 대응하는 기판(W) 표면의 접촉각을 나타내는 그래프이다.

또한 도31의 횡축은 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 폭방향(Y축 방향)을 따라 기판(W)의 한쪽의 가장자리부에서 다른쪽의 가장자리부를 향해 등간격으로 11점 배치한 측정 포인트를 나타낸다. 또 종축은 각 측정 포인트에서의 기판(W) 상면의 접촉각을 나타낸다. 또 도31 중의 검게 칠한 삼각형은 기판(W)의 하면과 하부 정류판의 상면과의 거리가 5.0㎜인 경우의 측정결과를, 또 도31 중의 검게 칠한 마름모형은 기판(W)의 하면과 하부 정류판의 상면과의 거리가 100.0㎜인 경우의 측정결과를 각각 나타낸다.

도31에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 하면과 하부 정류판(131)의 상면과의 거리(이하, 「기판-정류판간 거리(DD)」라고 부른다)를 5.0㎜로 한 경우, 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치는 26.8(deg), R값은 8.7(deg), 3σ값은 8.0(deg)가 된다. 즉 기판-정류판간 거리(DD)를 5.0㎜로 한 경우의 각 측정 포인트의 접촉각의 평균치, R값 및 3σ값의 각각의 값은 기판-정류판간 거리(DD)를 100.0㎜로 한 경우의 각 측정 포인트의 평균치(=32.6(deg)), R값(=17.1(deg)) 및 3σ값(=19.0(deg))보다 작다.

따라서, 기판-정류판간 거리(DD)를 100.0㎜로 한 경우와 비교하여, 기판-정 류판간 거리(DD)를 5.0㎜로 한 경우의 쪽이(즉, 기판-정류판간거리(DD)를 작게 하는 것에 의해) 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL41)(FL41a, FL41b)를 균일하게 기판(W)을 향해 토출할 수 있으며, 기판(W)의 가장자리부 부근에서도 유기물의 제거처리를 양호하게 실행할 수 있는 것이 확인되었다.

< 2.2. 제2 실시형태의 기판처리장치의 이점 >

이상의 제2 실시형태의 기판처리장치(100)에 있어서, 반송롤러(115)는 롤러의 반지름을 적어도 하부 정류판(131)의 두께보다 크게하는 것에 의해, 또 하부 정류판(131)는 반송롤러(115)의 롤러와 간섭하는 부분에 복수의 구멍부(131h)를 설치하고, 해당 구멍부에 대응하는 롤러를 삽입하는 것에 의해 제1 실시형태와 비교하여 기판(W)과 하부 정류판(131)과의 거리를 작게 할 수 있다. 그 결과, 제1 실시형태와 비교하여 처리실(10) 내의 공기류(FL42)의 영향에 의해 기판(W) 가장자리부에 도달하는 플라즈마 가스의 가스류(FL41a)가 흐트러지는 것을 더 억제할 수 있기 때문에, 기판(W) 중앙부의 플라즈마 가스의 가스류(FL41b)와 가장자리부의 플라즈마 가스의 가스류(FL41a)를 더 균일하게 할 수 있어 기판(W) 상에 부착한 유리물의 제거처리를 기판(W) 전체적으로 균일하게 행할 수 있다.

< 3. 제3 실시형태 >

다음에, 제3 실시형태에 대해서 설명한다.

도13은 본 발명의 제3 실시형태에서의 기판처리장치(200)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 또 도14는 제3 실시형태에서의 기판처리장치(200)를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도13, 도14에 나타내는 바와 같이 제3 실시형태에서의 기판 처리장치(200)의 하드웨어 구성은 제1 실시형태와 비교하여 후술하는 바와 같이, (1) 토출노즐(20)을 덮는 커버(250)(도13, 도14 참조)가 더 설치되어 있는 것을 제외하고는 제1 실시형태와 동일하다. 그래서, 이하에서는 이 상위점을 중심으로 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서, 제1 실시형태의 기판처리장치에서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다. 이들 동일부호의 구성요소는 제1 실시형태에서 설명을 했으므로 본 실시형태에서는 설명을 생략한다.

< 3.1. 제3 실시형태에서의 기판처리장치의 구성 >

제3 실시형태에서의 기판처리장치(200)는 제1 실시형태에서의 기판처리장치(1) 및 제2 실시형태에서의 기판처리장치(100)와 마찬가지로, 세정처리유닛의 전 또는 후에 배치되어 사각형 기판(W)을 거의 수평방향의 반송로를 따라 이동시키면서 플라즈마 가스를 해당 기판(W)에 토출하는 것에 의해 기판(W)에 부착한 유기물 등의 오염물을 제거하는 장치이다.

커버(250)는 그 하부에 개구부(252)를 가지는 원통형 커버이다. 도13 및 도14에 나타내는 바와 같이 커버(250)는 토출노즐(20)과 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL51)의 유로를 덮도록 처리실(10) 내에 배치되어 있다. 그 때문에, 가스류(FL51)는 처리실(10) 내의 공기류(FL52)의 영향을 받지않고 기판(W)에 플라즈마 가스를 공급할 수 있다.

또 커버(250) 하부의 기판(W) 근방에는 기판(W)의 진행방향(AR1)의 전후에 따라 평탄한 플렌지부(251)가 설치되어 있다. 그 때문에 토출노즐(20)에서 토출되어 개구부(252)를 거친 플라즈마 가스는 플렌지부(251)와 기판(W) 사이의 공간으로 인도되어, 기판(W)에 대해서 효율적으로 플라즈마 가스를 공급할 수 있다.

또한 기판처리장치(200)를 사용하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 기판처리는 제1 실시형태에서 설명한 처리 시퀀스와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.

< 3.2. 제3 실시형태의 기판처리장치의 이점 >

이상의 제3 실시형태의 기판처리장치(200)에 있어서, 커버(250)에 의해 토출노즐(20) 및 토출노즐(20)에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL51)의 유로를 덮는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류(FL52)의 영향을 받지않고, 기판(W)에 플라즈마 가스를 공급할 수 있다. 그 때문에, 제1 실시형태의 기판처리장치(1)와 비교하여 기판(W)에 대해 플라즈마 가스를 더욱 균일하게 공급할 수 있어 기판(W) 상에 부착한 유기물의 제거처리를 기판(W) 전체적으로 더 균일하게 행할 수 있다.

< 4. 제4 실시형태 >

계속해서, 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 도15는 본 발명의 제4 실시형태에서의 기판처리장치(600)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 또 도16은 제4 실시형태에서의 기판처리장치(600)를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 제4 실시형태에서의 기판처리장치(600)는 제1 실시형태와 비교하여 후술하는 바와 같이 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)을 사용하지 않고, 반송롤러(615)를 사용하는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류와 플라즈마 가스의 가스류를 정류하는 점을 제외하고는 제1 실시형태와 동일하다. 그래서, 이하에서는 이 상위점을 중심으로 설명한다.

또한 이하의 설명에 있어서, 제1 실시형태의 기판처리장치에서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다. 이들 동일부호의 구성요소는 제1 실시형태에서 설명을 했으므로 본 실시형태에서는 설명을 생략한다.

< 4.1. 제4 실시형태에서의 기판처리장치의 구성 >

제4 실시형태에서의 기판처리장치(600)는 제1 실시형태에서의 기판처리장치(1), 제2 실시형태에서의 기판처리장치(100) 및 제3 실시형태에서의 기판처리장치(200)와 마찬가지로, 세정처리유닛의 전 또는 후에 배치되어 사각형 기판(W)을 거의 수평방향의 반송로를 따라 이동시키면서 플라즈마 가스를 해당 기판(W)에 토출하는 것에 의해 기판(W)에 부착한 유기물 등의 오염물을 제거하는 장치이다.

반송롤러(615)는 도15 및 도16에 나타내는 바와 같이, Y축 방향으로 연장한 원주형상의 롤러이며, X축 방향으로 복수 배설하여 구성되어 있다. 각 반송롤러(615)는 도16에 나타내는 바와 같이, 그 중심 부근에 Y축과 거의 평행한 롤러회전축(615a)이 삽입되어 설치되어 있다. 또 롤러회전축(615a)의 일단은 도시를 생략하는 구동모터와 연동 접속되어 있다. 그 때문에, 반송롤러(615)는 그 위에 올려놓여진 기판(W)을 X축의 플러스 방향 또는 마이너스 방향으로 직선적으로 이동할 수 있다.

도16에 나타내는 바와 같이, 반송롤러(615)의 Y축 방향의 길이는 기판(W)의 Y축 방향의 길이보다 길고, 기판(W)의 양단에서 반송롤러(615)의 단부(615b)가 튀어나오도록 구성되어 있다. 이와 같이 반송롤러(615)의 양단은 튀어나온 부분인 단부(615b)에 의해 필터유닛(11)에서 공급되는 청정한 공기류(FL92b)는 단부(615b)보 다 바깥쪽을 흐른다. 그 때문에, 기판(W)의 가장자리부에 공급되는 가스류(FL91)는 공기류(FL92b)의 영향을 받지않고, 흐트러짐 없이 기판(W)에 도달하게 되어 기판(W) 전체적으로 플라즈마 가스에 의한 기판처리가 균일하게 행해진다.

또 반송롤러(615) 중 처리실(10) 내에 배치된 것은 도15에 나타내는 바와 같이, 인접하는 반송롤러(615)와 간섭하지 않을 정도로 근접하여 배설되어 있다. 즉, 처리실(10) 내에 배치된 각 반송롤러(615)는 인접하는 반송롤러(615)와의 중심간 거리가 반송롤러(615)의 직경보다 약간 크게되도록 설정되어 있다.

이와 같이 반송롤러(615)를 근접하여 배설하면, 토출노즐(20) 아래쪽의 영역이 반송롤러(615)에 의해 거의 폐쇄된다. 그 결과, 토출노즐(20)의 바로 아래 근방에 기판(W)이 존재하지 않는 경우에 있어서도, 제1 실시형태의 하부 정류판(31)과 마찬가지로, 토출노즐(20)의 가장자리부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL91)는 공기류(FL92b)의 영향을 받지않게 된다. 그 때문에, 토출노즐(20)의 가장자리부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL91)는 토출노즐(20)의 중앙부에서 토출되는 플라즈마 가스의 가스류(FL91)와 동일한 흐름이 된다..

또한 기판처리장치(600)를 사용하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 기판처리는 제1 실시형태에서 설명한 처리 시퀀스와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.

< 4.2. 제4 실시형태의 기판처리장치의 이점 >

이상의 제4 실시형태의 기판처리장치(600)에 있어서, (1) 반송롤러(615)의 Y축 방향의 길이는 기판(W)의 Y축 방향의 길이보다 길고, 기판(W)의 양단에서 반송 롤러(615)의 단부(615b)가 튀어나오도록 구성되어 있다. 또 (2) 반송롤러(615)는 X축 방향으로 복수 배설되어 있으며, 인접하는 반송롤러(615)끼리는 간섭하지 않을 정도로 근접하여 설치되어 있다. 이것에 의해, 복수의 반송롤러(615)는 기판(W)에 대해서 제1 실시형태의 측면 정류판(30) 및 하부 정류판(31)과 동일한 움직임을 한다. 그 결과, 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 플라즈마 가스의 가스류(FL91)를 기판(W)의 중앙부와 가장자리부에서 균일하게 하고, 기판(W) 전체에 균일하게 플라즈마 가스를 공급할 수 있으므로, 기판(W) 상에 부착한 유기물의 제거처리를 기판(W) 전체적으로 균일하게 행할 수 있다.

< 5. 제5 실시형태 >

여기서는 제5 실시형태에 대해서 설명한다. 제5 실시형태에서의 기판처리장치는 제1에서 제4 실시형태에서의 기판처리장치와 마찬가지로, 세정처리유닛의 전 또는 후에 배치되어 사각형 기판(W)을 이동시키면서 플라즈마 가스를 해당 기판(W)에 토출하는 것에 의해 기판(W)에 부착한 유기물 등의 오염물을 제거하는 장치이다. 단, 제5 실시형태에서의 기판처리장치는 제1부터 제3의 실시형태에서의 기판처리장치와 달리, 기판(W)을 기판유지부(360)에 유지하여 토출노즐(320)을 이동시키면서 기판(W)에 플라즈마 가스를 공급하는 것에 의해 제거처리가 실행된다(도17, 도18 참조).

이하에서는 이 상위점을 중심으로 설명한다. 또한 도17 및 도18에 있어서, 제1 실시형태의 기판처리장치에서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다. 이들 동일부호의 구성요소는 제1 실시형태에서 설명을 했으므 로 본 실시형태에서는 설명을 생략한다.

< 5.1. 제5 실시형태에서의 기판처리장치의 구성 >

도17은 본 발명의 제5 실시형태에서의 기판처리장치(300)를 모식적으로 나타내는 정면도이며, 또 도18은 제5 실시형태에서의 기판처리장치(300)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.

도17에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(300)는 주로 처리실(310), 기판 유지부(360), 토출노즐(320) 및 정류판(330)으로 구성되어 있다.

처리실(310)은 그 내부에 토출노즐(320)과 정류판(330) 등을 수용하는 케이스이다. 도17에 나타내는 바와 같이 처리실(310)의 X축과 수직으로 교차하는 측면 중 한쪽에는 개구부(312)가 설치되어 있다. 기판(W)은 반송유닛(380)에 의해 개구부(312)에서 처리실(310) 내부로 반입되며 후술하는 플라즈마 가스에 의한 기판처리가 실시된다. 그리고, 기판처리가 종료하면 기판(W)은 재차 반송유닛(380)에 의해 처리실(310) 외부로 반출된다.

또 처리실(310)의 상부에는 필터유닛(11)이 배치되어 있으며, 처리실(310)의 하부에는 배관(45b)을 통해서 배기펌프(41)가 연통 접속되어 있다. 그 때문에, 처리실(310)의 상부에서 필터유닛(11)을 통해서 아래쪽에 공급되는 청정한 공기는 처리실(310)의 하부에 접속된 배기펌프(41)에 의해 배기 드레인(40)으로 배출되어 처리실(310) 내부에는 청정한 공기류(FL62)가 형성된다.

기판 유지부(360)는 기판(W)을 거의 수평자세로 흡인 유지하는 것이다. 기판 유지부(360)의 하부는 도17에 나타내는 바와 같이 실린더(362)의 가동부(361)의 선 단부에 고정되어 있다. 그 때문에, 기판 유지부(360)가 실린더(362)에 의해 개구부(312)와 거의 동일한 높이까지 상승하는 것에 의해 반송유닛(380)과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다.

토출노즐(320)은 제1 실시형태의 토출노즐(20)과 마찬가지로, 플라즈마 가스를 기판(W)을 향해 토출하는 노즐이며, 노즐 암(370)의 하부에 설치되어 있다. 도17 및 도18에 나타내는 바와 같이 토출노즐(320)은 배관(25), 밸브(22), 필터(23), 암 구동부(371) 내에 설치된 배관(도시생략) 및 노즐 암(370) 내에 설치된 배관(도시생략)을 통해서 프로세스 가스 공급원(21)과 연통 접속되어 있다. 따라서, 밸브(22)를 개방하는 것에 의해 토출노즐(320)에는 필터(23)에 의해 파티클이 제거된 프로세스 가스가 공급된다.

또 토출노즐(320)에는 제1 실시형태의 토출노즐(20)과 마찬가지로, 그 내부에 2장의 전극이 배설되어 있다(도3 참조). 그리고, 이들 2장의 전극에 전위차를 부여하는 것에 의해 프로세스 가스 공급원(21)에서 공급되는 프로세스 가스가 플로즈마화 된다.

도17 및 도18에 나타내는 바와 같이, 가이드 레일(375)은 개구부(312)가 설치되어 있는 처리실(310) 측면과 반대측의 측면의 내측 근방에 배설되어 있다. 또 노즐 암(370)은 암 구동부(371)에 의해 가이드 레일(375)에 따라 거의 수평의 주사방향(AR2) 및 그 반대방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 그 때문에, 토출노즐(320)은 도18에 나타내는 바와 같이 토출노즐(320)의 위치(Y0)에서 기판(W) 상을 통과하여 위치(Y1)까지 주사방향(AR2)을 따라, 또 주사방향(AR2)과 반대방향으로 직선형상으로 평행 이동할 수 있으며, 이 왕복 이동(왕복주사)에 의해 기판(W) 전체에 플라즈마화 된 프로세스 가스(플라즈마 가스)를 공급할 수 있다.

정류판(330)은 기판(W)의 주위에 배설되는 판상부재(프레임)이며, 제1 실시형태의 측면 정류판(30)에 상당하는 것이다. 그런데, 전술한 바와 같이 본 실시형태에서는 기판(W)을 기판 유지부(360)에 유지하고, 토출노즐(320)을 이동시키면서 기판(W)에 플라즈마 가스를 공급한다. 따라서, 플라즈마 가스를 공급할 때, 정류판(330)의 내측에는 항상 기판(W)이 존재하여 정류판(330)의 내측에 공기류(FL62)가 유입하는 일이 없다. 그 때문에, 본 실시형태에서는 제1 실시형태의 하부 정류판(31)에 상당하는 정류판을 설치할 필요가 없고, 측면 정류판(30)에 상당하는 정류판(330)만을 기판(W)의 4변을 둘러싸도록 기판(W)과 거의 같은 높이로 설치하는 것에 의해 공기류(FL62)의 영향을 받는 일 없이, 균일한 플라즈마 가스의 가스류(FL61)를 공급할 수 있다(도19 참조).

< 5.2. 기판처리 시퀀스 >

여기서는 본 실시형태의 기판처리장치(300)를 사용하여 기판(W)에 부착한 유기물을 제거하는 처리 시퀀스에 대해서 설명한다. 또한 이하의 제거처리 시퀀스 중에서, 처리실(310) 내에는 항상 필터유닛(11)에 의해 청정화된 공기가 공급되며, 배기펌프(41)에 의해 처리실(310) 내의 분위기가 배기되고 있다. 그 때문에, 처리실(310) 내에는 항상 청정화된 공기류(FL62)가 형성되어 있다.

제거처리 시퀀스에 있어서, 먼저 토출노즐(320)을 기판(W) 상에서 퇴피위치(Y0)까지 이동시키는 것에 의해 토출노즐(320)을 퇴피시킨다. 다음에, 기판 유지부(360)를 실린더(362)에 의해 상승시켜 반송유닛(380)에서 기판(W)을 받아들인다. 계속해서, 기판(W)이 정류판(330)과 거의 같은 높이가 되도록 기판 유지부(360)를 하강시킨다.

계속해서, 가이드 레일(375)에 따라 암 구동부(371)를 주사방향(AR2)으로 이동시키는 것에 의해, 토출노즐(320)을 주사위치(Y0)에서 기판(W) 상을 거쳐 주사위치(Y1)까지 이동시킨다. 또 토출노즐(320)의 이동 개시와 동시에, 밸브(22)를 개방하고, 토출노즐(320) 내의 전극에 전위차를 인가한다. 그 때문에, 프로세스 가스 공급원(21)에서 토출노즐(320)에 공급된 프로세스 가스는 해당 전극에 의해 플라즈마화 된다. 그리고, 플라즈마화 된 프로세스 가스(플라즈마 가스)는 토출노즐(320)의 아래쪽으로 토출된다. 이와 같이 토출노즐(320)에서 기판(W)에 플라즈마 가스를 토출하면서 주사위치 Y0에서 Y1까지 이동시키는 것에 의해 기판(W) 상에 부착한 유기물의 제거처리를 행할 수 있다.

그리고, 토출노즐(320)이 주사위치(Y1)에 도달하면, 암 구동부(371)를 정지시켜, 토출노즐(320)의 이동을 정지시킨다. 또 토출노즐(320)의 정지와 동시에 토출노즐(320) 내의 전극의 전위차를 「제로」로 하고, 밸브(22)를 폐쇄하는 것에 의해 플라즈마 가스의 토출이 정지하여 제거처리가 종료한다.

< 5.3. 제5 실시형태의 기판처리장치의 이점 >

이상의 제5 실시형태의 기판처리장치(300)에 있어서, 기판 유지부(360)에 기판(W)을 유지하고, 토출노즐(320)을 이동시키면서 토출노즐(320)에서 기판(W)에 플 라즈마 가스를 공급하여 기판(W) 상의 유기물의 제거처리를 행하는 경우, 기판(W)의 주위에 정류판(330)을 설치하는 것에 의해 처리실(10) 내의 공기류(FL62)의 영향에 의해 기판(W) 가장자리부에 도달하는 플라즈마 가스의 가스류(FL61)가 흐트러지는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)의 중앙부와 가장자리부에서 플라즈마 가스를 균일하게 공급할 수 있어 기판(W) 전체적으로 제거처리를 균일하게 행할 수 있다.

또한 제5 실시형태의 변형예로서, 기판(W)을 흡착한 기판 유지부(360)를 이동시켜 상대적으로 이동하는 구성이라도 된다.

< 6. 제6 실시형태 >

도20은 본 발명의 제6 실시형태에서의 기판처리장치(400)를 모식적으로 나타내는 정면도이며, 또 도21은 제6 실시형태에서의 기판처리장치(400)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.

도20에 나타내는 바와 같이 기판처리장치(400)는 주로 처리실(410), 가열유닛(485) 및 정류판(430)으로 구성되어 있다.

처리실(410)은 그 내부에 가열유닛(485)과 정류판(330) 등을 수용하는 케이스이다. 도20에 나타내는 바와 같이 처리실(410)의 X축과 수직으로 교차하는 측면 중 한쪽에는 개구부(412)가 설치되어 있다. 기판(W)은 반송유닛(480)에 의해 개구부(412)를 통해서 처리실(410) 내부로 반입되며, 후술하는 가열유닛(485)에 의해 가열처리가 실시된다. 그리고, 가열처리가 종료하면 기판(W)은 재차 반송유닛(480)에 의해 처리실(410) 외부로 반출된다.

가열유닛(485)은 도20 및 도21에 나타내는 바와 같이, 그 상면에 입설(立設)된 복수의 지지부(481)에 의해 기판(W)을 점접촉의 상태로 아래쪽에서 지지하여 열처리를 행하는 유닛이다.

지지부(481)는 기판(W)을 거의 수평상태로 지지하는데 사용되는 고정 지지부(481b)와, 기판(W)을 승강시키는데 사용되는 가동 지지부(481a) 2종류로 구성되어 있다. 그 때문에, 가동 지지부(481a)를 상승시켜 가동 지지부(481a)의 상단을 개구부(412)와 거의 동일한 높이로 하는 것에 의해 반송유닛(480)과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다(도20(a) 참조). 또 기판(W)을 수수가 완료하여 가동 지지부(481a)를 하강시키는 것에 의해 기판(W)을 고정 지지부(481b)에 의해 지지하고, 기판(W)과 정류판(430)을 거의 동일한 높이로 할 수 있다(도20(b) 참조).

정류판(430)은 지지부(481)에 의해 지지되는 기판(W)과 거의 같은 높이로 설치되어 기판(W)의 주위를 둘러싸는 판상부재(프레임)이며, 가열유닛(485)에서 방사되는 열과, 가열유닛(485)에 의해 생기는 열 대류(이하, 열 방사와 열 대류를 「열류」라 총칭한다)를 정류하는데 사용된다.

도22는 기판(W)의 주위에 정류판(430)을 설치한 경우의 열류를 설명하기 위한 도면이다. 도22(a)에 나타내는 바와 같이 정류판(430)을 설치하지 않는 경우, 가열유닛(485)에서 기판(W) 가장자리부 근방에 도달하는 열류(FL71a)는 위쪽에 차폐물이 존재하지 않으므로, 열류(FL71a)의 일부가 위쪽에 확산하여 버린다. 한편, 가열유닛(485)에서 기판(W) 중앙부에 도달하는 열류(FL71b)는 그 열에너지를 거의 모두 기판(W)에 전달할 수 있으므로 기판(W)을 효율 좋게 가열할 수 있다. 그 때문 에, 기판(W)의 가장자리부와 중앙부에서 가열상황이 상위하게 된다.

그래서, 본 실시형태에서는 도22(b)에 나타내는 바와 같이 기판(W)의 주위에 정류판(430)을 설치하고 있다. 정류판(430)을 설치하는 것에 의해 기판(W) 가장자리부 근방에 도달하는 열류(FL72a)는 위쪽에 확산하지 않고 기판(W) 및 정류판(430)에 열을 전달할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 가장자리부의 열류(FL72a)와 중앙부의 열류(FL72b)를 균일하게 할 수 있으므로 기판(W) 전체를 균일하게 가열할 수 있다.

이상과 같이 본 실시형태에 있어서, 가열유닛(485)에 의해 기판(W)을 가열하는 가열처리를 행하는 경우, 기판(W)의 주위에 정류판(430)을 설치하는 것에 의해 제1부터 제5의 실시형태의 기판처리장치에서 공기류가 정류된 것과 마찬가지로, 본 실시형태에서도 기판(W) 가장자리부의 열류가 정류되어 기판(W) 각 부에 대해서 균일하게 열에너지를 부여할 수 있다. 그 때문에 기판(W)에 대해서 균일하게 가열처리를 실시할 수 있다.

< 7. 변형예 >

이상, 본 발명에 대해서 설명했으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라 여러가지 변형이 가능하다.

(1) 제1부터 제5의 실시형태에서는 플라즈마 가스를 사용하여 기판(W)의 부착한 유기물을 제거하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 토출노즐에서 이온화된 프로세스 가스를 기판(W)에 공급하여 기판(W)의 표면을 제전(除電)하는 처리를 행해도 되며, 또 토출노즐에서 처리액을 공급하여 미리 정해진 기 판처리를 행해도 된다.

(2) 제5 실시형태에서는 사각형 기판(W)을 기판 유지부(360)에 유지하고, 해당 기판(W)의 주위에 정류판(330)을 설치하는 것에 의해 유기물의 제거처리를 실시하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 도넛 형상의 정류판을 설치하여 원형상의 기판에 대해서 제거처리를 실시해도 된다.

청구항 1에서 청구항 12에 기재의 발명에 의하면, 처리조 내의 기판을 미리 정해진 반송로를 따라 이동시키면서 토출수단으로 기판에 대해서 처리유체를 토출하는 경우, 기판의 근방에 정류수단을 설치하는 것에 의해 기판 가장자리부에서 처리실 내의 기류의 영향을 받아 처리유체의 유체의 흐름이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판 가장자리부와 기판 중앙부와의 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있어 기판 가장자리부와 기판 중앙부에서 처리유체에 의한 기판의 처리결과를 균일하게 행할 수 있다.

특히 청구항 2에 기재의 발명에 의하면, 정류수단으로서 사각형 기판 가장자리부의 근방에서 해당 사각형 기판의 이동방향과 거의 평행하게 제1의 정류판을 배치하는 것에 의해 사각형 기판 가장자리부에 토출되는 처리유체의 흐름을 방지할 수 있으므로, 사각형 기판의 가장자리부와 중앙부에서 처리결과를 균일하게 할 수 있다.

특히 청구항 3에 기재의 발명에 의하면, 정류수단으로서 제1의 정류판에 더하여 제2의 정류판을 사각형 기판의 아래쪽에 배치하는 것에 의해 사각형 기판의 선단부가 토출영역에 도달하기 전후에 있어서, 처리실 내의 기류의 영향을 억제하여 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 또 마찬가지로 사각형 기판의 후단부가 토출영역 밖으로 이동하기 전후에 있어서도 처리실 내의 기류의 영향을 받지않고 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 그 때문에 사각형 기판의 선단부 및 후단부와 중앙부에서 처리결과를 균일하게 할 수 있다.

특히 청구항 4 기재의 발명에 의하면, 이동수단을 기판의 아래쪽에 배치함과 동시에, 정류수단으로서 제1의 정류판에 더하여, 제3의 정류판을 이동수단과 거의 동일한 높이로 배치하는 것에 의해 기판과 제3의 정류판과의 거리를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 이동수단에 의해 사각형 기판의 선단부가 토출영역 내에 도달하기 전후, 및 사각형 기판의 후단부가 토출영역 밖으로 이동하기 전후에서의 처리유체의 흐름을 더욱 균일하게 할 수 있어 사각형 기판의 선단부 및 후단부와 중앙부에서 처리결과를 더욱 균일하게 할 수 있다.

특히 청구항 5에 기재의 발명에 의하면, 토출경로를 원통모양 커버체로 둘러싸는 것에 의해 더욱 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있으므로, 기판의 처리결과를 더욱 균일하게 할 수 있다.

특히 청구항 6에 기재의 발명에 의하면, 토출수단의 토출구의 폭은 기판의 폭 이상이며, 기판의 토출수단측의 면에 처리유체를 충분히 토출할 수 있으므로, 기판처리를 양호하게 실시할 수 있다.

특히 청구항 7에 기재의 발명에 의하면, 처리유체로서 값이 싼 질소가스 등을 플라즈마화 하여 기판처리를 행하므로, 기판처리장치의 런닝 코스트를 저감할 수 있다.

특히 청구항 8에 기재의 발명에 의하면, 제1의 정류판은 처리유체에 대해서 내성을 가지기 때문에, 제1의 정류판에 처리유체가 충돌해도 처리유체에 의한 기판의 처리결과에 영향을 미치지 않고, 양호하게 기판처리를 행할 수 있다. 또 제1의 정류판은 투명부재로 형성되어 있기 때문에, 제1의 정류판을 통해서 처리유체의 토출상황을 관찰할 수 있다.

특히 청구항 9에 기재의 발명에 의하면, 제1의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있기 때문에, 양호하게 기판처리를 행할 수 있다. 또 유리에 의해 형성된 제1의 정류판을 통해서 처리유체의 토출상황을 관찰할 수 있다.

특히 청구항 10에 기재의 발명에 의하면, 제2의 정류판은 처리유체에 대해서 내성을 가지기 때문에, 제2의 정류판에 처리유체가 충돌해도 처리유체에 의한 기판의 처리결과에 영향을 미치지 않고, 양호하게 기판처리를 행할 수 있다. 또 제2의 정류판은 투명부재로 형성되어 있기 때문에, 제2의 정류판을 통해서 처리유체의 토출상황을 관찰할 수 있다.

특히 청구항 11에 기재의 발명에 의하면, 제2의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있기 때문에, 양호하게 기판처리를 행할 수 있다. 또 유리에 의해 형성된 제2의 정류판을 통해서 처리유체의 토출상황을 관찰할 수 있다.

특히 청구항 12에 기재의 발명에 의하면, 제2의 정류판의 상면과 상기 반송로 상의 기판의 하면과의 거리를 5.0㎜ 이하로 함으로써, 더욱 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 처리유체의 의한 기판의 처리결과를 더욱 균일하 게 할 수 있다.

청구항 13에 기재의 발명에 의하면, 처리조 내의 기판을 미리 정해진 반송로를 따라 이동시키면서 토출수단으로 기판에 대해서 처리유체를 토출하는 경우, 기판의 이동방향과 거의 연직인 방향의 이동수단의 사이즈를 기판의 사이즈보다 크게 하고, 이동수단에 의해 반송로의 아래쪽을 거의 폐쇄하는 것에 의해 기판 가장자리부에서 처리실 내의 기류의 영향을 받아 처리유체의 흐름이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판 가장자리부와 기판 중앙부와의 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있어 기판 가장자리부와 기판 중앙부에서 처리유체에 의한 기판의 처리결과를 균일하게 행할 수 있다.

청구항 14 및 청구항 15에 기재의 발명에 의하면, 토출수단을 이동시키면서 해당 토출수단으로 기판에 대해서 처리유체를 토출하는 경우, 기판의 근방에 정류수단을 설치하는 것에 의해 기판 가장자리부에서 처리실 내의 기류의 영향을 받아 처리유체의 흐름이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판 가장자리부와 기판 중앙부에서 처리유체의 흐름을 균일하게 할 수 있어 기판 가장자리부와 기판 중앙부에서 처리유체에 의한 기판의 처리결과를 균일하게 행할 수 있다.

특히 청구항 15에 기재의 발명에 의하면, 정류수단으로서 사각형 기판의 주위에 판상체를 배치하는 것에 의해 사각형 기판의 가장자리부와 중앙부에서 처리결과를 균일하게 할 수 있다.

청구항 16에 기재의 발명에 의하면, 기판의 근방에 정류수단을 설치하는 것에 의해 기판 가장자리부에서의 열류(熱流)와 기판 중앙부에서의 열류를 균일하게 할 수 있기 때문에, 기판의 각 부에서 가열상황을 균일하게 행할 수 있다.

Claims (16)

1. 기판처리장치로서,

   (a) 처리실과,

   (b) 상기 처리실 내에 배설되며, 상기 처리실 내에 존재하는 기판의 위쪽에서 상기 기판에 대해 처리유체를 토출하는 토출수단과,

   (c) 상기 기판을 미리 정해진 반송로를 따라 이동시키는 이동수단과,

   (d) 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 토출수단에 의해서 상기 처리유체가 토출되고 있을 때의 상기 기판 근방의 기류를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은 사각형 기판이며,

   상기 정류수단은,

   (d-1) 상기 사각형 기판의 가장자리부 근방에서 상기 사각형 기판의 이동방향에 대해 거의 평행하게 배치되는 제1의 정류판을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 정류수단은,

   (d-2) 상기 사각형 기판의 아래쪽에 배치되는 제2의 정류판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 이동수단은, 상기 사각형 기판의 아래쪽에 배치되며,

   상기 정류수단은,

   (d-3) 상기 사각형 기판의 아래쪽에서 상기 이동수단과 거의 동일한 높이로 배치되는 상기 제3의 정류판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   (e) 상기 기판의 위쪽에 설치되며, 상기 처리유체의 토출경로를 둘러싸는 원통모양의 커버체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 토출수단의 토출구의 폭은 상기 기판의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 처리유체는 플라즈마화 된 가스이며,

   상기 가스는 질소가스, 공기, 산소가스, 불활성가스, 또는 이들의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1의 정류판은 상기 처리유체에 대해서 내성을 가지는 투명부재인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제1의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 제2의 정류판은 상기 처리유체에 대해서 내성을 가지는 투명부재인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제2의 정류판은 유리에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 제2의 정류판의 상면과 상기 반송로 상의 기판의 하면과의 거리가 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
13. 기판처리장치로서,

    (a) 처리실과,

    (b) 상기 처리실 내에 배설되며, 상기 처리실 내에 존재하는 기판의 위쪽에서 상기 기판에 대해서 처리유체를 토출하는 토출수단과,

    (c) 상기 기판을 미리 정해진 반송로를 따라 이동시키는 이동수단을 구비하며,

    상기 기판의 이동방향과 거의 수직인 방향의 상기 이동수단의 사이즈는 상기 이동방향과 거의 수직인 방향의 상기 기판의 사이즈보다 크고, 상기 반송로의 아래쪽은 상기 이동수단에 의해 거의 패쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
14. 기판처리장치로서,

    (a) 처리실과,

    (b) 상기 처리실 내에 설치되어 상기 기판을 유지하는 유지수단과,

    (c) 상기 처리실 내에 설치되며, 상기 기판에 대해서 위쪽에서 처리유체를 토출하면서 상기 기판상을 이동하는 토출수단과,

    (d) 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 토출수단에 의해서 상기 처리유체가 토출되고 있을 때의 상기 기판 근방의 기류를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 기판은 사각형 기판이며, 상기 정류수단은 상기 사각형 기판의 주위에 배치되는 판상체(板狀體)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
16. 기판처리장치로서,

    (a) 처리실과,

    (b) 상기 처리실 내에 설치되어 상기 기판을 유지하는 유지수단과,

    (c) 상기 유지수단에 유지된 상기 기판을 가열하는 가열수단과,

    (d) 상기 기판의 근방에 설치되며, 상기 가열수단에 의해서 상기 기판이 가열될 때의 상기 기판 근방의 열류(熱流)를 정류하는 정류수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.

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