KR20110079821A - 표면 처리 장치 - Google Patents

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히로후미 야기사와
사또시 마유미
다까시 사또
šœ스께 구누기
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 피처리물을 표면 처리하는 처리조로부터 처리 가스가 누설되는 것을 방지하고, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름을 안정화한다. 피처리물 (9)를 반송 수단 (20)에 의해 반입 개구 (13)으로부터 처리조 (10)의 내부에 반입하여, 처리 공간 (19)에 배치한다. 공급계 (30)으로부터 처리 가스를 처리 공간 (19)에 공급하고, 피처리물 (9)를 표면 처리한다. 그 후, 피처리물 (9)를 반출 개구 (14)로부터 반출한다. 배기계 (40)에서 처리조 (10)의 내부로부터 가스를 배출한다. 이 가스 배출에 의해서 외부의 가스가 개구 (13, 14)를 통해서 처리조 (10)의 내부에 유입된다. 이 유입 가스의 평균 유속이 0.1 m/초 이상 또한 유입 가스가 처리 공간 (19)에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정한다.

Description

표면 처리 장치 {SURFACE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 피처리물의 표면에 처리 가스를 접촉시켜 피처리물의 표면을 처리하는 장치에 관한 것이며, 특히 유독성 또는 부식성을 가지는 처리 가스를 이용한 처리에 적합한 표면 처리 장치에 관한 것이다.
유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 피처리물에 처리 가스를 분무하고, 에칭, 세정, 표면 개질, 성막 등의 표면 처리를 행하는 장치는 공지이다. 이 종류의 표면 처리에 이용하는 처리 가스에는, 외부에 누설되면 안전상 또는 환경상 바람직하지 않은 성분이 포함되어 있는 것이 적지 않다. 따라서, 일반적으로 처리 공간을 처리조(챔버)로 둘러싸, 처리 가스가 외부로 누설되는 것을 방지하고 있다.
특허문헌 1, 2의 표면 처리 장치는 처리조(챔버)에 피처리물을 도입하는 입구 및 피처리물을 도출하는 출구가 설치되어 있다. 입구 및 출구는 슬릿상으로 되어 있다. 처리조의 양끝에는 완화실을 설치하여, 플라즈마 생성 가스의 유출 및 외기의 처리조 내로의 유입을 완화시키고 있다. 처리조 내부의 가스는 배기구로부터 배출되고 있다.
특허문헌 3의 표면 처리 장치는, 방전 플라즈마 발생부를 둘러싸는 내부조와, 이 내부조를 둘러싸는 외부조를 구비하고 있다. 외부조와 내부조 사이의 공간의 내압은, 내부조의 내압보다 낮고 외기압보다 낮아져 있다. 그 결과, 처리 가스가 내부조로부터 외부조와 내부조 사이의 공간에 유출되고, 외기가 외부조로 유입되도록 되어 있다.
일본 특허 제4058857호 공보(도 9) 일본 특허 제3994596호 공보(도 7) 일본 특허 공개 제2003-142298호 공보
처리조에는 피처리물을 넣고 꺼내는 개구가 필요하다. 이 개구로부터 조 내의 처리 가스가 누설될 가능성도 있다. 이러한 누설을 방지하기 위해서는, 조에 배기부를 접속하고, 조로부터 배기를 행하는 것이 생각된다. 이에 따라, 상기 개구에서의 가스의 흐름을 조의 외부로부터 조의 내부로 향하게 할 수 있다. 그러나, 배기 유량이 지나치게 크면, 외기가 상기 개구를 통해 조 내로 자연스럽게 유입되어, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름을 어지럽힐 우려가 있다. 또한, 배기 유량이 지나치게 크면, 배기된 가스를 제거하거나 재생할 때의 부하가 증대된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 피처리물의 표면에 처리 가스를 접촉시켜 상기 표면을 처리하는 장치에 있어서,
반입 개구 및 반출 개구를 가지며, 내부에 상기 표면 처리를 행하는 처리 공간이 상기 반입 개구 및 반출 개구로부터 떨어져 설치된 처리조(챔버)와,
피처리물을 상기 반입 개구로부터 상기 처리조의 내부에 반입하여 상기 처리 공간에 배치한 후, 상기 반출 개구로부터 반출하는 반송 수단과,
상기 처리 공간에 처리 가스를 공급하는 공급계와,
상기 처리조의 내부로부터 가스를 배출하는 배기계
를 구비하고, 상기 배기계의 가스 배출에 의해서 상기 처리조 외부의 가스가 상기 개구를 통해서 상기 처리조의 내부에 유입되며, 상기 유입의 평균 유속이 0.1 m/초 이상 또한 상기 유입 가스가 상기 처리 공간에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 유입의 평균 유속을 0.1 m/초 이상으로 함으로써, 처리 가스가 반입 개구 또는 반출 개구를 통해 처리조로부터 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 상기 유입의 평균 유속의 상한 설정에 의해, 유입 가스가 반입 개구 또는 반출 개구와 처리 공간 사이에서 충분히 감쇠하도록 할 수 있고, 처리 공간에 도달하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름이 상기 유입 가스에 의해서 흐트러지는 것을 방지할 수 있고, 처리 가스의 흐름을 안정화할 수 있다. 나아가 표면 처리를 안정적으로 행할 수 있다. 또한, 처리조 내를 항상 환기할 수 있기 때문에 처리조 내의 처리 가스 농도를 일정하게 할 수 있어, 표면 처리를 한층 안정적으로 행할 수 있다. 또한, 배기계의 배기 유량이 비교적 작기 때문에, 제해(detoxification)나 재생 등의 배기 가스 처리를 행하는 경우, 배기 가스 처리의 부하를 경감시킬 수 있다.
상기 평균 유속은, 피처리물이 상기 반입 개구 또는 반출 개구의 내부 또는 근방에 배치되어 있지 않을 때의 값인 것이 바람직하다.
상기 반입 개구는 항상 개방되어 있는 것이 바람직하다. 상기 반출 개구는 항상 개방되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 복수의 피처리물을 순차 처리조에 반입하여 연속적으로 처리하고, 반출할 수 있다.
상기 평균 유속이 0.3 m/초 이상인 것이 바람직하다.
이에 따라, 처리 가스가 반입 개구 또는 반출 개구로부터 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 평균 유속이 2 m/초 이하인 것이 바람직하고, 1 m/초 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.7 m/초 이하인 것이 한층 바람직하다.
이에 따라, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있어, 처리 가스의 흐름을 확실하게 안정화할 수 있고, 표면 처리를 확실하게 안정적으로 행할 수 있다.
상기 평균 유속은 0.3 m/초 내지 0.7 m/초인 것이 한층 바람직하다. 이에 따라, 처리 가스가 반입 개구 또는 반출 개구로부터 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있으며, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 처리조의 내부가 하나 또는 복수의 칸막이벽에 의해서 상기 반송 수단의 반송 방향으로 복수의 실(室)로 구분되고, 상기 칸막이벽에는 피처리물을 통과시키는 연통 개구가 설치되고, 상기 처리 공간이 상기 복수의 실 중 하나의 실(이하 "제1 실"이라 함)의 내부에 설치되고, 상기 제1 실에 상기 공급계 및 상기 배기계가 직접 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 처리 가스의 누설을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 배기계의 가스 배출에 의해서 상기 연통 개구를 통해 상기 처리 공간을 향하여 가스가 흐르며, 상기 연통 개구를 통과한 가스가 연통 개구로부터 하류측의 실로 유입될 때의 평균 유속이 0.1 m/초 이상이 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하며, 0.3 m/초 이상이 되도록 설정되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이에 따라, 처리 가스의 누설을 한층 확실하게 방지할 수 있다.
상기 하류측의 실로 유입되는 가스의 평균 유속은 0.3 m/초 내지 0.7 m/초인 것이 한층 바람직하다. 이에 따라, 처리 가스의 누설을 한층 확실하게 방지할 수 있으며, 처리 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 제1 실 내의 상기 처리 공간이, 상기 제1 실에 면하는 칸막이벽의 연통 개구(이하 "제1 연통 개구"라 함)로부터 떨어져 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 배기계의 가스 배출에 의해서 상기 제1 연통 개구를 통해 상기 처리 공간을 향하여 가스가 흐르며, 상기 제1 연통 개구를 통과한 가스가 상기 제1 실로 유입될 때의 평균 유속이 0.1 m/초 이상 또한 상기 제1 실로의 유입 가스가 상기 처리 공간에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 처리 가스의 누설을 한층 확실하게 방지할 수 있으며, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름을 확실하게 안정화할 수 있어, 표면 처리를 확실하게 안정적으로 행할 수 있다.
상기 실이 3개 이상 있고, 상기 제1 실이 상기 반송 방향의 양끝의 실 이외의 실인 것이 바람직하다.
상기 제1 실로의 유입 가스의 평균 유속이 0.3 m/초 이상인 것이 보다 바람직하다.
이에 따라, 처리 가스의 누설을 보다 한층 확실하게 방지할 수 있다.
상기 제1 실로의 유입 가스의 평균 유속은 0.3 m/초 내지 0.7 m/초인 것이 한층 바람직하다. 이에 따라, 처리 가스의 누설을 한층 확실하게 방지할 수 있으며, 처리 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 배기계가 상기 처리조에 분산하여 배치된 복수의 배기구와, 이들 배기구에 대하여 1 대 1로 설치되어 대응하는 배기구로부터의 배기 유량을 조절하는 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 처리조 내의 넓은 범위에 걸쳐 가스의 흐름을 제어할 수 있어, 처리 가스의 유동 방향이 치우치는 것을 방지할 수 있고, 처리의 균일성을 확보할 수 있다.
상기 배기계에서 배기되는 가스로부터 상기 처리 가스의 반응 성분을 회수하여 상기 공급계에 보내는 재이용계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 처리 가스의 반응 성분의 필요량을 감소시킬 수 있고, 운전 비용을 낮출 수 있다. 또한, 대기에 방출되는 반응 성분의 양을 줄일 수 있다. 따라서, 예를 들면 반응 성분이 온난화계수가 높은 불소계 화합물 등인 경우, 환경에 미치는 영향을 경감시킬 수 있다. 상기 배기계의 배기 유량이 비교적 작고, 나아가 외부로부터 처리조 내에 도입되는 분위기 가스의 유량이 비교적 작기 때문에, 재이용계의 부하를 경감시킬 수 있다.
상기 처리조보다 상기 반송 수단의 반송 방향의 하류측에 배치되어 후처리 공정을 행하는 후처리부와, 상기 처리조와 상기 후처리부 사이에 배치된 후처리 대기조와, 상기 후처리 대기조의 내부로부터 가스를 배출하는 제2 배기계를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 반송 수단이, 상기 처리조의 반출 개구로부터 반출한 피처리물을 상기 후처리 대기조를 경유하여 상기 후처리부로 반송하는 것이 바람직하다.
표면 처리 후의 피처리물에는 처리 가스 성분이나 처리 완료 가스 성분이 부착 또는 흡착되어 있는 경우가 있다. 이 피처리물이 처리조로부터 나온 후, 후처리부에 들어가기 전에 후처리 대기조를 경유시킴으로써, 피처리물로부터 상기 부착 또는 흡착 성분이 휘발한 경우, 휘발 가스를 후처리 대기조에 가두고, 추가로 제2 배기계에서 배출할 수 있다. 이에 따라, 상기 휘발 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기 후처리 대기조의 상기 처리조측의 벽에는 제2 반입 개구가 설치되고, 상기 후처리 대기조의 상기 후처리부측의 벽에는 제2 반출 개구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구가 상기 반송 방향으로 떨어져 있는 것이 바람직하다. 상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구와의 이격 거리는 20 내지 300 mm인 것이 보다 바람직하다.
상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구와의 이격 거리를 20 mm 이상으로 함으로써, 처리조 내의 압력과 후처리 대기조 내의 압력이 서로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 예를 들면 처리조 내의 가스가 상기 처리조의 반출 개구로부터 누설되어 후처리 대기조에 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리조 및 후처리 대기조로부터의 배기 유량의 조절을 각각 용이하게 행할 수 있다. 상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구와의 이격 거리를 300 mm 이하로 함으로써, 피처리물이 상기 처리조의 반출 개구로부터 나와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구에 들어가기까지의 이송 시간을 짧게 할 수 있으며, 상기 이송 기간 중에 피처리물의 표면에 부착 또는 흡착된 처리 가스 성분 또는 처리 완료 가스 성분이 휘발되는 양을 감소시킬 수 있다.
상기 처리조와 상기 후처리 대기조가 부착되어 있을 수도 있다. 상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구가 직접적으로 연통할 수도 있다.
상기 처리조를 둘러싸는 외부조와, 상기 외부조와 처리조 사이의 공간을 대기압보다 저압으로 하는 감압 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 만일 처리조로부터 처리 가스가 누설되어도 외부조와 처리조 사이의 조(槽) 사이 공간에 가둘 수 있고, 외부조로부터 외부로 더 누설되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
상기 처리조 및 후처리 대기조를 둘러싸는 외부조와, 상기 외부조와 처리조 및 후처리 대기조 사이의 공간을 대기압보다 저압으로 하는 감압 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 만일 처리조로부터 처리 가스가 누설되어도, 이 누설된 처리 가스를 외부조와 처리조 및 후처리 대기조 사이의 조 사이 공간에 가둘 수 있어, 처리 가스가 외부조로부터 외부로 더 누설되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 처리조와 후처리 대기조 사이에서 피처리물의 표면으로부터 휘발 가스가 발생하여도, 또는 후처리 대기조 내에서 휘발한 가스가 후처리 대기조로부터 누설되었다고 해도, 이러한 휘발 가스를 상기 외부조와 처리조 및 후처리 대기조 사이의 조 사이 공간에 가둘 수 있어, 외부조로부터 외부로 더 누설되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리 가스가 처리조로부터 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리 공간에서의 처리 가스의 흐름을 안정화할 수 있고, 나아가 안정적으로 표면 처리를 행할 수 있다. 또한, 배기계로부터 배출된 가스에 대한 제해나 리사이클 등 배기 가스 처리의 부하를 경감시킬 수 있다.
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
[도 2] 본 발명의 제2 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
[도 3] 본 발명의 제3 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
[도 4] 본 발명의 제4 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
[도 5] 본 발명의 제5 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
[도 6] 본 발명의 제6 실시 형태의 개략 구성을 나타내는 해설도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태의 피처리물 (9)는, 평판 디스플레이용 유리 기판으로 구성되어 있지만, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 반도체 웨이퍼, 연속 시트상의 수지 필름 등 여러가지 피처리물에 적용할 수 있다. 이 실시 형태의 표면 처리 내용은, 유리 기판 (9)의 표면에 피막된 실리콘(도시 생략)의 에칭이지만, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니며 산화규소나 질화규소의 에칭에도 적용할 수 있고, 에칭에 한정되지 않으며 성막, 세정, 발수화, 친수화 등 여러 표면 처리에 적용할 수 있다. 특히, 처리 공간에서의 매우 약간의 처리 가스의 흐트러짐이 처리 불균일이 되는 처리(에칭, 성막 등)에 바람직하다.
또한, 평판 디스플레이용 유리 기판을 포함하는 피처리물 (9)의 길이(도 1의 좌우 방향의 치수)는 예를 들면 1500 mm이고, 폭(도 1의 지면과 직교하는 방향의 치수)은 예를 들면 1100 mm 정도이며, 두께는 예를 들면 0.7 mm 정도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 표면 처리 장치 (1)은 처리조 (10), 반송 수단 (20), 가스 라인 (2)를 구비하고 있다.
반송 수단 (20)은 롤러 컨베이어(roller conveyer)로 구성되어 있다. 롤러 컨베이어의 다수(복수)의 롤러 (21)이, 축선을 도 1의 지면과 직교하는 방향으로 향하고 좌우로 간격을 두고 배열되어 있다. 피처리물 (9)가 롤러 (21) 위에 올려져, 도면에서 우측으로부터 좌측 방향(반송 방향)으로 반송된다. 롤러 (21)의 상단부 부근의 높이의 가상 수평면이 반송면 P9로 되어 있다.
반송 수단 (20)은 롤러 컨베이어로 한정되지 않으며, 이동식 스테이지, 부상 스테이지, 로보트 아암 등으로 구성되어 있을 수도 있다.
처리조 (10)(처리 챔버)은, 내부에 피처리물 (9)를 배치할 수 있는 크기의 용기상으로 되어 있다. 롤러 컨베이어 (20)의 일부분이 처리조 (10)의 내부에 배치되어 있다. 처리조 (10)의 내부의 대략 중앙부에 처리 공간 (19)가 형성되어 있다. 다시 말해서, 처리조 (10)은 처리 공간 (19)를 둘러싸고 있다. 처리 공간 (19)는, 후술하는 공급 노즐 (33)과 반송면 P9 사이에 구획된다. 상세하게는, 도 1에서 2개의 수직인 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 공급 노즐 (33)의 저면의 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45) 중 가장 좌우의 외측에 배치된 것끼리 사이의 노즐 저면 부분과, 이 노즐 저면 부분을 수직으로 반송면 P9에 투영한 투영 부분 사이에 구획된다. 또한, 도면에서 처리 공간 (19)의 두께(공급 노즐 (33)의 저면과 반송면 P9 사이의 간격)는 과장되어 있다. 실제 처리 공간 (19)의 두께는 0.5 내지 5 mm 정도이다.
처리조 (10)의 일단측(도 1에서 우측)의 반입측벽 (11)에는, 반입 개구 (13)이 형성되어 있다. 처리조 (10)의 타단측(도 1에서 좌측)의 반출측벽 (12)에는, 반출 개구 (14)가 형성되어 있다. 개구 (13, 14)는 각각 한쌍의 정류판 (15, 15)에 의해서 구획되어 있다. 각 벽 (11, 12)에는 한쌍의 정류판 (15, 15)가 상하에 대향하여 설치되어 있다. 정류판 (15, 15)는 각각 도 1의 지면과 직교하는 방향으로 연장되는 가는 판상을 이루고 있다. 상하의 정류판 (15, 15) 사이에 도 1의 지면 직교 방향으로 연장되는 슬릿상의 간극이 형성되어 있다. 이 슬릿상의 간극이 개구 (13, 14)로 되어 있다. 개구 (13, 14)의 폭(도 1의 지면 직교 방향의 치수)은 피처리물 (9)의 동일한 방향의 치수보다 조금 크다. 개구 (13, 14)의 두께(상하 방향의 치수), 즉 한쌍의 정류판 (15, 15)의 대향면끼리 사이의 거리는, 피처리물 (9)의 두께의 2 내지 10배인 것이 바람직하다. 개구 (13, 14)의 높이(상하 방향의 위치)는, 피처리물 (9)의 반송면 P9의 높이(상하 방향의 위치)와 합쳐져 있다. 개구 (13, 14)는 항상 개방되어 있으며, 개폐하도록 되어 있지 않다. 벽 (11, 12)에 개구 (13, 14)를 개폐하는 도어를 설치할 필요는 없다.
또한, 상술한 바와 같이 평판 디스플레이용 유리 기판을 포함하는 피처리물 (9)의 폭은 예를 들면 1100 mm 정도이고, 이에 대하여 본 실시 형태의 개구 (13, 14)의 폭은 1200 mm 정도로 되어 있다. 또한, 평판 디스플레이용 유리 기판을 포함하는 피처리물 (9)의 두께는 일반적으로 0.7 mm 정도이고, 이에 대하여 본 실시 형태의 개구 (13, 14)의 두께는 5 mm 정도로 되어 있다.
반입 개구 (13) 및 반출 개구 (14)는, 처리 공간 (19)를 끼워 양측에 배치되며, 처리 공간 (19)로부터 각각 떨어져 배치되어 있다. 반입 개구 (13)과 처리 공간 (19)의 이격 거리 D1은, D1=150 내지 300 mm인 것이 바람직하다. 또한, 거리 D1은 반입 개구 (13)의 정류판 (15)의 내단부(처리조 (10)의 내측의 단부)와, 후술하는 공급 노즐 (33)의 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45) 중 가장 반입 개구 (13) 가까이에 배치된 것과의 수평 방향의 이격 거리와 동등하다. 반출 개구 (14)와 처리 공간 (19)와의 이격 거리(반출 개구 (14)의 정류판 (15)의 내단부와, 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45) 중 가장 반출 개구 (14) 가까이에 배치된 것과의 수평 방향의 이격 거리)는, 상기 반입 개구 (13)과 처리 공간 (19)와의 이격 거리 D1과 대략 동일하게 하는 것이 바람직하다.
가스 라인 (2)는 공급계 (30)과, 배기계 (40)과, 재이용계 (50)을 가지고 있다.
공급계 (30)은 원료 가스 공급부 (31)과, 공급 노즐 (33)을 가지고 있다. 원료 가스 공급부 (31)로부터 공급로 (32)가 연장되어 있다. 공급로 (32)가 공급 노즐 (33)에 접속되어 있다. 공급 노즐 (33)은, 처리조 (10)의 천장부에 배치되어 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 공급 노즐 (33)은 도 1의 지면과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 공급 노즐 (33)의 저면(노즐 선단면)에 분출구 (34)와 국소 배기구 (45)가 형성되어 있다. 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45)는, 도 1의 지면 직교 방향으로 연장되는 슬릿상으로 되어 있다. 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45)의 도 1의 지면 직교 방향의 길이는, 피처리물 (9)의 동일한 방향의 치수와 대략 동일하거나 조금 크다.
분출구 (34) 및 국소 배기구 (45)는, 좌우(피처리물 (9)의 반송 방향)에 간격을 두고 배치되어 있다. 1개의 분출구 (34)를 끼워 좌우의 가장 가까이에 국소 배기구 (45)가 배치되어 있다. 공급 노즐 (33)의 저면의 좌우의 가장 외측에는 각각 국소 배기구 (45)가 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 이들 가장 외측의 국소 배기구 (45)에 의해서, 처리 공간 (19)의 단부가 규정되어 있다. 또한, 분출구 (34) 및 국소 배기구 (45)의 수 및 배치는, 도시한 것으로 한정되지 않는다. 도면에서는, 분출구 (34)와 국소 배기구 (45)가 교대로 배치되어 있지만, 서로 인접하는 분출구 (34) 사이에 2개 이상의 국소 배기구 (45)가 배치되어 있을 수도 있고, 서로 인접하는 국소 배기구 (45) 사이에 2개 이상의 분출구 (34)가 배치될 수도 있다. 또는, 공급 노즐 (33)에는 국소 배기구 (45)를 설치하지 않도록 하고, 처리조 (10) 내의 배기를 후술 배출구 (43)으로부터만 행하도록 할 수도 있다.
공급계 (30)은, 처리 내용에 따른 반응 성분이나 상기 반응 성분의 원료 성분 등을 포함하는 처리 가스를 처리 공간 (19)에 공급한다. 처리 가스 성분(상기 반응 성분, 원료 성분 등)은 환경 부하성, 유독성, 부식성을 가지고 있는 것이 적지 않다. 실리콘의 에칭에 따른 본 실시 형태에서는, 반응 성분으로서 불소계 반응 성분과 산화성 반응 성분이 이용되고 있다. 불소계 반응 성분으로서, HF, COF2, 불소라디칼 등을 들 수 있다. 불소계 반응 성분은, 예를 들면 불소계 원료를 물(H2O)로 가습한 후, 플라즈마화(분해, 여기, 활성화, 이온화 등을 포함함)함으로써 생성할 수 있다. 이 실시 형태에서는, 불소계 원료로서 CF4가 이용되고 있다. 불소계 원료로서 CF4 대신에, C2F6, C3F8, C3F8 등의 다른 PFC(퍼플루오로카본)를 이용할 수도 있고, CHF3, CH2F2, CH3F 등의 HFC(하이드로플루오로카본)를 이용할 수도 있으며, SF6, NF3, XeF2 등의 PFC 및 HFC 이외의 불소 함유 화합물을 이용할 수도 있다.
불소계 원료는 희석 가스로 희석할 수도 있다. 희석 가스로서, 예를 들면 Ar, He 등의 희가스나, N2가 이용된다. 불소계 원료에의 첨가제로서 물(H2O) 대신에 알코올 등의 OH기 함유 화합물을 이용할 수도 있다.
산화성 반응 성분으로서, O3, O 라디칼 등을 들 수 있다. 이 실시 형태에서는, 산화성 반응 성분으로서 O3이 이용되고 있다. O3은 산소(O2)를 원료로 하고 오존 발생기로 생성할 수 있다. O2 등의 산소계 원료를 플라즈마화함으로써 산화성 반응 성분을 생성하도록 할 수도 있다.
상기 불소계 원료나 산소계 원료의 플라즈마화는, 플라즈마 생성 장치의 한쌍의 전극끼리 사이의 플라즈마 공간에 상기 원료를 포함하는 가스를 도입함으로써 실행할 수 있다. 상기 플라즈마화는 대기압 근방에서 실행하는 것이 바람직하고, 상기 전극 사이의 플라즈마 공간은 대기압 근방인 것이 바람직하다. 여기서 대기압 근방이란, 1.013×104 내지 50.663×104 Pa의 범위를 말하고, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 1.333×104 내지 10.664×104 Pa가 바람직하고, 9.331×104 내지 10.397×104 Pa가 보다 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 원료 가스 공급부 (31)에서 불소계 원료의 CF4를 Ar으로 희석하고, 또한 H2O를 첨가하여 불소계 원료 가스(CF4+Ar+H2O)를 얻는다. 이 불소계 원료 가스를 공급로 (32)에서 공급 노즐 (33)으로 유도한다. 공급 노즐 (33)에는 한쌍의 전극(도시 생략)이 설치되어 있다. 이 전극 사이에서 불소계 원료 가스를 플라즈마화한다. 공급 노즐 (33)은 플라즈마 생성 장치를 겸비하고 있다. 이에 따라, HF 등의 불소계 반응 성분이 생성된다. 도시는 생략하지만, 별도로 산화성 반응 성분으로서 오존 발생기로 O3을 생성하여 공급 노즐 (33)에 도입하고, 상기 플라즈마화 후의 가스와 혼합한다. 이에 따라, 불소계 반응 성분(HF 등)과 산화성 반응 성분(O3 등)을 포함하는 처리 가스가 생성된다. 물론, 처리 가스에는 원료 가스 성분(CF4, H2O, Ar, O2 등)도 포함되어 있다. 이 처리 가스가 분출구 (34)로부터 처리 공간 (19)에 분출된다.
또한, 가스 공급부 (31)에서 불소계 반응 성분과 산화성 반응 성분을 포함하는 처리 가스를 생성하고, 이 처리 가스를 공급로 (32)에 의해서 공급 노즐 (33)으로 보내고, 분출구 (34)로부터 분출하도록 할 수도 있다.
분출구 (34)로부터 분출된 처리 가스가 처리 공간 (19)의 피처리물 (9)에 분무되어, 피처리물 (9)가 표면 처리된다. 실리콘의 에칭에서는, 처리 가스 중 산화성 성분(O3 등)에 의해 실리콘이 산화되어, 산화규소와 처리 가스 중 불소계 반응 성분(HF 등)이 반응하고, 휘발 성분의 SiF4가 생성된다. 이에 따라, 피처리물 (9) 표면의 실리콘층을 제거할 수 있다.
이어서 처리조 배기계 (40)에 대해서 설명한다. 처리조 (10)의 바닥부의 예를 들면 대략 중앙부에 배출구 (43)이 설치되어 있다. 배출구 (43)으로부터 배기로 (42)가 연장되어 있다. 배기로 (42)에 배기 펌프 (41)이 접속되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 국소 배기구 (45)에 연속해 있는 흡인로가 공급 노즐 (33)의 상부로부터 꺼내어져 있다. 이 흡인로가 배기로 (42)에 합류되어 있다. 국소 배기구 (45) 및 상기 국소 배기구 (45)로부터 배기로 (42)까지의 흡인로도 배기계 (40)의 요소를 구성한다.
배기 펌프 (41)의 구동에 의해서, 처리조 (10) 내의 가스가 배출구 (43)에 흡입되고, 배기로 (42)를 거쳐 배기 펌프 (41)에 보내진다. 또한, 처리 공간 (19)에서 피처리물 (9)에 분무된 후의 처리 가스(이하 "처리 완료 가스"라 함)가, 주로 국소 배기구 (45)에 흡입되고, 상기 도시하지 않는 흡인로를 거쳐 배기로 (42)에 합류한다. 처리 완료 가스는, 처리 가스의 성분(HF, O3, CF4, H2O, Ar 등)이나 표면 처리 반응에 의한 부생성물(SiF4 등)을 포함한다. 처리 완료 가스의 일부가 처리 공간 (19)로부터 누설되는 경우도 있고, 그러한 처리 완료 가스는 배출구 (43)으로부터 흡입된다.
배기계 (40)에 의한 배출 가스 유량은, 공급계 (30)에 의한 처리 가스 공급 유량보다 크다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는 처리 가스 공급 유량이 32 slm 정도인 것에 반해, 배출 가스 유량은 200 내지 400 slm 정도이다. 따라서, 배출 가스 유량과 처리 가스 공급 유량과의 차에 상당하는 유량의 분위기 가스(공기) g가 처리조 (10)의 외부로부터 개구 (13, 14)를 통과하고, 처리조 (10)의 내부에 유입된다.
여기서, 개구 (13, 14)로부터의 유입 가스 g가 처리조 (10) 내로 유입될 때의 평균 유속은 0.1 m/초 이상이 되도록 설정되고, 바람직하게는 0.3 m/초 이상이 되도록 설정되어 있다. 유입 가스 g의 평균 유속의 상한은, 상기 유입 가스 g가 처리 공간 (19)에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 유입 가스 g의 평균 유속은, 바람직하게는 2 m/초 이하이고, 보다 바람직하게는 1 m/초 이하이며, 한층 바람직하게는 0.7 m/초 이하이다. 상기한 설정 평균 유속은, 개구 (13, 14)의 내부 및 근방에 피처리물 (9)가 배치되어 있지 않은 상태에서의 값인 것이 바람직하다.
상기 유입 가스 g의 평균 유속은, 처리조 (10)의 치수 및 배기계 (40)의 배기 유량 등에 의해서 조절할 수 있다. 처리조 (10)의 치수 중, 유입 가스 g의 평균 유속에 크게 관계하는 것은, 개구 (13, 14)의 두께(상하 치수)이다. 구체적으로는, 개구 (13, 14)의 두께는 2 내지 8 mm의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 5 mm 정도로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 배기계 (40)의 배기 유량은, 상술한 바와 같이 처리 가스 공급 유량이 32 slm 정도인 경우, 200 내지 400 slm의 범위로 설정할 수 있다.
덧붙여서 말하면, 일반적인 평판 디스플레이용 표면 처리 장치에서의 반입출용 개구로부터 처리조로의 유입 가스의 평균 유속은 2 m/초를 초과하고 있다.
유입 가스 g의 평균 유속의 상한을, 유입 가스 g가 처리 공간 (19)에 도달하는 크기 미만이 되도록 하기 위해서는, 유입 가스 g의 평균 유속을 조절하는 것 이외에, 개구 (13, 14)와 처리 공간 (19)와의 이격 거리 D1을 조절하는 것으로 할 수도 있다.
배기계 (40)에 의한 처리조 (10)으로부터의 배출 가스의 대부분은 외부로부터 반입출 개구 (13, 14)를 통해서 유입된 공기이다. 따라서, 배출 가스 중 가장 비율이 큰 성분은 질소이다. 배출 가스에는, 추가로 처리 완료 가스의 성분(HF, O3, CF4, H2O, Ar, SiF4 등)이 포함되어 있다. 도시는 생략하지만, 배출구 (43)과 배기 펌프 (41) 사이의 배기로 (42)에는, 배출 가스 중 HF 등을 제거하는 스크러버, 배출 가스 중 H2O를 제거하는 미스트 트랩, 배기 가스 중 O3을 제거하는 오존 킬러 등이 설치되어 있다.
배기계 (40)에 재이용계 (50)이 접속되어 있다. 재이용계 (50)은, 배기계 (40)에서 배기되는 가스로부터 처리 가스의 반응 성분을 회수한다. 상술하면, 재이용계 (50)은 분리 회수기 (51)을 구비하고 있다. 분리 회수기 (51)에는 분리막 (52)가 설치되어 있다. 분리막 (52)에 의해서 분리 회수기 (51)의 내부가 농축실 (53)과 희석실 (54)로 구획되어 있다. 분리막 (52)로는, 예를 들면 유리상 중합체막(일본 특허 제3151151호 공보 등 참조)이 이용되고 있다. 분리막 (52)가 CF4(반응 성분)를 투과시키는 속도는 상대적으로 작고, 질소(불순물)를 투과시키는 속도는 상대적으로 크다. 배기 펌프 (41)보다 하류측의 배기로 (42)가 농축실 (53)에 연속해 있다. 배기 펌프 (41)로부터의 배출 가스가 농축실 (53)에 도입되고, 분리막 (52)에 의해서 농축실 (53)에 머무르는 회수 가스와 분리막 (52)를 투과하여 희석실 (54)에 들어가는 방출 가스로 분리된다. 회수 가스는 CF4 농도가 높고(CF4=90 vol％ 이상), 유량이 작다. 방출 가스는 CF4 농도가 낮고(CF4=1 vol％ 이하), 유량이 크다.
또한, 도면에서는 분리 회수기 (51)이 1개밖에 도시되어 있지 않지만, 재이용계 (50)이 분리 회수기 (51)을 복수개 가질 수도 있다. 복수의 분리 회수기 (51)이 직렬로 연속해 있을 수도 있고, 병렬로 연속해 있을 수도 있으며, 직렬과 병렬이 조합되도록 연속해 있을 수도 있다.
농축실 (53)의 하류단으로부터 회수로 (55)가 연장되어 있다. 회수로 (55)는 원료 가스 공급부 (31)에 접속되어 있다.
희석실 (54)로부터 방출로 (46)이 연장되어 있다. 방출로 (46)은, 제해 설비 (47)에 접속되어 있다.
상기 구성의 표면 처리 장치 (1)에 따르면, 피처리물 (9)를 롤러 (21) 위에 올려놓고, 반송면 P9 위에 반송한다. 피처리물 (9)는 반입 개구 (13)을 통과하여 처리조 (10)의 내부에 반입되고, 처리 공간 (19)에 도입된다. 또한, 공급계 (30)에 의해서 처리 가스를 처리 공간 (19)에 공급한다. 이 처리 가스가 피처리물 (9)에 접촉하여, 에칭 등의 표면 처리가 실행된다. 처리 후의 피처리물 (9)를 처리 공간 (19)로부터 도출하고, 반출 개구 (14)를 통해서 처리조 (10)으로부터 반출한다. 복수의 피처리물 (9)를 롤러 컨베이어 (20) 상에 간격을 두고 일렬로 나열하고, 순차적으로 처리조 (10) 내에 반입하여 표면 처리한 후, 처리조 (10)으로부터 반출한다.
처리 가스의 공급과 병행하여 배기계 (40)에 의해서 처리조 (10) 내의 가스를 배출구 (43) 및 국소 배기구 (45)로부터 흡인한다. 이에 따라, 처리조 (10)의 외부의 분위기 가스(공기)가 반입출 개구 (13, 14)를 통해 처리조 (10)의 내부로 유입된다. 이 유입 가스 g의 평균 유속이 0.1 m/초 이상, 바람직하게는 0.3 m/초 이상이 되도록 설정함으로써, 처리조 (10) 내의 처리 완료 가스가 개구 (13, 14)를 통해서 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 처리 가스 또는 처리 완료 가스에 유독 성분이 포함되어 있어도, 작업의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 처리 가스 또는 처리 완료 가스 CF4 등의 온난화계수가 높은 성분이 포함되어 있어도, 환경에 미치는 영향을 충분히 경감시킬 수 있다. 또한 주변 설비의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 유입 가스 g의 평균 유속의 상한 설정에 의해, 유입 가스 g를 처리 공간 (19)의 바로 앞에서 충분히 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 유입 가스 g는 처리 공간 (19)에 도달할 수 없다. 이에 따라, 처리 공간 (19) 내의 처리 가스의 흐름이 유입 가스 g에 의해서 흐트러지는 것을 방지할 수 있고, 처리 가스의 흐름을 안정화할 수 있다. 유입 가스 g의 평균 유속을 바람직하게는 2 m/초 이하, 보다 바람직하게는 1 m/초 이하, 더욱 바람직하게는 0.7 m/초 이하로 함으로써, 처리 공간 (19) 내의 처리 가스의 흐름이 유입 가스 g에 의해서 흐트러지는 것을 한층 확실하게 방지할 수 있어, 처리 가스의 흐름을 한층 안정화할 수 있다. 이에 따라, 표면 처리를 안정적으로 실행할 수 있다.
또한, 처리조 (10) 내를 외부로부터의 유입 가스 g로 항상 환기할 수 있기 때문에, 처리조 (10) 내의 처리 가스 농도를 일정하게 할 수 있어, 표면 처리를 한층 안정시킬 수 있다.
배기계 (40)에 의해서 처리조 (10) 내로부터 배출된 가스는, 분리 회수기 (51)에 도입되어, 고 CF4 농도의 회수 가스와 저 CF4 농도의 방출 가스로 분리된다. 회수 가스는, 회수로 (55)를 거쳐 원료 가스 공급부 (31)로 보내진다. 이에 따라, 분리 회수기 (51)에서 회수된 반응 성분(CF4)을 원료 가스 공급부 (31)에 복귀시켜 재이용할 수 있다. 따라서, 표면 처리 장치 (1)의 총 CF4의 사용량을 감소시킬 수 있어, 운전 비용을 억제할 수 있다.
방출 가스는 제해 설비 (47)에 보내지고, 제해 설비 (47)로 제거 처리된 후, 대기에 방출된다.
배기계 (40)의 배기 유량이 비교적 작고, 나아가 외부로부터 처리조 (10) 내에 취입되는 분위기 가스의 유량이 비교적 작기 때문에, 분리 회수기 (51)의 부하를 경감시킬 수 있다. 또한, 제해 설비 (47)의 부하도 경감시킬 수 있다. 이에 따라, 분리 회수기 (51) 및 제해 설비 (47)을 소형화할 수 있다.
이어서, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다. 이하의 실시 형태에서 이미 상술한 형태와 중복된 구성에 대해서는, 도면에 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태에서는, 처리조 (10)에 2개(복수)의 칸막이벽 (16)이 설치되어 있다. 이들 칸막이벽 (16)에 의해서, 처리조 (10)의 내부가 좌우(피처리물 (9)의 반송 방향)에 3개(복수)의 실 (10b, 10a, 10b)로 구획되어 있다. 중앙의 제1 실 (10a)(양끝의 실 이외의 실)에 처리 공간 (19)가 설치되어 있다. 제1 실 (10a)에 공급계 (30) 및 배기계 (40)이 직접 접속되어 있다. 즉, 제1 실 (10a)의 상부에 공급 노즐 (33)이 설치되고, 바닥부에 배출구 (43)이 설치되어 있다.
칸막이벽 (16)에는 연통 개구 (17)이 설치되어 있다. 연통 개구 (17)은 개구 (13, 14)와 마찬가지로, 상하에 대향하는 한쌍의 정류판 (15, 15)에 의해서 구획되어 있다. 칸막이벽 (16)의 크기 및 상하 방향의 위치는, 바람직하게는 개구 (13, 14)와 동일하게 되어 있다. 피처리물 (9)는, 반송 수단 (20)에 의해서 반입 개구 (13)으로부터 우측단의 실 (10b) 내에 반입된다. 이어서, 피처리물 (9)는 우측의 연통 개구 (17)을 통과하여 제1 실 (10a) 내에 반입되고, 처리 공간 (19)로 유도되고, 표면 처리된다. 표면 처리 후 피처리물 (9)가 좌측의 연통 개구 (17)을 통과하여 좌측단의 실 (10b)로 반송되고, 추가로 반출 개구 (14)를 통과하여 처리조 (10)의 외부로 반출된다.
배기 펌프 (41)의 구동에 의해서, 외부의 분위기 가스가 개구 (13, 14)를 통과하여 양끝의 실 (10b)에 유입된다. 이 개구 (13, 14)로부터의 유입 가스 g를 포함하는 말단실 (10b) 내의 가스가 연통 개구 (17)을 통과하고, 중앙(하류측)의 제1 실 (10a)에 유입된다. 제1 실 (10a)에의 유입시 가스 g'의 평균 유속은, 개구 (13, 14)로부터의 유입 가스 g와 마찬가지로, 연통 개구 (17)의 내부 또는 근방에 피처리물 (9)가 배치되어 있지 않은 상태에서 0.1 m/초 이상이 되도록 설정되고, 바람직하게는 0.3 m/초 이상이 되도록 설정되어 있다.
유입 가스 g'의 평균 유속의 상한은, 상기 유입 가스 g'이 처리 공간 (19)에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 유입 가스 g'의 평균 유속은, 바람직하게는 2 m/초 이하로 설정되고, 보다 바람직하게는 1 m/초 이하로 설정되고, 보다 한층 바람직하게는 0.7 m/초 이하로 설정되어 있다. 유입 가스 g'의 평균 유속은, 처리조 (10)의 치수(특히, 연통 개구 (17)의 두께(상하 치수))나 배기계 (40)의 배기 유량 등에 의해서 조절할 수 있다. 또한, 유입 가스 g'의 평균 유속의 상한을, 유입 가스 g'이 처리 공간 (19)에 도달하는 크기 미만이 되도록 하기 위해서는, 유입 가스 g'의 평균 유속을 조절하는 것 이외에, 연통 개구 (17)과 처리 공간 (19)의 이격 거리를 조절하는 것으로 할 수도 있다.
제2 실시 형태에서는, 제1 실 (10a)와 개구 (13, 14) 사이에 칸막이벽 (16)이 설치되어 있기 때문에, 제1 실 (10a)의 처리 완료 가스가 처리조 (10)의 외부로 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 유입 가스 g'의 평균 유속의 범위 설정에 의해, 처리 완료 가스의 누설을 한층 확실하게 방지할 수 있다. 이에 따라, 작업의 안전성을 한층 확보할 수 있고, 환경 부하를 충분히 감소시킬 수 있으며, 주변 설비의 부식을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 처리 공간 (19)에서의 처리 가스의 흐름이 유입 가스 g'에 의해서 흐트러지는 것을 방지할 수 있고, 처리 가스의 흐름을 확실하게 안정화할 수 있으며, 표면 처리의 안정성을 충분히 확보할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태에서는, 처리조 (10)의 반송 방향의 하류측(동일한 도면에서 좌측)에 후처리부로서 세정 장치 (3)이 설치되어 있다. 세정 장치 (3)은, 처리 공간 (19)에서 표면 처리한 후의 피처리물 (9)를 웨트 세정한다. 또한, 후처리부의 후처리 내용은 웨트 세정에 한정되지 않으며, 예를 들면 대기압 플라즈마를 이용한 드라이 세정 등일 수도 있다.
처리조 (10)과 세정 장치 (3) 사이에는, 후처리 대기조 (60)이 배치되어 있다. 후처리 대기조 (60)의 처리조 (10)측의 벽 (61)에는 반입 개구 (63)이 형성되어 있다. 반입 개구 (63)은, 처리조 (10)의 정류판 (15)와 마찬가지로, 상하에 대향하는 한쌍의 정류판 (65, 65)에 의해서 구획되어 있다. 반입 개구 (63)의 크기 및 상하 방향의 위치는, 바람직하게는 개구 (13, 14, 17)과 동일하게 되어 있다.
대기조 (60)의 세정 장치 (3)측의 벽 (62)에는 반출 개구 (64)가 형성되어 있다. 반출 개구 (64)의 폭(도 3의 지면 직교 방향의 치수) 및 두께(상하 방향의 치수) 및 상하 방향의 위치는, 바람직하게는 개구 (13, 14, 17, 63)과 동일하게 되어 있다. 반출 개구 (64)가 세정 장치 (3)에 연통하고 있다. 롤러 컨베이어를 포함하는 반송 수단 (20)이 대기조 (60)의 내부에도 연장하여 설치되어 있다.
처리조 (10)의 반출측벽 (12)와 대기조 (60)의 반입측벽 (61)은 서로 떨어져, 양벽 (12, 61) 사이에 간극 (1e)가 형성되어 있다. 반출측벽 (12)의 반출 개구 (14)와 반입측벽 (61)의 반입 개구 (63)와의 이격 거리 D2(정확하게는 반출 개구 (14)의 정류판 (15)와 반입 개구 (63)의 정류판 (65) 사이의 거리)는 D2=20 내지 300 mm의 범위로 설정되어 있다.
후처리 대기조 (60)에는 제2 배기계 (70)(대기조 배기계)이 접속되어 있다. 대기조 (60)의 바닥부에 제2 배기계 (70)의 배기구 (73)이 설치되어 있다. 배기구 (73)으로부터 배기로 (72)가 연장되어 있다. 배기로 (72)에 배기 펌프 (71)이 접속되어 있다. 배기 펌프 (71)의 하류에서 제해 설비 (47)로 접속될 수도 있다. 또한, 배기로 (72)를 배기로 (42)에 합류시키고, 배기 펌프 (71)을 생략할 수도 있다. 즉, 처리조 배기계 (40)과 대기조 배기계 (60)이 서로 공통의 배기 펌프 (41)을 가져, 처리조 배기 펌프 (41)이 대기조 배기 펌프를 겸비할 수도 있다.
제3 실시 형태에서는, 반출 개구 (14)와 반입 개구 (63)의 간격 D2가 지나치게 좁지 않은 크기(D2≥20 mm)로 설정되어 있기 때문에, 간극 (1e)를 외부와 동일한 압력 환경(대기압)으로 할 수 있고, 처리조 (10) 내의 압력과 후처리 대기조 (60) 내의 압력이 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면 대기조 (60) 내를 제2 배기계 (70)에서 감압하여도, 처리조 (10) 내의 가스가 반출 개구 (14)로부터 누설되어 대기조 (60)에 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2개의 조 (10, 60)으로부터의 배기 유량의 조절을 각각 용이하게 행할 수 있다.
반송 수단 (20)에 의해서 처리조 (10)의 반출 개구 (14)로부터 반출된 피처리물 (9)는 간극 (1e)를 통과한다. 여기서, 표면 처리 후 피처리물 (9)에는 처리 가스 성분이나 처리 완료 가스 성분이 부착 또는 흡착되어 있는 경우가 있다. 한편, 반출 개구 (14)와 반입 개구 (63)의 간격 D2가 지나치게 넓지 않은 크기(D2≤300 mm)로 설정되어 있기 때문에, 피처리물 (9)가 간극 (1e)를 통과하는 시간을 충분히 짧게 할 수 있다. 따라서, 간극 (1e)를 통과 중의 피처리물 (9)로부터 상기 부착 또는 흡착 성분이 휘발하는 양을 충분히 적게 할 수 있다. 간극 (1e)를 통과한 피처리물 (9)는, 반입 개구 (63)을 통과하여 대기조 (60)의 내부에 반입되어, 후처리 대기 상태가 된다. 또한, 피처리물 (9)는, 후처리 대기 중에도 반송 수단 (20)에 의해서 연속적으로 후처리부 (3)을 향하여 이동하고 있다. 이 대기시 피처리물 (9)로부터 상기 부착 또는 흡착 성분이 휘발된 경우, 그의 휘발 가스를 후처리 대기조 (60) 내에 가두어, 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 배기계 (70)에 의해서 상기 휘발 가스 성분을 후처리 대기조 (60)으로부터 배기로 (72)로 배출할 수 있다. 이에 따라, 작업의 안전성을 한층 확보할 수 있고, 환경 부하를 충분히 감소시킬 수 있으며, 주변 설비의 부식을 확실하게 방지할 수 있다.
그 후, 피처리물 (9)는 반출 개구 (64)를 통하여 세정 장치 (3)에 유도되고, 세정 처리된다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태의 표면 처리 장치 (1)은, 외부조 (80)과 감압 수단 (90)을 더욱 구비하고 있다. 외부조 (80)은 처리조 (10) 및 후처리 대기조 (60)을 둘러싸고 있다. 외부조 (80)의 우측단(피처리물 (9)의 반송 방향의 상류측의 단부)의 벽에는, 반입 개구 (81)이 설치되어 있다. 반입 개구 (81)의 크기 및 상하 방향의 위치는, 바람직하게는 개구 (13, 14, 17)과 동일하게 되어 있다.
외부조 (80)에는 감압 수단 (90)이 접속되어 있다. 감압 수단 (90)은, 다음과 같이 구성되어 있다. 외부조 (80)의 바닥부에 감압 수단 (90)의 복수(도면에서는 2개)의 흡기구 (93)이 서로 떨어져 설치되어 있다. 각 흡기구 (93)으로부터 개별 흡기로 (92a)가 연장되어 있다. 각 흡기구 (93)으로부터의 개별 흡기로 (92a)가 서로 합류하고, 합류 후 흡기로 (92)가 감압 펌프 (91)에 접속되어 있다. 또한, 펌프 (91)과, 펌프 (41) 또는 (71)이 1개의 공통 흡인 펌프로 구성될 수도 있다. 외부조 (80)에 흡기구 (93)을 1개만 설치할 수도 있다.
감압 펌프 (91)의 구동에 의해, 외부조 (80)과 내부조 (10, 60) 사이의 공간 (80a)가 감압되어 대기압보다 약간 저압이 된다. 구체적으로는, 조 사이 공간 (80a)의 내압이 대기압보다 10 Pa 정도 낮아지도록 하는 것이 바람직하다.
제4 실시 형태에 따르면, 만일 처리 완료 가스가 처리조 (10)으로부터 누설되거나, 피처리물 (9)가 간극 (1e)를 통과할 때에 상기 피처리물 (9)로부터 휘발 가스가 발생하거나, 후처리 대기조 (60)에서 발생된 휘발 가스가 상기 대기조 (60)으로부터 누설되어도, 이들 처리 완료 가스나 휘발 가스를 조 사이 공간 (80a) 내에 가둘 수 있다. 이에 따라, 처리 완료 가스나 휘발 가스가 외부의 분위기 중으로 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 게다가, 조 사이 공간 (80a)는 대기압보다 약간 저압으로 되어 있기 때문에, 조 사이 공간 (80a) 내의 가스가 외부조 (80)의 밖으로 누설되는 것을 한층 확실하게 방지할 수 있다. 이에 따라, 작업의 안전성을 보다 한층 확보할 수 있고, 환경 부하를 한층 확실하게 감소시킬 수 있으며, 주변 설비의 부식을 한층 확실하게 방지할 수 있다. 조 사이 공간 (80a) 내로 누설된 처리 가스나 처리 완료 가스는, 흡기로 (92)에 의해서 조 사이 공간 (80a)로부터 배출할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 제5 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태는 제1 실시 형태(도 1)에 외부조 (80) 및 감압 수단 (90)을 적용한 것이다. 외부조 (80)이 처리조 (10)을 둘러싸고 있다. 외부조 (80)의 좌측단(피처리물 (9)의 반송 방향의 하류측의 단부)의 벽에는, 반출 개구 (82)가 설치되어 있다. 반입 개구 (82)의 크기 및 상하 방향의 위치는, 바람직하게는 개구 (13, 14, 81)과 동일하게 되어 있다.
도 6은, 본 발명의 제6 실시 형태를 나타낸 것이다. 이 실시 형태에서는, 배기계 (40)의 배출구 (43)이 복수개(도면에서는 3개) 설치되어 있다. 복수의 배출구 (43)은, 처리조 (10)의 바닥부에 서로 분산하여 배치되어 있다. 도 6에서는, 복수의 배출구 (43)이 피처리물 (9)의 반송 방향으로 이격하여 배치되어 있지만, 반송 방향과 직교하는 방향(도 6의 지면 직교 방향)에도 배출구 (43)이 이격하여 배치되어 있다. 각 배출구 (43)으로부터 개별 배기로 (42a)가 연장되어 있다. 각 개별 배기로 (42a)가 서로 합류하고, 합류 후 배기로 (42)가 배기 펌프 (41)에 접속되어 있다. 또한, 도시 생략한 스크러버, 미스트 트랩 및 오존 킬러는 합류 후의 배기로 (42) 상에 설치되어 있다.
각 개별 배기로 (42a)에 유량 제어 밸브 (48)(조절부)이 설치되어 있다. 유량 제어 밸브 (48)은 배출구 (43)과 1 대 1로 대응하여 대응하는 배출구 (43)으로부터의 배기 유량을 조절한다.
제6 실시 형태에 따르면, 각 배출구 (32)에 대응하는 유량 제어 밸브 (48)을 독립적으로 조작할 수 있고, 각 배출구 (43)으로부터의 배기 유량을 다른 배출구 (43)과는 별개로 조절할 수 있다. 이에 따라, 처리조 (10) 내의 전역 내지는 넓은 범위에 걸쳐 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 나아가 공급계 (30)으로부터 처리 공간 (19)에 공급된 처리 가스의 흐름을 제어할 수 있고, 처리 가스의 유동 방향이 한쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 처리의 균일성을 확보할 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 개변을 이룰 수 있다.
예를 들면, 반입 개구 (13)과 반출 개구 (14)가 하나의 공통된 개구로 구성될 수도 있다. 반송 수단 (20)이 피처리물 (9)를 상기 공통된 개구로부터 처리조 (10)의 내부에 반입하여 처리 공간 (19)에 배치하고, 표면 처리 후, 피처리물 (9)를 상기 공통의 개구로부터 외부로 반출하도록 할 수도 있다. 피처리물 (9)의 처리조 (10)으로의 반입 및 처리조 (10)으로부터의 반출은, 반송 수단 (20)을 이용하는 것 이외에, 작업자가 행할 수도 있다.
배출구 (43)의 장소, 구경 및 개수는 처리 공간 (19)에서의 처리 가스의 흐름이 안정적이 되도록 설계할 수 있다.
복수의 실시 형태를 서로 조합할 수도 있다. 예를 들면, 제2 실시 형태(도 2)에 제4, 제5 실시 형태(도 4, 도 5)의 외부조 (80) 및 감압 수단 (90)을 적용할 수도 있다. 제6 실시 형태(도 6)는, 제1 실시 형태(도 1)의 처리조 (10)에 복수의 배출구 (43) 및 유량 제어 밸브 (48)을 적용하고 있지만, 제2 내지 제5 실시 형태(도 2 내지 도 6)의 처리조 (10)에 제6 실시 형태의 복수의 배출구 (43) 및 (48)을 적용할 수도 있다.
제4 실시 형태(도 4)에서, 외부조 (80)이 처리조 (10)과 후처리 대기조 (60) 중 처리조 (10)만을 둘러싸고, 후처리 대기조 (60)이 외부조 (80)의 외부에 배치될 수도 있다.
본 발명은 예를 들면 평판 디스플레이(FPD)나 반도체 웨이퍼의 제조에 적용 가능하다.
1: 표면 처리 장치
1e: 간극
3: 세정 장치(후처리 장치)
9: 피처리물
10: 처리조
10a: 제1 실
10b: 실
13, 81: 반입 개구
14: 반출 개구
16: 칸막이벽
17: 연통 개구
19: 처리 공간
20: 반송 수단
30: 공급계
33: 공급 노즐
34: 분출구
40: 배기계
42: 배기로
42a: 개별 배기로
43: 배출구
45: 국소 배기구
47: 제해 설비
48: 유량 제어 밸브(조절부)
50: 재이용계
51: 분리 회수기
55: 회수로
60: 후처리 대기조
63: 반입 개구
70: 제2 배기계(대기조 배기계)
80: 외부조
80a: 조 사이 공간
90: 감압 수단
g, g': 유입 가스 흐름

Claims (15)

  1. 피처리물의 표면에 처리 가스를 접촉시켜 상기 표면을 처리하는 장치에 있어서,
    반입 개구 및 반출 개구를 가지며, 내부에 상기 표면 처리를 행하는 처리 공간이 상기 반입 개구 및 반출 개구로부터 떨어져 설치된 처리조와,
    상기 피처리물을 상기 반입 개구로부터 상기 처리조의 내부에 반입하여 상기 처리 공간에 배치한 후, 상기 반출 개구로부터 반출하는 반송 수단과,
    상기 처리 공간에 처리 가스를 공급하는 공급계와,
    상기 처리조의 내부로부터 가스를 배출하는 배기계
    를 구비하고, 상기 배기계의 가스 배출에 의해서 상기 처리조의 외부 가스가 상기 개구를 통해서 상기 처리조의 내부에 유입되며, 상기 유입의 평균 유속이 0.1 m/초 이상 또한 상기 유입 가스가 상기 처리 공간에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평균 유속이 0.3 m/초 이상인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 평균 유속이 2 m/초 이하인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평균 유속이 1 m/초 이하인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 평균 유속이 0.3 m/초 내지 0.7 m/초인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리조의 내부가 하나 또는 복수의 칸막이벽에 의해 상기 반송 수단의 반송 방향으로 복수의 실(室)로 구분되고, 상기 칸막이벽에는 상기 피처리물을 통과시키는 연통 개구가 설치되고, 상기 처리 공간이 상기 복수의 실 중 하나의 실(이하 "제1 실"이라 함)의 내부에 설치되고, 상기 제1 실에 상기 공급계 및 상기 배기계가 직접 접속되어 있고,
    상기 배기계의 가스 배출에 의해 상기 연통 개구를 통해 상기 처리 공간을 향하여 가스가 흐르며, 상기 연통 개구를 통과한 가스가 연통 개구로부터 하류측의 실로 유입될 때의 평균 유속이 0.1 m/초 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하류측의 실로 유입되는 가스의 평균 유속이 0.3 m/초 이상인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 실 내의 상기 처리 공간이 상기 제1 실에 면하는 칸막이벽의 연통 개구(이하 "제1 연통 개구"라 함)로부터 떨어져 설치되고,
    상기 배기계의 가스 배출에 의해 상기 제1 연통 개구를 통해 상기 처리 공간을 향하여 가스가 흐르며, 상기 제1 연통 개구를 통과한 가스가 상기 제1 실로 유입될 때의 평균 유속이 0.1 m/초 이상 또한 상기 제1 실로의 유입 가스가 상기 처리 공간에 도달하는 크기 미만이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 실로의 유입 가스의 평균 유속이 0.3 m/초 이상인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배기계가 상기 처리조에 분산되어 배치된 복수의 배기구와, 이들 배기구에 대하여 1 대 1로 설치되어 대응하는 배기구로부터의 배기 유량을 조절하는 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 배기계에서 배기되는 가스로부터 상기 처리 가스의 반응 성분을 회수하여 상기 공급계에 보내는 재이용계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 처리조보다 상기 반송 수단의 반송 방향의 하류측에 배치되어 후처리 공정을 행하는 후처리부와, 상기 처리조와 상기 후처리부 사이에 배치된 후처리 대기조와, 상기 후처리 대기조의 내부로부터 가스를 배출하는 제2 배기계를 더 구비하고,
    상기 반송 수단이, 상기 처리조의 반출 개구로부터 반출된 상기 피처리물을 상기 후처리 대기조를 경유하여 상기 후처리부로 반송하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 후처리 대기조의 상기 처리조측의 벽에는 제2 반입 개구가 설치되고, 상기 후처리 대기조의 상기 후처리부측의 벽에는 제2 반출 개구가 설치되며, 상기 처리조의 반출 개구와 상기 후처리 대기조의 제2 반입 개구가 상기 반송 방향으로 20 내지 300 mm 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 처리조를 둘러싸는 외부조와, 상기 외부조와 처리조 사이의 공간을 대기압보다 저압으로 하는 감압 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 처리조 및 후처리 대기조를 둘러싸는 외부조와, 상기 외부조와 처리조 및 후처리 대기조 사이의 공간을 대기압보다 저압으로 하는 감압 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
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