JPH09199460A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用の処理室等を設けることなく基板に対す
る紫外線の照射処理を行えるようにすることにより、基
板製造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４０は、ランプカバー４３
と石英板４５からなり、その内部に誘電体バリア放電ラ
ンプ４１を収納したランプボックス４７と、ランプボッ
クス４７内に窒素ガスを供給する導入口４９と、ランプ
ボックス４７の外側を囲う排気カバー５５と、排気カバ
ー５５内の気体を外部に排出する排気口６１とを備え
る。基板Ｗの裏面中央部は、排気カバー５５の凸部５７
により支持される。

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に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような基板処理装置としては、低圧
水銀ランプ等の紫外線ランプから出射される紫外線を基
板に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ことにより、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が知ら
れている。

【０００３】このような基板処理装置において、基板に
照射すべき紫外線が装置の外部に漏洩した場合には、そ
の紫外線が人体に影響を及ぼす可能性があることや、装
置外部の空気雰囲気下で漏洩した紫外線によりオゾンが
発生してしまう可能性があることから、従来、この種の
装置においては、基板に紫外線を照射する処理部を紫外
線照射処理専用の光密な処理室として構成している。そ
して、基板に対し紫外線照射処理を行う際には、開閉可
能なシャッターを有する搬入口よりこの処理室に基板を
搬入し、シャッターを閉じて処理部を外部から遮断した
状態で、基板に対する紫外線の照射処理を行っている。

【０００４】このため、基板に対する紫外線照射処理を
行うためには、基板製造装置に紫外線照射処理専用の処
理室を配設することが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板製
造装置に紫外線処理専用の処理室を配設した場合には、
この処理室により、基板製造装置の占有面積が大きくな
る。このため、基板製造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基板製
造装置の占有面積が増加する傾向にあることから、各種
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。

【０００６】また、基板製造装置に紫外線照射処理専用
の処理室を配設した場合には、この処理室に対し、基板
を搬入、搬出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５０
０×６００ｍｍ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、基板製造装置における基板の
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。

【０００７】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、専用の処理室等を設けることなく、基板
に対する紫外線の照射処理を行えるようにすることによ
り、基板製造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。

【０００８】

【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、基板を支持する基板支持手段と、前記基板
支持手段に支持された基板に対し真空紫外線を照射する
紫外線ランプと、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
を備えている。

【０００９】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、ランプボックスの外周を囲い、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
出する排気口とを備えている。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２いずれかに記載の発明において、紫外線ランプとして
誘電体バリア放電ランプを採用している。

【００１１】なお、この明細書でいう「基板の処理に寄
与する紫外線の吸収帯がない気体」とは、紫外線ランプ
から出射される真空紫外線のうち、少なくとも基板の処
理に寄与する波長の真空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、真空紫外線のうち基板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表面の有機物を分解するこ
とにより基板表面を親水化させる処理においては、１７
２ｎｍ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。

【００１２】

【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。

【００１３】まず、この発明に係る基板処理装置を適用
する基板製造装置の全体構成について説明する。図１
は、基板製造装置の平面図であり、図２はその正面図で
ある。

【００１４】この基板製造装置は、角形の液晶表示パネ
ル用ガラス基板Ｗに対して各種の処理を行うものであ
り、複数枚の基板Ｗを収納したカセット１を前工程から
受け取るインデクサー部３と、基板Ｗに各種の処理を施
すための複数の処理ユニットを備えた基板処理部５と、
基板処理部５における各処理ユニット間で基板Ｗを搬送
する基板搬送部７と、図示しない露光機との間で基板Ｗ
を受け渡しするインターフェース部９とから構成されて
いる。

【００１５】インデクサー部３は、複数のカセット１を
載置するテーブル１１と、搬送路１３に沿って移動する
搬送装置１４とを備える。搬送装置１４は、基板Ｗを、
カセット１と基板処理部５に配設された受け渡し部１５
との間で受け渡しする。

【００１６】基板処理部５は、上下方向に多段に構成さ
れており、その下段部には、前述した基板受け渡し部１
５と、回転式洗浄装置（以下「スピンスクラバ」とい
う）１７と、回転式塗布装置（以下「スピンコータ」と
いう）１９と、複数の回転式現像装置（以下「スピンデ
ベロッパ」という）２１、２３と、基板受け渡し部２４
とが配設されている。また、その上段部には、ホットプ
レートやクールプレート等の熱処理装置２５と、基板搬
送部７の各主搬送装置２９、３１、３３間で基板Ｗを受
け渡すための基板受け渡し部２７とが、各々複数配設さ
れている。

【００１７】基板搬送部７は、搬送路３５、３７、３９
に沿って移動する主搬送装置２９、３１、３３を備え
る。各主搬送装置２９、３１、３３は３軸方向に移動可
能な搬送アームを備え、基板Ｗを、受け渡し部１５、ス
ピンスクラバ１７、スピンコータ１９、スピンデベロッ
パ２１、２３、熱処理装置２５および受け渡し部２４の
間で搬送する。

【００１８】インターフェース部９は、基板Ｗを、受け
渡し部２４と図示しない後段の露光機との間で受け渡し
する。

【００１９】このような基板製造装置においては、カセ
ット１に収納されて基板製造装置に搬入された基板Ｗ
は、搬送装置１４により受け渡し部１５に載置される。
受け渡し部１５に載置された基板Ｗは、主搬送装置２９
により受け取られ、各主搬送装置２９、３１、３３によ
り、スピンスクラバ１７、スピンコータ１９および熱処
理装置２５の間に任意の順序で搬送され、必要な処理を
施される。処理の終了した基板Ｗは、主搬送装置３３に
より受け渡し部２４に搬送される。そして、この基板Ｗ
は、図示しないインターフェース部９の搬送装置により
後段の露光機に搬送されて露光処理される。露光の終了
した基板Ｗは、インターフェース部９の搬送装置により
受け渡し部２４に搬送された後、各主搬送装置２９、３
１、３３によりスピンデベロッパ２１、２３および熱処
理装置２５に搬送されて必要な処理を施された後、受け
渡し部１５に載置される。そして、この基板Ｗは、搬送
装置１４によりカセット１に収納される。

【００２０】次に、この発明に係る基板処理装置につい
て説明する。図３は、この発明に係る基板処理装置４０
の第１実施形態を示す断面図であり、図４はその平面図
である。

【００２１】この基板処理装置４０は、基板Ｗの裏面中
央部に対し紫外線を照射してオゾンを発生させ、基板Ｗ
の裏面の有機物を分解して基板Ｗの裏面を親水化させる
ことにより、後段のスピンスクラバ１７における洗浄処
理時の洗浄効果を高めるために使用されるものであり、
前述した基板製造装置の基板処理部５における受け渡し
部１５に併設されている。

【００２２】スピンスクラバ１７においては、基板Ｗの
表面に洗浄液を供給して基板Ｗの表面を洗浄するととも
に、基板Ｗの裏面に洗浄液を供給して、基板Ｗを洗浄し
て汚染された洗浄液が裏面に回り込むことを防止してい
る。そして、洗浄液による洗浄の終了後に、基板Ｗを高
速で回転させることにより基板Ｗを乾燥している。

【００２３】このスピンスクラバ１７による洗浄におい
ては、一般に、洗浄後に基板Ｗの裏面の中央部に洗浄液
の水滴が残りやすい。これは、基板Ｗの中央部は、基板
Ｗを高速回転させて乾燥する乾燥時に遠心力や回転に伴
う風の影響を受けにくいことや、基板Ｗの裏面は搬送装
置等との接触により汚染され疎水性となりやすいことが
原因と考えられる。

【００２４】このため、スピンスクラバ１７による洗浄
の前に、予め基板Ｗの裏面中央部の有機物を分解して親
水化しておくことが好ましい。このため、この実施の形
態においては、基板製造装置の基板処理部５における受
け渡し部１５に、基板Ｗの裏面中央部に紫外線を照射す
る基板処理装置４０を併設している。

【００２５】この基板処理装置４０においては、その波
長が２００ｎｍ以下、特に１７５ｎｍ以下の真空紫外線
を照射する紫外線ランプとして、誘電体バリア放電ラン
プ４１を使用している。この誘電体バリア放電ランプ４
１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。

【００２６】なお、紫外線ランプとして、特に、その波
長が２００ｎｍ以下の真空紫外線を照射するランプを使
用する理由は以下の通りである。

【００２７】すなわち、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。例えば、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４１の場合、放射される紫外線の中心波長は１７
２ｎｍであり、その空気雰囲気下での到達距離は約１０
ｍｍである。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、その空気雰囲気下で
の到達距離はきわめて短い。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。このため、紫外線ランプ
として真空紫外線を出射するものを利用すれば、基板処
理装置４０を外部への紫外線の漏洩を阻止できるような
構成としない場合であっても、真空紫外線の到達距離が
きわめて短いことから、この紫外線が人体に影響を及ぼ
すことや装置外部でオゾンを発生させるという現象を防
止することが可能となる。

【００２８】従って、紫外線ランプとして、特に、その
波長が２００ｎｍ以下の真空紫外線を照射するランプを
使用した場合には、この実施の形態のように、基板処理
部４０を基板製造装置における受け渡し部１５に併設す
ることが可能となり、紫外線照射処理のための専用のス
ペースを設けることや、紫外線照射処理のために特別に
基板Ｗを搬送することは不要となる。

【００２９】この誘電体バリア放電ランプ４１は、ラン
プカバー４３と石英板４５から成るランプボックス４７
内に収納されている。また、ランプカバー４３と誘電体
バリア放電ランプ４１との間には反射板４８が設けられ
ており、誘電体バリア放電ランプ４１からの紫外線は効
率よく基板Ｗ側に導かれる。

【００３０】この誘電体バリア放電ランプ４１からの紫
外線は、石英板４５を介して後述する排気カバー５５に
支持された基板Ｗに照射される。このため、石英板４５
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。

【００３１】ランプカバー４３の左側部には窒素ガスの
導入口４９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４９からランプ
ボックス４７内に導入される。一方、ランプカバー４３
の右側部には、図示しない排出部に接続された窒素ガス
の排出口５１が設けられている。導入口４９から導入さ
れランプボックス４７内を通過した窒素ガスは、この排
出口５１より排出される。

【００３２】なお、ランプボックス４７内に窒素ガスを
供給する理由は次の通りである。すなわち、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、前述したよう
に、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４１の場合、真空紫外
線の空気雰囲気下での到達距離は約１０ｍｍであること
から、誘電体バリア放電ランプ４１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４１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。このため、ランプボッ
クス４７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４７
内を当該気体によりパージし、ランプボックス４７内か
ら酸素分子を除去することにより、ランプボックス４７
内での真空紫外線の減衰を防止している。

【００３３】ランプボックス４７の外側には、上方に開
口部５３を有する排気カバー５５が配設されている。こ
の排気カバー５５の上部は、凸部５７と凹部５９が交互
に形成された凹凸形状となっている。そして、この排気
カバー５５の凸部５７により基板Ｗの裏面中央部が支持
される。なお、排気カバー５５の凸部５７により基板Ｗ
を支持するかわりに、排気カバー５５とは別に設けた支
持手段により基板Ｗを支持するようにしてもよい。

【００３４】なお、上記のように誘電体バリア放電ラン
プ４１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、石英
板４５の上面と排気カバー５５の凸部５７に支持された
基板Ｗの裏面との距離が５ｍｍ程度となるように排気カ
バー５５等の寸法を設定している。

【００３５】排気カバー５５の底部には、排気カバー５
５内の気体を外部に排出するための排気口６１が設けら
れている。この排気カバー５５は、真空紫外線の照射工
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
るためのものである。排気カバー５５の排気口６１から
排気を行うことにより、排気カバー５５と基板Ｗの裏面
とにより形成される空間内のオゾンを含むガスが吸引さ
れ、排気カバー５５の外部へのオゾンガスの拡散が防止
される。

【００３６】なお、この基板処理装置４０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。このため、排気カバー５５と基板Ｗとにより形成
される空間が気密状態となると、排気口６１から排気を
行った場合にこの空間が負圧となり、処理に必要なオゾ
ンの濃度が不足することになる。これを防止するため、
前述したように、排気カバー５５の上部を凸部５７と凹
部５９が交互に形成された凹凸形状とし、凹部５９より
排気カバー５５の外部から空気を取り入れ可能な構成と
することにより、オゾンの発生を促進し、処理に必要な
オゾン濃度を維持している。

【００３７】上記の説明においては、排気カバー５５の
上部を凸部５７と凹部５９が交互に形成された凹凸形状
とし、凸部５７により基板Ｗを支持しているが、図５に
示すように、基板Ｗを複数の支持ピン６３で支持すると
ともに、排気カバー５５の開口部５３の外周に沿って、
上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６５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。

【００３８】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することもできる。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５５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５５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６１からの排気量と不活性ガスの噴出量とを
設定する必要がある。

【００３９】次に、基板処理装置４０における基板Ｗの
処理工程について説明する。

【００４０】処理を行うべき基板Ｗは、カセット１に収
納された状態で基板製造装置のインデクサー部３におけ
るテーブル１１上に載置される。そして、インデクサー
部３の搬送装置１４における搬送アーム７１が基板Ｗを
下方から支持し、図６に示すように、その基板Ｗを基板
処理装置４０の排気カバー５５上に載置する。なお、こ
れに先立ち、導入口４９から窒素ガスを導入するととも
に排出口５１よりこの窒素ガスを排出することでランプ
ボックス４７内に窒素ガスを循環させ、ランプボックス
４７内を予め窒素ガスでパージしておく。

【００４１】次に、誘電体バリア放電ランプ４１を点灯
させるとともに、排気口６１から排気を行う。これによ
り、基板Ｗの裏面における排気カバー５５に囲まれた中
央部が、誘電体バリア放電ランプ４１から照射される真
空紫外線により処理され、親水化される。

【００４２】この紫外線の照射工程においては、ランプ
ボックス４７内は窒素ガスでパージされていることか
ら、誘電体バリア放電ランプ４１から出射された真空紫
外線は、ランプボックス４７内で減衰することなく石英
板４５から出射され、基板Ｗに到達する。また、排気カ
バー５５内においては、真空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
は排気口６１より外部に排出される。このため、基板製
造装置の内部にオゾンガスが拡散することはない。

【００４３】なお、紫外線照射処理中における排気口６
１からの排気は、排気カバー５５と基板Ｗとにより形成
される空間から、紫外線により発生するオゾンガスが漏
洩しない程度の強さとすれば十分である。

【００４４】基板Ｗの裏面における紫外線照射処理に必
要な時間が経過すれば、誘電体バリア放電ランプ４１を
消灯する。そして、排気口６１からの排気を最大とし排
気カバー５５内に残存するオゾンガスを完全に排出す
る。

【００４５】そして、図６に示すように、基板搬送部７
の主搬送装置２９における搬送アーム７３が基板Ｗを下
方から支持し、基板処理部５に搬送する。

【００４６】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４１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Ｗが取り除かれた排気カ
バー５５の上方の開口部５３より基板製造装置の内部に
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４１を使用し、この
誘電体バリア放電ランプ４１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。

【００４７】次に、この発明に係る基板処理装置４０の
第１実施形態における変形例について説明する。図７
は、第１実施形態の変形例に係る基板処理装置４０の断
面図であり、図８はその平面図である。なお、これらの
図において、図３および図４に示す基板処理装置４０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
を省略する。

【００４８】この基板処理装置４０は、基板Ｗの裏面に
紫外線を照射するための２本の誘電体バリア放電ランプ
４１を備える。そして、これらの誘電体バリア放電ラン
プ４１は、各々、半円形のランプカバー４３ａ、４３ｂ
と石英板４５ａ、４５ｂからなるランプボックス４７
ａ、４７ｂ内に収納されている。また、各ランプボック
ス４７ａ、４７ｂには、ランプボックス４７ａ、４７ｂ
内に窒素ガスを供給する導入口４９と、ランプボックス
４７ａ、４７ｂ内の窒素ガスを排出する排出口５１とが
設けられている。

【００４９】ランプボックス４７ａ、４７ｂの外側に
は、上方に開口部５３を有し、下方に排気口６１を有す
る排気カバー５５が配設されている。また、排気カバー
５５の中央部には、排気カバー５５に支持される基板Ｗ
の裏面に空気を供給する供給管７５が配設されている。

【００５０】この基板処理装置４０において、排気カバ
ー５５の上部に設けられた凸部５７上に載置した基板Ｗ
に誘電体バリア放電ランプ４１からの紫外線を照射する
際には、排気口６１から排気を行うとともに、供給管７
５より基板Ｗの裏面に空気を供給する。すると、排気カ
バー５５の凹部５９から排気カバー５５内に進入した空
気と供給管７５から排気カバー５５内に進入した空気と
が、排気カバー５５内における基板Ｗの裏面に均一に供
給される。そして、この空気中の酸素が真空紫外線によ
りオゾンに変換し、基板Ｗの裏面における排気カバー５
５に囲まれた中央部を親水化する。基板Ｗの処理に利用
されたオゾンガスは、排気カバー５５の下方に設けられ
た排気口６１より排出される。

【００５１】なお、上述した基板処理装置４０において
は、いずれも、基板Ｗの中央部を排気カバー５５で覆
い、中央部のみに紫外線を照射して処理する場合につい
て説明したが、図９に示すように、排気カバー５５を基
板Ｗの裏面のほぼ全域を覆う形状とし、基板Ｗの裏面の
ほぼ全域に紫外線を照射して処理するようにしてもよ
い。

【００５２】上述した第１実施形態においては、空気雰
囲気下での到達距離が短い真空紫外線を照射する誘電体
バリア放電ランプ４１を窒素ガスでパージされたランプ
ボックス４７内に設置し、誘電体バリア放電ランプ４１
からの真空紫外線を基板Ｗの裏面に近接して配置された
石英板４５を介して基板Ｗに照射している。このため、
誘電体バリア放電ランプ４１からの真空紫外線は、基板
Ｗの裏面には照射されるが、基板処理装置４０の外部ま
で到達することはない。また、ランプボックス４７の外
周を囲む排気カバー５５を設け、この排気カバー５５内
の気体を排気口６１から排気する構成としているため、
真空紫外線により発生するオゾンガスが基板処理装置４
０の外部に漏洩することはない。

【００５３】従って、この基板処理装置４０を、基板製
造装置においてインデクサ部３から搬入された基板Ｗが
常に通過する受け渡し部１５に併設することが可能とな
り、基板処理装置４０のための、特別な設置スペースや
搬送工程を不要とすることが可能となる。

【００５４】次に、この発明に係る基板処理装置の第２
実施形態について説明する。図１０はこの発明に係る基
板処理装置８０の第２実施形態を示す正面図であり、図
１１はその平面図である。

【００５５】この実施の形態に係る基板処理装置８０
は、基板Ｗの表面全域に紫外線を照射してオゾンを発生
させ、基板Ｗの表面の有機物を分解して親水化させる機
能と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給して基板Ｗの表面を
洗浄する機能とを有する。

【００５６】この基板処理装置８０は、図１および図２
に示す基板製造装置のスピンスクラバ１７に換えて設置
されるものであり、スピンスクラバ１７と紫外線照射装
置とを併設した場合と同様に機能する。

【００５７】この基板処理装置８０は、基板Ｗを回転可
能に支持するスピンチャック８１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８３を備えたブラ
シアーム８５と、基板Ｗの表面に紫外線を照射する誘電
体バリア放電ランプ４１を内蔵したランプアーム８７
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８９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９１と、処理液回収容器９３を有する
処理室９５とを備える。

【００５８】スピンチャック８１は、その中央に基板Ｗ
を収納する凹部９７を備えた円盤状の支持台９９と、基
板Ｗの下面を支持する複数の支持ピン１０３と、基板Ｗ
を固定するための固定ピン１０１と、支持台９９を回転
駆動するモータ１０５とを備える。基板Ｗは、支持台９
９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８１に支持された状
態においては、基板Ｗの表面と支持台９９の表面とがほ
ぼ同一の高さとなるように、凹部９７の深さと支持ピン
１０３の高さが設定されている。

【００５９】ブラシアーム８５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８３をその先端部
に備える。この洗浄用ブラシ８３は、図示しないモータ
の駆動により、洗浄用ブラシ８３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８３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。

【００６０】また、ブラシアーム８５は、モータ１０７
に連結する駆動軸１０９の駆動により、駆動軸１０９の
軸芯を回転中心として、図１１において実線で示す洗浄
用ブラシ８３がスピンチャック８１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、一点鎖線で示
す洗浄用ブラシ８３が支持台９９の端部と対向する位置
と、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。

【００６１】洗浄用ブラシ８３により基板Ｗを洗浄する
際には、スピンチャック８１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８３を当接させた状態
で、ブラシアーム８５を、洗浄用ブラシ８３がスピンチ
ャック８１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８３が支持台９９の端部
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８３を摺接して洗
浄することができる。

【００６２】なお、前述したように、基板Ｗがスピンチ
ャック８１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９９の表面とがほぼ同一の高さとなる
ように凹部９７の深さと支持ピン１０３の高さが設定さ
れているため、洗浄用ブラシ８３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。

【００６３】ランプアーム８７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８１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４１を備える。

【００６４】また、このランプアーム８７は、モータ１
１１に連結する駆動軸１１３の駆動により、図１に実線
で示す待機位置と、二点鎖線で示すランプアーム８７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
揺動可能な構成となっている。

【００６５】この紫外線照射位置は、ランプアーム８７
に内蔵された誘電体バリア放電ランプ４１から出射され
る紫外線が、スピンチャック８１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４１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４１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。

【００６６】次に、ランプアーム８７の構成について説
明する。図１２はランプアーム８７の一部を示す側断面
図であり、図１３はそのＡ−Ａ断面矢視図である。

【００６７】これらの図において、４１は第１実施形態
において使用したものと同様の誘電体バリア放電ランプ
であり、ランプカバー１１５と石英板１１７から成るラ
ンプボックス１１９内に収納されている。なお、ランプ
カバー１１５の上面と誘電体バリア放電ランプ４１との
間には反射板１１８が配設されており、誘電体バリア放
電ランプ４１からの紫外線は効率よく基板Ｗ側に導かれ
る。

【００６８】なお、図１２および図１３に示す実施の形
態においては、ランプボックス１１９内に１本の誘電体
バリア放電ランプ４１を配設しているが、ランプアーム
８７の長手方向に複数の誘電体バリア放電ランプ４１を
列設した構成としてもよい。また、ランプアーム８７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４１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４１
を使用することもできる。

【００６９】この誘電体バリア放電ランプ４１からの紫
外線は、石英板１１７を介して基板Ｗに照射される。こ
のため、石英板１１７としては、第１実施形態同様、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。

【００７０】図１２に示すランプカバー１１５の右上部
には窒素ガスの導入口１２１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１２１からランプボックス１１９内に導入される。一
方、ランプカバー１１５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１２３が設けられてい
る。導入口１２１から導入されランプボックス１１９内
を通過した窒素ガスは、この排出口１２３より排出され
る。

【００７１】なお、誘電体バリア放電ランプ４１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８７
が紫外線照射位置に移動した状態において、石英板１１
７の下面とスピンチャック８１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。

【００７２】ランプアーム８７には、ランプボックス１
１９の外側を囲み下方に開口部１２５を有する排気カバ
ー１２７が形成されている。この開口部１２５の外周部
を構成する排気カバー１２７の下端部１２９は、ランプ
アーム８７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８１に支持された基板Ｗおよび支持台９
９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１２７の左側部には、排気カバー
１２７内の気体を外部に排出するための排気口１３１が
設けられている。

【００７３】この排気カバー１２７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１２７の
内周面とランプカバー１１５の外周面との間の隙間によ
りランプボックス１１９の周囲を囲む排気部１３３が形
成される。そして、排気口１３１から排気を行うことに
より、ランプボックス１１９の周囲に形成された排気部
１３３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８７が紫外
線照射位置に移動した状態においては、図１２に示すよ
うに、排気カバー１２７の開口部１２５全面がスピンチ
ャック８１に支持された基板Ｗおよび支持台９９と対向
し、かつ、開口部１２５の外周部を構成する排気カバー
１２７の下端部１２９は、基板Ｗおよび支持台９９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１２７と基板Ｗおよび支持台９９とに
より形成される空間内部の気体が効率的に排気口１３１
から排出される。

【００７４】なお、排気部１３３は、図１２および図１
３に示すように、ランプボックス１１９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８７の下面に新たに進入す
る進入側の反対側にのみ排気部１３３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１２７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１３３から吸引され、
排気口１３１から排気カバー１２７外へ排出される。

【００７５】上記の説明においては、排気カバー１２７
の下端部１２９を基板Ｗおよび支持台９９の表面に１ｍ
ｍ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１４に示すように、排気カバー１２７の開口部
１２５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１３５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。

【００７６】次に、基板処理装置８０における基板Ｗの
処理工程について説明する。

【００７７】まず、ランプアーム８７における窒素ガス
の導入口１２３よりランプボックス１１９内に窒素ガス
を導入し、ランプボックス１１９内に窒素ガスを充満さ
せる。次に、基板製造装置の主搬送装置２９により、処
理を行うべき基板Ｗをスピンチャック８１における支持
台９９の凹部９７内に搬入し、固定ピン１０１により基
板Ｗを固定する。このとき、ランプアーム８７は図１１
において実線で示す待機位置に、また、ブラシアーム８
５は図１１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。

【００７８】続いて、モータ１０５により支持台９９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
２０ｒｐｍ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４１を点灯させるととも
に、モータ１１１の駆動により駆動軸１１３を介してラ
ンプアーム８７を、図１１において二点鎖線で示す紫外
線照射位置に移動させる。また、排気口１３１から排気
を行うことにより、排気カバー１２７内に発生するオゾ
ンガスを外部に排出する。

【００７９】これにより、支持台９９とともに回転する
基板Ｗは、誘電体バリア放電ランプ４１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。

【００８０】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。

【００８１】なお、基板Ｗへの紫外線の照射中におい
て、ランプアーム８７を、上述した紫外線の照射位置と
支持台９９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。

【００８２】この紫外線の照射工程においては、ランプ
ボックス１１９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４１から出射された紫外線
は、ランプボックス１１９内で減衰することなく石英板
１１７から出射され、基板Ｗに到達する。また、排気カ
バー１２７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１２７の排気部１３３から吸引されて排気口
１３１より外部に排出される。このため、基板製造装置
内にオゾンガスが拡散することはない。

【００８３】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１３１からの排気量を最大にし
て排気カバー１２７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４１を消灯す
る。そして、ランプアーム８７を待機位置に移動させ
る。

【００８４】ここで、この実施形態においても、点灯後
短時間で安定する誘電体バリア放電ランプ４１を使用
し、この誘電体バリア放電ランプ４１を紫外線照射処理
終了後に消灯する構成としていることから、排気カバー
１２７の開口部１２５より外部に漏洩した紫外線により
オゾンガスが発生するという現象を防止することが可能
となる。

【００８５】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８３で洗浄する工程に移行す
る。

【００８６】まず、現在２０ｒｐｍで回転している支持
台９９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８９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。

【００８７】次に、ブラシアーム８５を、図１１におい
て実線で示すように、洗浄用ブラシ８３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
８３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８５
を、図１１において実線で示す洗浄用ブラシ８３が基板
Ｗの回転中心Ｃと対向する位置と、一点鎖線で示す洗浄
用ブラシ８３が支持台９９の端部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８３により洗浄され、基板Ｗの表面に付着して
いるパーティクルが除去される。

【００８８】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９１により
その飛散を防止され、処理室９５の回収容器９３に回収
されて外部に排出される。

【００８９】洗浄用ブラシ８３による洗浄が終了すれ
ば、ブラシアーム８５を待機位置に移動させ、基板Ｗを
乾燥させる工程に移行する。

【００９０】この工程においては、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１０
２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。

【００９１】基板Ｗの処理が完了すれば、スピンチャッ
ク８１における支持台９９の回転を停止する。そして、
基板製造装置の主搬送装置２９により基板Ｗを処理室９
５内から搬出して、基板Ｗの洗浄処理を終了する。

【００９２】上述した第２実施形態においても、第１実
施形態同様、空気雰囲気下での到達距離が短い真空紫外
線を照射する誘電体バリア放電ランプ４１を窒素ガスで
パージされたランプボックス１１９内に設置し、誘電体
バリア放電ランプ４１からの真空紫外線を基板Ｗの表面
に近接して配置された石英板１１７を介して基板Ｗに照
射している。このため、誘電体バリア放電ランプ４１か
らの真空紫外線は、基板Ｗの表面には照射されるが、基
板処理装置８０の外部まで到達することはない。また、
ランプボックス１１９の外周を囲む排気カバー１２７を
設け、この排気カバー１２７内の気体を排気口１３１か
ら排気する構成としているため、真空紫外線により発生
するオゾンガスが基板処理装置８０の外部に漏洩するこ
とはない。

【００９３】従って、この基板処理装置８０を、基板製
造装置におけるスピンスクラバ１７に換えて設置するこ
とで、スピンスクラバ１７と紫外線照射装置とを併設し
た場合と同様に機能する。このため、基板処理装置８０
のための、特別な設置スペースや搬送工程を不要とする
ことが可能となる。

【００９４】上述した第１、第２実施形態においては、
角形の液晶パネル用ガラス基板Ｗに対して処理を行う基
板処理装置にこの発明を適用した場合について説明した
が、この発明は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。

【００９５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、基板の
処理に寄与する紫外線の吸収帯がない気体が供給された
ランプボックス内に収納した紫外線ランプより基板に真
空紫外線を照射する構成であることから、紫外線の外部
への到達を防止できる。このため、紫外線照射処理のた
めの専用の処理室等を設けることなく、この基板処理装
置を基板製造装置における基板の受け渡し部やその他の
処理ユニット等に併設することが可能となり、紫外線照
射処理のための専用のスペースや搬送工程をなくするこ
とが可能となる。

【００９６】請求項２に記載の発明によれば、排気カバ
ーとこの排気カバーの内部から気体を排出する排気口と
をさらに備えているため、紫外線照射により排気カバー
内で発生するオゾンガスの外部への拡散を防止すること
ができる。

【００９７】請求項３に記載の発明によれば、紫外線ラ
ンプとして点灯後短時間で安定する誘電体バリア放電ラ
ンプを使用しているため、紫外線照射処理に必要な時間
以外はランプを消灯することが可能となり、非処理時に
おいて紫外線によるオゾンの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理装置を適用する基板製
造装置の平面図である。

【図２】この発明に係る基板処理装置を適用する基板製
造装置の正面図である。

【図３】この発明に係る基板処理装置の第１実施形態を
示す断面図である。

【図４】この発明に係る基板処理装置の第１実施形態を
示す平面図である。

【図５】基板処理装置の変形例を示す断面図である。

【図６】基板の受け渡し状態を示す概要図である。

【図７】基板処理装置の変形例を示す断面図である。

【図８】基板処理装置の変形例を示す平面図である。

【図９】基板処理装置の変形例を示す平面図である。

【図１０】この発明に係る基板処理装置の第２の実施形
態を示す正面図である。

【図１１】この発明に係る基板処理装置の第２の実施形
態を示す平面図である。

【図１２】ランプアームの断面図である。

【図１３】図１２のＡＡ断面矢視断面図である。

【図１４】ランプアームの変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

４０ 基板処理装置 ４１ 誘電体バリア放電ランプ ４３ ランプカバー ４５ 石英板 ４７ ランプボックス ４９ 導入口 ５１ 排出口 ５３ 開口部 ５５ 排気カバー ５７ 凸部 ５９ 凹部 ６１ 排気口 ６３ 支持ピン ８０ 基板処理装置 ８１ スピンチャック ８３ 洗浄用ブラシ ８５ ブラシアーム ８７ ランプアーム ９９ 支持台 １０３ 支持ピン １１５ ランプカバー １１７ 石英板 １１９ ランプボックス １２１ 導入口 １２３ 排出口 １２５ 開口部 １２７ 排気カバー １３１ 排気口 Ｗ 基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線を基板に照射して基板を処理する
   基板処理装置であって、 基板を支持する基板支持手段と、 前記基板支持手段に支持された基板に対し真空紫外線を
   照射する紫外線ランプと、 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、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 ランプボックスの外周を囲い、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気口と、 をさらに備えた請求項１に記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 紫外線ランプが誘電体バリア放電ランプ
   である請求項１または２いずれかに記載の基板処理装
   置。