基板乾燥装置及び基板乾燥方法
【課題】 紫外線により水分を分解、除去する基板乾燥装置において、紫外線による水の分解作用により基板表面の水を除去できると共に、その後においても水分の付着を防止することができ、基板表面の吸着水を完全に除去することができる基板乾燥装置を提供すること。
【解決手段】 エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、ガス供給手段を上流側又は下流側に、ガス排出手段を下流側又は上流側に設け、不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過させる。また、ガス供給手段により不活性ガスを基板処理空間に向けて供給し、基板搬送経路の上流側と下流側に不活性ガスを回収するガス排出手段を備えた構造としてもよい。
【解決手段】 エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、ガス供給手段を上流側又は下流側に、ガス排出手段を下流側又は上流側に設け、不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過させる。また、ガス供給手段により不活性ガスを基板処理空間に向けて供給し、基板搬送経路の上流側と下流側に不活性ガスを回収するガス排出手段を備えた構造としてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの各種被処理基板に対して処理を行う基板乾燥装置および基板乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造工程、例えば、カラーフィルタの製造工程等においては、ガラスなどの透明基板上に微細な薄膜パターンが繰り返し形成される。このような処理工程においては、基板表面にパーティクルや油脂、前工程での残査などが付着していると、ピンホールの原因となり、製造工程の生産性、歩留まりを低下させるのみならず、次工程の膜の密着力を著しく低下させるため、通常、処理の開始前、及び処理中、更には処理後に繰り返し基板の洗浄が行われる。
そしてこのような基板洗浄においては、洗浄後に純水により基板表面に付着した洗浄液がすすぎ落とされる。すすぎ実施後は、乾燥工程により基板乾燥を実施している。
【０００３】
乾燥方法としては基板及び基板表面に形成された膜の性質により、種々方法が実施されている。具体的には、（１）高圧のエアーが吹き出した上下２本の狭いスリットの間を通過させて水切りを行うエアナイフ乾燥や、（２）基板を高速で回転させ遠心力により表面の水切りを実施するスピンドライ乾燥、（３）純水中から一定のゆっくりした速度で垂直方向に基板を引き上げ表面の水を取り除く引き上げ乾燥、（４）減圧下の乾燥室内に基板を設置し水の蒸発速度を高めて水を取り除く真空乾燥、（５）基板を加熱処理することにより水の脱水を行う加熱乾燥、（６）加熱した清浄空気を基板に吹き付けて水を蒸発させる熱風乾燥などがあり、基板及び表面に形成された薄膜に応じて適切な方法が選択されて実施される。
【０００４】
しかしながら、基板乾燥に広く実施されているエアナイフや、スピンドライ乾燥、引き上げ乾燥による水分除去作業においては、基板表面上における水滴を除去するものであり、基板表面に吸着した水を分子レベルで除去することはできない。
【０００５】
また、真空乾燥においては、減圧にされたチャンバ内においては基板表面の水分が十分除去されるものの、その後、生産ラインに戻すために湿度が調整されたクリーンルーム内に搬出すると、たちまち水分吸着が生じてしまう。これと同様のことが、基板を加熱処理する場合や熱風乾燥処理においても生じ、すなわち、基板を比較的高温（１２０℃）に加熱して乾燥させるこれらの処理においては、冷却される段階でクリーンルーム内に存在する水分の吸着が生じる。
【０００６】
このように、いずれの乾燥方法を用いても、吸着水を完全に除去することが困難であったり、吸着水を除去できたとしてもその後に新たに基板表面に水分が付着したりするため、次なる基板処理にかかる段階において基板表面の水分を完全に取り除くことは困難である。
【０００７】
好ましくは、基板の温度を高温に上げることなく吸着水を完全除去し、即座に次なる基板処理工程に移行可能な乾燥処理を施すことが理想的とされる。
このような要請を実現するものとして、特許文献１には、基板に紫外線を照射して基板表面に残存する吸着水を分解、除去する基板の乾燥方法及び乾燥装置が開示されている。
【０００８】
図１１は上記公報に記載の基板乾燥装置を模式的に示す図である。
基板８０は表面に付着している液膜及び液滴が除去された一次的に乾燥されたものであり、搬送コンベア８１によって乾燥チャンバ８２内に導かれる。この乾燥チャンバ８２内は、窒素ガス供給管８３から窒素ガスが供給されることによって不活性ガス雰囲気とされていると共に、紫外線を放射する放電ランプ８４を装着したランプハウス８５が設けられており、基板８０がランプハウス８５の直下を通過すると表面における吸着水等の水分が放電ランプ８４から照射される紫外光の作用で分解する。この結果、基板８０の表面、つまり被処理面をほぼ完全に乾燥した状態とすることができる。なお、同図において符号８６は排気管、８７は圧力室である。
【０００９】
このように、基板に対して熱を作用させずに水分を実質的に完全に除去することができ、コンベア搬送を継続して行えるため、基板への水分付着を極力回避することができる点で、優位であると考えられる。
【特許文献１】特開２００４−０３１５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この基板乾燥装置においては次のような問題がある。
不活性乾燥雰囲気内で紫外線を照射して水を分解するものの、分解して生じたＨラジカルとＯＨラジカルは、乾燥チャンバ内部に残留、浮遊した状態であるため、ラジカルとＯＨラジカルの再結合が生じ、基板表面に付着することがある。この結果、基板は新たに水が付着した状態となってチャンバから搬出されるため、所期の乾燥性能を発揮できないという問題がある。
【００１１】
なお、上述の従来技術に係る基板乾燥装置においては、水分を含む不活性ガスの排出のために排気管（８６）が設けられているが、このようにチャンバ内にガスを充満する構造では、雰囲気中のガスから水分を含むガスのみを選択的に排出することは不可能である。
また、特許文献１には排気管（８６）の代わりに搬入出口に設けられた圧力室（８７）を減圧状態として圧力室（８７）の排気管から排気を促す構造とすることも可能であると記載されている。しかしながらその場合も水分を含む不活性ガスを選択的に排出することはできない。
従って、この従来技術にかかる装置ではチャンバ内部の充填ガスを入れ換えるほか再結合により発生した水を除去することはできず、チャンバ内に水が停滞することは避けらない。
【００１２】
また更には、乾燥装置の筐体はコンベア部分のみならずランプハウス部全体をも覆う構造であり、室内全体に供給、使用される不活性ガスの量は膨大なものとなる。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、紫外線により水分を分解、除去する基板乾燥装置において、紫外線による水の分解作用により基板表面の水を除去できると共に、その後においても水分の付着を防止することができ、基板表面の吸着水を完全に除去することができる基板乾燥装置を提供することを目的とする。
また、更なる目的は、紫外線により水分を分解、除去する基板乾燥方法において、紫外線による水の分解作用により基板表面の水を除去できると共に、その後においても水分の付着を防止することができ、基板表面の吸着水を完全に除去することができる基板乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による基板乾燥装置は、エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
前記基板搬送経路の上流側又は下流側に設けられ、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板搬送経路の下流側又は上流側に設けられ、前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、
前記不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過することを特徴とする。
また、エキシマランプと該エキシマランプに対向して具備された基板搬送装置とを有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
エキシマランプの後方において該エキシマランプに向けて開口し、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板被処理面側において基板搬送経路の上流側及び下流側に設けられた前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備えてなることを特徴とする基板乾燥装置。
また、前記基板乾燥装置においては、エキシマランプに隣接して赤外線放射ランプが具備されており、
前記ガス供給手段不活性ガスがエキシマランプと赤外線放射ランプの間を通過して基板処理空間に流過するのがよい。
また、前記基板乾燥装置におけるエキシマランプにおいては、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
基板処理空間に露出した第一の電極及び第二の電極の表面には耐酸化性の保護膜が形成されているか、若しくは、エキシマランプの全体が紫外線透過性を有する保護管により覆われているのがよい。
また、前記基板乾燥装置においては、基板を加熱する基板加熱手段を有するのがよい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明による基板乾燥方法は、搬送される基板表面の水分をエキシマランプからの紫外線を照射して分解除去する基板乾燥方法において、
紫外線光透過性の不活性ガスをエキシマランプの周囲を通過させて基板表面に向けて供給し、前記不活性ガスを、基板が搬送される上流及び／又は下流より排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
（１） 紫外線光透過性の乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）をエキシマランプ光源と基板で構成される基板処理空間に供給し、該エキシマランプの紫外線を照射して基板面の水分を分解除去することに加えて、搬送経路における上流側から下流側の方向又は下流側から上流側の方向に、不活性ガスが一方向に流れるため、水分子が分解して生成されたＨラジカルとＯＨラジカルとが基板と平行に移動して速やかに排出されるようになるので、ＨラジカルとＯＨラジカルの再結合が仮に生じた場合でも、水が基板表面に再付着する以前に排出され、基板表面の乾燥状態を維持することができる。
（２） 不活性ガスをエキシマランプ後方より供給することにより、基板とランプ間の処理空間を効率良く、実質乾燥雰囲気にできると共に、乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）がエキシマランプの発生する熱で加温されるため、不活性ガスの含有湿度能力が高まり、水分が再付着しにくい環境にして乾燥効率を向上させることができる。
またエキシマランプが配置された空間に赤外線放射ランプを配置して乾燥不活性ガスを補助的に加温することにより、装置稼動直後から不活性ガスの含有湿度能力を高めることができ、上記効果を確実に得ることができるようになる。
（３） エキシマランプにおける電極に耐酸化性を有する保護膜が形成されるか、若しくはエキシマランプの全体が保護管の内部に配置されることで、水が分解して生成されたＨラジカルとＯＨラジカルによって電極が腐食されることなく、高い信頼性を得ることができる。
（４） 赤外線放射ランプや温風加熱装置等の基板加熱手段により基板を温めることで、基板表面の吸着水が気化し易くなり、紫外線による分解乾燥が更に促進されると共に、処理空間内に浮遊する水分子の基板への再付着も抑制できる。
【００１７】
（５） また、本発明の基板乾燥方法によれば、乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）をエキシマランプが洗われるように流し、該ランプの発生する熱で乾燥不活性ガスを加温することによって、不活性ガスの含有湿度能力を高め、水分が再付着しにくい環境にして乾燥効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、この発明の１実施形態に係る基板乾燥装置構成を図解的に示す断面図、図２は図１中のガス供給手段を説明するための（ａ）Ｌ−Ｌ矢視断面図、（ｂ）斜視図である。この基板乾燥装置１０は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板などの基板Ｗが、所定の湿式洗浄工程、すすぎ工程及び液切り工程を経たのちに適用される、基板を乾燥させるための装置である。すなわち、この装置の前段階においては、基板Ｗの表面に純水を供給して基板Ｗをすすぐための水洗処理装置（不図示）と、この水洗処理装置による水洗処理後の基板Ｗの上下面の水分を液切りする液切り乾燥装置（５０）がこの順に直列に配置されたものとなっている。なお、液切り乾燥装置（５０）においては、好ましくは同じ搬送装置を用いて基板Ｗを出し入れできるエアナイフ５１乾燥による機構を具備したものが好適する。
【００１９】
本発明による基板乾燥装装置１０は、図１に示されているように、エキシマランプ２０と、基板Ｗを搬送する搬送装置１１の一部を覆う筐体１２と、筐体１２内部の処理空間Ｓに乾燥不活性ガスを供給するガス供給手段としてのガス供給装置１３と、筐体１２内部を排気する排気装置（不図示）が接続されたガス排気手段としての排気ダクト１４を備えている。なお乾燥不活性ガスとは、例えばガスボンベから直接供給される不活性ガスや公知の乾燥剤やシリカゲル等を介して供給される乾燥化処理した不活性ガスであり、本明細書においては簡単に「不活性ガス」ともいう。
【００２０】
筐体１２は、ランプハウス部１２０と底部１２１とを基本的に具備し、ランプハウス部１２０の内部にエキシマランプ２０が配置される。ランプハウス部１２０にはその上部にガス供給用の開口１２０ａが形成されており、エキシマランプ２０からの紫外線透過性を高めるために不活性ガス（例えば窒素ガス（Ｎ２））がパージされる。なおここで供給される不活性ガスは処理空間Ｓ内に流過させることを目的としたものではなく、ランプハウス部１２０が不活性ガスでパージされた後はガス供給用の開口１２０ａを閉鎖状態としても構わない。
【００２１】
一方の底部１２１には、搬送装置の下に流れたガス等を補助的に排出する排気口１２１ａが設けられている。この排気口１２１ａよりの排気は、基板Ｗの下方に流れ込んだＨラジカルやＯＨラジカル（或いは、これらが分解若しくは結合した分子や他のラジカル）を補助的に排出するためのものであり、処理空間Ｓ内に形成されるガスの流れに影響を与えるものではない。
【００２２】
基板Ｗを搬送する搬送装置１１は、同図のような搬送ローラによるものや、その他の搬送コンベア等の機構によるものも可能で、予めラインに形成されている装置を採用できる。なお本実施形態においては、基板Ｗは紙面の左方向から右方向（矢印Ａの方向）に搬送される。
【００２３】
紫外線源であるエキシマランプ２０は、例えば５本具備されており、互いに平行に同一平面上に並べて配置されている。
【００２４】
図３は、エキシマランプ２０の一例を示す（ａ）管軸方向断面図、（ｂ）Ｍ−Ｍ断面図である。放電容器２１は少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成されており、例えば石英ガラスよりなる。本例において放電容器２１は、比較的管の径が大きい外側管２２と、この外側管２２内においてその管軸に沿って配置された、当該外側管２２の内径より小さい外径を有する円筒状の内側管２３とを有し、外側管２２と内側管２３とが両端部において溶融接合されてなる二重管構造を備えている。そして、外側管２２の内周面と内側管２３の外周面との間に気密に閉塞された環状の放電空間Ｈが形成されている。
【００２５】
外側管２２にはその外周面に密接して、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の第一の電極２４が設けられており、他方、内側管２３には、その内周面に密接して、例えばアルミニウムよりなり、パイプ状あるいは断面において一部に切り欠きを有する概略Ｃ字状（樋状）の第二の電極２５が設けられている。そして、第一および第二の電極２４，２５は、例えば高周波電源よりなる電源装置２６に接続されている。
【００２６】
放電空間Ｈ内には、第一の電極２４と第二の電極２５との間で生ずるエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する、例えばＸｅ，ＡｒＣｌ，ＫｒＣｌ，ＫｒＢｒ，ＡｒＦ，ＡｒＢｒ，Ｆ２などの放電用ガスが充填されている。なお図３において符号２７は放電容器２１にガスを封入する際使用した排気管の残部である。
【００２７】
本実施形態に係るエキシマランプ２０においては、処理空間Ｓに露出した電極、すなわち第一の電極２４においては、耐酸化性を有する保護膜２８が形成されている。保護膜２８は、具体的にはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物またはこれらの複合物で、ゾルゲル法、ＣＶＤ法などにより構成される膜が好適する。
このように耐酸化性の保護膜２８を形成すると、第一の電極２４の周囲に、基板の流れに巻き込まれたＨラジカルやＯＨラジカルが浮遊した場合においても、電極２４が酸化されることがなく、安定した放電を実現することができる。なお、第二の電極２５においては、第一の電極２４に比較してＨラジカルやＯＨラジカルにさらされる確率が格段に低くなるので当該構成は必須ではないが、保護膜を形成するのがより好ましい。
【００２８】
再び図１、図２を参照して基板処理装置１０について説明する。同図のようにランプハウス部１２０の下部は開口しており、エキシマランプ２０からの紫外線が放射される光出射口１２０Ａが形成されている。この光出射口１２０Ａに対面するよう基板Ｗが搬送装置１１によって搬送される。搬送装置１１に載置された基板Ｗが搬送経路の上流側より搬送されると、ランプハウス部１２０および底部１２１の間を通過して基板処理装置１０内に搬入され、エキシマランプ２０の直下を通過することになる。
【００２９】
基板搬入口１０Ａには、ガス供給手段としての乾燥不活性ガス供給装置１３が具備されており、基板Ｗの上流側より処理空間Ｓに向けて乾燥不活性ガスを供給する。図２に示すようにガス供給装置１３は基板Ｗよりも広い範囲にガスの供給口が形成されており、基板Ｗの幅方向に一様に不活性ガスを供給する。このガス供給口においては例えば図２（ｂ）に示すように小孔を多数形成したものであってもよいし、スリット状でもよい。
なお、ここでいう不活性ガスとは、実質的にエキシマ光の吸収を無視できる程度の乾燥ガスを意味する。例えば１％程度の酸素を含む乾燥窒素ガス（Ｎ２）は、乾燥不活性ガスとしての機能を十分果たすものである。また、不活性ガスとしては、窒素ガスのほかに、アルゴン（Ａｒ），キセノン（Ｘｅ），ネオン（Ｎｅ）等の希ガスを用いてもよい。
【００３０】
他方、基板乾燥装置１０における基板搬出口１０Ｂにはガス排気手段となる排気ダクト１４が配置されている。排気装置（不図示）より排気ダクト１４を介して強制的にガスが排出されると、基板Ｗの搬入口１０Ａより導入された不活性ガスが処理空間Ｓの全域を基板Ｗの搬送方向と同方向（Ａ方向）に流過し、排気ダクト１４を介して回収される。
このように、ガスの供給手段（１３）とガス排気手段（１４）がそれぞれ基板Ｗの搬送方向Ａにおける上流側と下流側に配置されることにより、ガスの流れが基板Ｗの搬送方向（Ａ方向）と平行な一方向に制限されるようになる。
【００３１】
以上のように構成された基板乾燥装置の動作について説明する。
まず、装置が駆動されると、ランプハウス部１２０内に不活性ガスがパージされる。しかる後、搬送路の上流側に設けられたガス供給装置１３より、乾燥不活性ガスが供給され、これと同時に排気ダクト１４を介して処理空間Ｓ内の排気が開始する。このとき、乾燥不活性ガスは、ガス供給手段（１３）とガス排出手段（１４）が、基板搬送路における上流側と下流側にそれぞれ配置されているため、基板Ｗの搬送方向Ａと同じ方向に流過するようになる。そして、水切り後の基板Ｗが搬送装置１１によってランプハウス部１２０の下に搬送されると、エキシマランプ２０が点灯され、ランプ２０から中心波長１７２ｎｍの紫外線が基板Ｗの被処理面に照射される。基板Ｗ表面に残存する水分は、エキシマランプ２０からの紫外線を吸収し、励起されることによってＨラジカルとＯＨラジカルに分解されて揮発し、処理空間Ｓ中に浮遊すると、搬送路に沿って形成されたガス流によって運ばれて排気ダクト１４から回収される。
このように、搬送される基板Ｗの表面に沿って流れる不活性ガス流によって、ＨラジカルとＯＨラジカルとが基板Ｗと平行に流れて、排気ダクト１４から排気されるため、処理空間Ｓ内に停滞することがなく、Ｈラジカル及びＯＨラジカルの再結合による水分子の生成が生じ難く、基板Ｗ被処理面上に再度付着することが確実に抑制される。
【００３２】
このように、第１の実施形態に係る基板乾燥装置によれば、エキシマランプからの紫外線が水分子に照射された結果生成されたＨラジカル及びＯＨラジカルはいずれも、乾燥不活性ガスの流路が安定して形成されているため、ガスの流路の下流側にある排気ダクトへ運ばれて速やかに回収され、この結果、Ｈラジカル、ＯＨラジカルが処理空間Ｓ内に滞留する時間を短縮できて、再結合の確率を低下させることができる。また、仮に両ラジカルが再結合して水分子が発生した場合でも、ガスの流れによって回収が速やかに行われるため、水分子が基板近傍に浮遊する時間を短くすることができ、基板表面に水分子が付着することを回避することができる。
従って基板表面の水を確実に除去することが可能となる。
【００３３】
なお以上説明した第１の実施形態においては、適宜変更が可能であることは言うまでもない。例えば、本実施形態においては、ガスの流れが基板搬送方向と同方向となるよう、搬送経路における上流側から乾燥不活性ガスを供給し、下流側から排気したが、乾燥不活性ガスの供給装置を下流側の基板搬出口に配置すると共に排気ダクトを上流側の基板搬入口に配置してガスの流れを基板搬送方向とは反対になるようにしてもよい。
また、エキシマランプの形態においても図３で示した形態のものに限定されることなく、適宜変更可能である。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
続いて、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。なお、本実施形態において、先に図１、図３で説明した構成と同じ構成については同符号で示して説明を省略する。
本実施形態と上記第１の実施形態との第一の相違点は、不活性ガスの流過方向が基板Ｗの搬送方向Ａとは逆方向となっている点である。そして第二の相違点は、ランプハウス部１２０の光出射口１２０Ａが紫外線透過性の窓１５によって覆われた点である。エキシマランプ２０からの紫外線はこの紫外線透過窓１５を透過して出射する。
【００３５】
ランプハウス部１２０の下部に取り付けられた紫外線透過窓１５は例えば石英ガラスよりなり、ランプハウス部１２０の光出射口１２０Ａに気密に装着されている。このランプハウス部１２０の内部に不活性ガスが導入され、充填された状態である。
このように紫外線透過窓１５してエキシマランプ２０と処理空間Ｓとの間を区画すると、基板Ｗ表面のＨラジカル及びＯＨラジカルがエキシマランプ２０の周囲に到達することができないため、エキシマランプ２０に装着された電極などが酸化することなく、ランプを安定して点灯させることができる。すなわち、本実施形態によれば電極への耐酸化処理が不要となる。
【００３６】
基板Ｗの搬送経路における下流側の基板搬出口１０Ｂには乾燥不活性ガスの供給装置１３が具備されており、一方、上流側の基板搬入口１０Ａには排気ダクト１４が具備されている。そして、乾燥不活性ガスは基板Ｗの面に対して略平行であるものの基板Ｗの搬送経路とは逆方向に流過するようになっている。
【００３７】
このような基板乾燥装置１０の内部に、水切り後の基板Ｗ搬送し、同時にエキシマラン２０プを点灯して当該ランプ２０からの中心波長１７２ｎｍの紫外線を基板Ｗの被処理面に照射すると、基板Ｗ表面に残存する水分はエキシマランプ２０からの紫外線を吸収し、励起されることによってＨラジカルとＯＨラジカルに分解されて揮発する。揮発したラジカル群は処理空間Ｓ中に浮遊すると、ここに乾燥不活性ガスの流れが形成されているため、ガスの流れに乗って排気ダクト１４に向かって流れ、排出されるようになる。
とりわけ本実施形態によれば、排気ダクト１４が基板Ｗの搬入口側に配置されているため、生成したラジカル群は処理空間１２０の下流側に流れることなく回収されるため、基板Ｗ表面にＨ２Ｏが再付着することが防止され、良好な乾燥状態を得ることができる。しかも、ランプハウス部１２０と処理空間Ｓとが紫外線透過窓１５によって区画されているので、乾燥不活性ガスの流れが滞ることなく、排気ダクト１４に向かって速やかに流れ、Ｈラジカル及びＯＨラジカルの回収を円滑に行うことができる。従って、両ラジカルの再結合が生じる以前に排気ダクト１４より排出でき、被処理面上に水分が付着することが抑制される。
本実施形態のようにガスの流過方向を基板Ｗの搬送方向Ａと反対方向に形成する場合には、基板Ｗによって不活性ガスの流れに若干の乱れが生じる可能性があるが、上記のように紫外線透過窓１５があると、ガス流れの乱れを比較的小さく抑えることができて有効である。しかしながら、紫外線透過窓１５に係る構成は必須ではなく、先に説明した第一の実施形態において不活性ガスの流過方向を基板Ｗの搬送方向と反対向きになるよう構成しても何ら支障ない。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
図５は本発明に係る第４の実施形態を説明する図である。なお同図において先に図１〜図４で説明した構成と同じ構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプ２０が例えば５本具備されている。ランプハウス部１２０の上部には乾燥不活性ガスの供給口１３１が設けられており、不図示の乾燥不活性ガス供給装置からガスが供給される。なお、このガス供給口１３１は前記第１の実施形態で説明した開口（１２０ａ）と異なり、処理空間Ｓに所定のガス流を形成するためのものである。
【００３９】
図５において、ランプハウス部１２０の両側部、具体的には基板Ｗの搬送経路における上流側の基板搬入口１０Ａと下流側の基板搬出口１０Ｂにそれぞれ排気ダクト１４Ａ、１４Ｂが具備されている。この排気ダクト１４Ａ，１４Ｂには図示省略の排気装置が備え付けられており、処理空間Ｓ内部の排気を強制的に行って、ガス供給口１３１から供給された乾燥不活性ガスを吸引し、装置１０の中央から両端の基板搬入出口１０Ａ，１０Ｂに向かう流れを形成する。
更に、本実施形態においては、搬送ローラと搬送ローラの間に、処理空間Ｓとそれよりも下方の底部空間Ｓｂとを分離する仕切り部材１６が配置されている。このような仕切り部材１６を配置することで、基板Ｗの非通過時においてもガスの流路を所期の状態にとどめておくことができる。
【００４０】
同図中、実線の矢印で示すように、ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給されると、ガスはエキシマランプ２０同士の間隙を流過して処理空間Ｓに到達し、基板Ｗの被処理面に衝突する。基板乾燥装置１０の両側に設けられた排気ダクト１４Ａ，１４Ｂにおいて強制排気されているため、ガスが吸引されて基板の搬送方向と同方向（Ａ方向）の流れとその反対方向の流れに分かれたガス流が形成されるようになる。
【００４１】
このような第３の実施形態によれば、処理空間Ｓに浮遊するＨラジカル及びＯＨラジカルが、ランプハウス部１２０の中央部から端部に亘る、ランプハウス部１２０の全長の略半分の距離を移動した段階で回収されてしまうため、両ラジカルの再結合の確率がより低くなると共に、基板表面に再付着する確率も一層低くなる。従って、基板の乾燥効果を一段と高めることができる。
【００４２】
なお本実施形態のように、基板Ｗの搬入出口１０Ａ，１０Ｂの両方に排気ダクト１４Ａ，１４Ｂが具備されると共に、常に吸引状態とされることで、外部雰囲気に対するエアカーテンが形成されるようになり、外部の気体の流入をほぼ完全に遮断することができる。従って、ランプハウス部１２０と外部とは搬入出口１０Ａ，１０Ｂを介して連通しているものの、処理空間Ｓの不活性ガス濃度が低下することなく、従って、紫外線の透過率も良好に維持でき、安定した処理を行えるようになる。
【００４３】
ここで、上記第３の実施形態に関し、ガスの流量について具体的数値例を示すと、ランプハウス部の内容積が０．０１３７〜０．０３６５ｍ３、エキシマランプの本数が３〜８本、光出射口の面積が２．３５〜６．２５ｍ２である場合、供給する乾燥不活性ガスは例えば、８０〜１５０リットル／分である。
【００４４】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に底部に補助的なガス排出口を設け、不活性ガスの流れを妨げない程度に補助的にガス等を吸引できる機構を設けることも可能である。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
図６は本発明の第４の実施形態を説明する図である。なお、先に図１〜図５で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
エキシマランプ２０は例えば４本具備されおり、各エキシマランプ２０の外表面上には半円筒状の反射ミラー２０Ｒが処理空間Ｓに向かって配置されている。
また、各エキシマランプ２０は紫外線透過性の保護管１７の内部に収容されている。保護管１７は、例えばエキシマランプ２０の放電容器２１の外径よりも内径が大きな石英ガラス製の円筒管よりなり、エキシマランプ２０の放電容器２１のほぼ全体が当該保護管１７の内部に収容されることにより、処理空間Ｓで生成されたＨラジカルやＯＨラジカルなどがエキシマランプ２０の周囲に到達できないようになっている。このようなエキシマランプ２０によれば、電極表面に耐酸化性の保護膜を形成せずとも電極が酸化されずに済み、その機能を維持することができる。
【００４６】
本実施形態において、筐体１２におけるランプハウス部１２０は、例えばアルミニウムよりなる構造体より構成されており、エキシマランプ２０の配置個所に保護管の外径に適合した断面Ｃ状の長溝１８が形成され、保護管１７及びエキシマランプ２０が不図示のホルダにより保持されている。
【００４７】
ランプハウス部１２０の上部には乾燥不活性ガスの供給口１３１となる開口が形成されており、内部に大きく広がるバッファ空間１３２と連通している。かかるバッファ空間１３２は、ランプハウス部１２０における光出射口１２０Ａのほぼ全体に及ぶ広さであり、流出孔１３３を長溝１８に連通する構造となっている。
このような基板乾燥装置１０によれば、乾燥不活性ガスは、供給口１３１より供給されるとバッファ空間１３２に一時的に滞留した後、流出孔１３３を経て長溝１８に噴出する。その後、長溝１８と保護管１７との間隙を通過して、保護管１７の両側から処理空間Ｓに導入されるようになる。
【００４８】
基板の搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂにはそれぞれ排気ダクト１４Ａ，１４Ｂが配置されており、当該ダクト１４Ａ，１４Ｂに接続された排気装置（不図示）から上述の経路を通じて処理空間Ｓに吹き込まれた乾燥不活性ガスを吸引排気して処理空間Ｓにて生成されたＨラジカル、ＯＨラジカル等を回収する。
このように乾燥不活性ガスの流路を所望に形成して処理空間Ｓに送り込むことも可能である。
【００４９】
とりわけ、本実施形態のように、エキシマランプの周囲に乾燥不活性ガスを流過させる場合には、エキシマランプが点灯時に３００〜４００℃の高温になるためガスが温められてガスの含水分率が増大する。この結果、不活性ガス雰囲気中に基板表面から離脱した水分子及び、紫外線照射により生成されたＨラジカルとＯＨラジカルを多量に浮遊させることが可能となり、基板表面への水分子の再付着が抑制される。また、基板表面に温められた乾燥不活性ガスが吹き付けられるようになるので、基板表面に付着した水分の気化が促進されて、基板の乾燥処理を高効率に達成することができる。
【００５０】
なお、基板の搬送やガスの流路、及びエキシマランプによる紫外線照射による作用については第３実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５１】
＜第５の実施形態＞
続いて、図７は、本発明の第５の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。なお、先に図１〜図６で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
この実施形態が他の実施形態と相違する点はエキシマランプ２０の形態であり、ここでは矩形箱状に成形された放電容器２１を具備したものを使用している。
【００５２】
まず、図８を参照してエキシマランプ構成を説明する。図８は、（ａ）このエキシマランプ２０を拡大して示す一部破断線で示した透過斜視図、（ｂ）（ａ）中Ｎ−Ｎで切断した説明用断面図である。放電容器２１の材質は上述と同様、紫外線を透過する石英ガラスよりなり、放電容器２１の内部には、キセノンガスが封入されている。放電容器２１外表面における光取出し側の一面には紫外線の透過性を有する第一の電極２４が形成され、この面と対向する外表面に第二の電極２５が形成されている。
更に、これら第一と第二の電極の表面には、耐酸化性の保護膜２８が形成されている。なお保護膜２８としては、先にも述べたがＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２またはこれらの複合物等からなる膜が好適する。
【００５３】
上記エキシマランプ２０は、図７に示すように光透過性の第一の電極２４が形成された一面を光出射口１２０Ａに向けて配置される。
ランプハウス部１２０上部から乾燥不活性ガスが供給されると、エキシマランプ２０とランプハウス部１２０、及びエキシマランプ２０同士の間隙を通過して、基板Ｗ表面上を流過する。これと同時に、エキシマランプ２０からの紫外線が基板Ｗ表面に照射されて、基板Ｗ表面に付着した水分をＨラジカル及びＯＨラジカルに分解する。生成されたラジカル群は乾燥不活性ガスの流れに促されて排気ダクト１４Ａ，１４Ｂから回収される。特に本実施形態のようにエキシマランプ２０の光取り出し面が基板Ｗの被処理面に対してフラットに構成されている場合はガスの流れが安定化し易く、この結果ラジカル群の回収を円滑に行えるため好適である。
【００５４】
以上のように、本発明に係る基板乾燥装置によれば、エキシマランプの形態を問わず確実に乾燥処理機能を発揮できる。
【００５５】
＜第６の実施形態＞
続いて、図９は本発明の第６の実施形態を説明する図である。なお、先に図１〜図５で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプ２０が５本配置されており、先に説明した第３の実施形態と同様に、ランプハウス部１２０上部中央に設けられた不活性ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給されて、基板搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂに配置された排気ダクト１４Ａ，１４Ｂにより吸気される構成になっている。
【００５６】
そして、基板Ｗの処理空間Ｓとは、基板Ｗに関して反対側の空間Ｓｂ（紙面において搬送装置よりも下方の空間）に、基板加熱手段としての赤外線放射ランプ３０が例えば７本配置されている。赤外線放射ランプ３０は、具体的にはハロゲンヒータランプが好適し、図示を省略するが、両端において気密シールされた直管状の石英ガラス製バルブを具備し、このバルブの内部に例えばタングステンよりなるフィラメントコイルがバルブの管軸に沿って伸びるよう配設され、例えばハロゲンガスおよび不活性ガスが充填された構成のものである。
【００５７】
赤外線放射ランプ３０は、基板Ｗの反処理面側から基板Ｗ本体を加熱するためのものであって、赤外線を基板表面に照射し、基板本体を温めることによって基板表面に付着した水分の気化を促す。
この結果、紫外線照射による水分子の分解による乾燥作用が格段に向上すると共に、基板本体が加温されるため、一度揮発した水分子が再度基板表面に付着し難くなり、紫外線照射による水分子の分解作用と相乗し、基板表面から確実に水分子を除去することができる。
【００５８】
なおこの発明において、加熱は基板乾燥に直接寄与するものではなく、水の分解により発生したラジカルの遊離を促進させるためのアシスト的なものであり、基板の温度はせいぜい３０℃〜５０℃以下である。従って、従来技術に係る加熱乾燥や温風乾燥などとは異なり、装置搬出後、冷却される段階でクリーンルーム内に存在する水分の吸着が生じることがなく、良好な乾燥状態を維持することができる。
以上の第６の実施形態において、基板加熱手段は上述の赤外線放射ランプのほかにも適宜変更が可能であり、例えば温風を基板に向けて噴出する温風発生装置とすることも可能である。
【００５９】
＜第７の実施形態＞
続いて図１０は本願第７の実施形態を説明する説明用断面図である。なお、先に図１〜８で説明した構成については同符号で示し、詳細説明を省略する。
本実施形態においては上述した第６の実施形態に類似しており、ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプが５本配置されており、ランプハウス部１２０上部中央に設けられた不活性ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給される。そして、ランプハウス部１２０における基板の搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂにそれぞれ配置された排気ダクト１４Ａ，１４Ｂより吸気される構成になっている。
【００６０】
そして更に、本実施形態においては、ランプハウス部１２０の内部にエキシマランプ２０とエキシマランプ２０の間に赤外線放射ランプ３０が具備されている。このような構成を具備することにより、ランプハウス部１２０上部から流入された乾燥不活性ガスがエキシマランプ２０と赤外線放射ランプ３０の間を通過して基板Ｗの被処理面に流過する。
赤外線放射ランプ３０は、基板Ｗの被処理面及び当該赤外線放射ランプ３０の周囲を流過する不活性ガスを加熱して、基板Ｗ表面に付着した水分の揮発を促すと共に、乾燥不活性ガスの温度を上げることによってガスの含水分率の増大を図る。これにより、基板Ｗの被処理面から水分の離脱が確実に行われると共に、浮遊した水分子やＨラジカル及びＯＨラジカルは安定的に不活性ガス雰囲気中に保持され、処理空間Ｓにおいて基板Ｗ表面に水分子が再付着することが抑制される。
【００６１】
この結果、第７の実施形態に係る基板乾燥装置１０においては、紫外線照射による水分子の分解作用に加え、基板Ｗ本体が加温されると共に、乾燥不活性ガス中の含水分率が増大するため、水分子の基板表面への付着がより一層抑制され、確実に基板Ｗを乾燥させることができる。
【００６２】
なお、以上の第７の実施形態においては、赤外線放射ランプ３０を常時点灯させておくことも可能であるが、エキシマランプ２０自体が定常点灯時に３００〜４００℃という高温になるため、乾燥不活性ガス及び基板Ｗ表面に対する加熱効果が当該エキシマランプ３０のみで得られる場合も考えられる。その場合は、エキシマランプ２０の安定点灯に至るまでの間、赤外線放射ランプ３０を点灯して不活性ガスを加熱するようにしてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について、第１〜第７の実施形態について説明したが、本発明に係る個々の構成については上記実施の形態に限定されず、種々変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する基板乾燥装置構成を図解的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガス供給手段を説明する（ａ）図１中のＬ−Ｌ矢視断面図、（ｂ）透過斜視図である。
【図３】エキシマランプの一例を示す（ａ）管軸方向断面図、（ｂ）Ｍ−Ｍ断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るエキシマランプを説明する（ａ）斜視図及び（ｂ）Ｎ−Ｎ断面図で示す構成図である。
【図９】本発明の第６の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図１０】本願第７の実施形態を説明する説明用断面図である。
【図１１】従来技術に係る基板乾燥装置の説明用断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 基板乾燥装置
１０Ａ 基板搬入口
１０Ｂ 基板搬出口
１１ 搬送装置
１２ 筐体
１２０ ランプハウス部
１２０ａ 開口
１２０Ａ 光出射口
１２１ 底部
１２１ａ 排気口
１３ 不活性ガス供給装置
１３１ 不活性ガス供給口
１３２ バッファ空間
１３３ 流出孔
１４ 排気ダクト
１４Ａ，１４Ｂ 排気ダクト
１５ 紫外線透過窓
１６ 仕切り部材
１７ 保護管
１８ 長溝
２０ エキシマランプ
２０Ｒ 反射ミラー
２１ 放電容器
２２ 外側管
２３ 内側管
２４ 第一の電極
２５ 第二の電極
２６ 電源装置
２７ 排気管残部
２８ 保護膜
３０ 赤外線放射ランプ
Ｈ 放電空間
Ｓ 処理空間
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの各種被処理基板に対して処理を行う基板乾燥装置および基板乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造工程、例えば、カラーフィルタの製造工程等においては、ガラスなどの透明基板上に微細な薄膜パターンが繰り返し形成される。このような処理工程においては、基板表面にパーティクルや油脂、前工程での残査などが付着していると、ピンホールの原因となり、製造工程の生産性、歩留まりを低下させるのみならず、次工程の膜の密着力を著しく低下させるため、通常、処理の開始前、及び処理中、更には処理後に繰り返し基板の洗浄が行われる。
そしてこのような基板洗浄においては、洗浄後に純水により基板表面に付着した洗浄液がすすぎ落とされる。すすぎ実施後は、乾燥工程により基板乾燥を実施している。
【０００３】
乾燥方法としては基板及び基板表面に形成された膜の性質により、種々方法が実施されている。具体的には、（１）高圧のエアーが吹き出した上下２本の狭いスリットの間を通過させて水切りを行うエアナイフ乾燥や、（２）基板を高速で回転させ遠心力により表面の水切りを実施するスピンドライ乾燥、（３）純水中から一定のゆっくりした速度で垂直方向に基板を引き上げ表面の水を取り除く引き上げ乾燥、（４）減圧下の乾燥室内に基板を設置し水の蒸発速度を高めて水を取り除く真空乾燥、（５）基板を加熱処理することにより水の脱水を行う加熱乾燥、（６）加熱した清浄空気を基板に吹き付けて水を蒸発させる熱風乾燥などがあり、基板及び表面に形成された薄膜に応じて適切な方法が選択されて実施される。
【０００４】
しかしながら、基板乾燥に広く実施されているエアナイフや、スピンドライ乾燥、引き上げ乾燥による水分除去作業においては、基板表面上における水滴を除去するものであり、基板表面に吸着した水を分子レベルで除去することはできない。
【０００５】
また、真空乾燥においては、減圧にされたチャンバ内においては基板表面の水分が十分除去されるものの、その後、生産ラインに戻すために湿度が調整されたクリーンルーム内に搬出すると、たちまち水分吸着が生じてしまう。これと同様のことが、基板を加熱処理する場合や熱風乾燥処理においても生じ、すなわち、基板を比較的高温（１２０℃）に加熱して乾燥させるこれらの処理においては、冷却される段階でクリーンルーム内に存在する水分の吸着が生じる。
【０００６】
このように、いずれの乾燥方法を用いても、吸着水を完全に除去することが困難であったり、吸着水を除去できたとしてもその後に新たに基板表面に水分が付着したりするため、次なる基板処理にかかる段階において基板表面の水分を完全に取り除くことは困難である。
【０００７】
好ましくは、基板の温度を高温に上げることなく吸着水を完全除去し、即座に次なる基板処理工程に移行可能な乾燥処理を施すことが理想的とされる。
このような要請を実現するものとして、特許文献１には、基板に紫外線を照射して基板表面に残存する吸着水を分解、除去する基板の乾燥方法及び乾燥装置が開示されている。
【０００８】
図１１は上記公報に記載の基板乾燥装置を模式的に示す図である。
基板８０は表面に付着している液膜及び液滴が除去された一次的に乾燥されたものであり、搬送コンベア８１によって乾燥チャンバ８２内に導かれる。この乾燥チャンバ８２内は、窒素ガス供給管８３から窒素ガスが供給されることによって不活性ガス雰囲気とされていると共に、紫外線を放射する放電ランプ８４を装着したランプハウス８５が設けられており、基板８０がランプハウス８５の直下を通過すると表面における吸着水等の水分が放電ランプ８４から照射される紫外光の作用で分解する。この結果、基板８０の表面、つまり被処理面をほぼ完全に乾燥した状態とすることができる。なお、同図において符号８６は排気管、８７は圧力室である。
【０００９】
このように、基板に対して熱を作用させずに水分を実質的に完全に除去することができ、コンベア搬送を継続して行えるため、基板への水分付着を極力回避することができる点で、優位であると考えられる。
【特許文献１】特開２００４−０３１５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この基板乾燥装置においては次のような問題がある。
不活性乾燥雰囲気内で紫外線を照射して水を分解するものの、分解して生じたＨラジカルとＯＨラジカルは、乾燥チャンバ内部に残留、浮遊した状態であるため、ラジカルとＯＨラジカルの再結合が生じ、基板表面に付着することがある。この結果、基板は新たに水が付着した状態となってチャンバから搬出されるため、所期の乾燥性能を発揮できないという問題がある。
【００１１】
なお、上述の従来技術に係る基板乾燥装置においては、水分を含む不活性ガスの排出のために排気管（８６）が設けられているが、このようにチャンバ内にガスを充満する構造では、雰囲気中のガスから水分を含むガスのみを選択的に排出することは不可能である。
また、特許文献１には排気管（８６）の代わりに搬入出口に設けられた圧力室（８７）を減圧状態として圧力室（８７）の排気管から排気を促す構造とすることも可能であると記載されている。しかしながらその場合も水分を含む不活性ガスを選択的に排出することはできない。
従って、この従来技術にかかる装置ではチャンバ内部の充填ガスを入れ換えるほか再結合により発生した水を除去することはできず、チャンバ内に水が停滞することは避けらない。
【００１２】
また更には、乾燥装置の筐体はコンベア部分のみならずランプハウス部全体をも覆う構造であり、室内全体に供給、使用される不活性ガスの量は膨大なものとなる。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、紫外線により水分を分解、除去する基板乾燥装置において、紫外線による水の分解作用により基板表面の水を除去できると共に、その後においても水分の付着を防止することができ、基板表面の吸着水を完全に除去することができる基板乾燥装置を提供することを目的とする。
また、更なる目的は、紫外線により水分を分解、除去する基板乾燥方法において、紫外線による水の分解作用により基板表面の水を除去できると共に、その後においても水分の付着を防止することができ、基板表面の吸着水を完全に除去することができる基板乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による基板乾燥装置は、エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
前記基板搬送経路の上流側又は下流側に設けられ、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板搬送経路の下流側又は上流側に設けられ、前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、
前記不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過することを特徴とする。
また、エキシマランプと該エキシマランプに対向して具備された基板搬送装置とを有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
エキシマランプの後方において該エキシマランプに向けて開口し、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板被処理面側において基板搬送経路の上流側及び下流側に設けられた前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備えてなることを特徴とする基板乾燥装置。
また、前記基板乾燥装置においては、エキシマランプに隣接して赤外線放射ランプが具備されており、
前記ガス供給手段不活性ガスがエキシマランプと赤外線放射ランプの間を通過して基板処理空間に流過するのがよい。
また、前記基板乾燥装置におけるエキシマランプにおいては、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
基板処理空間に露出した第一の電極及び第二の電極の表面には耐酸化性の保護膜が形成されているか、若しくは、エキシマランプの全体が紫外線透過性を有する保護管により覆われているのがよい。
また、前記基板乾燥装置においては、基板を加熱する基板加熱手段を有するのがよい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明による基板乾燥方法は、搬送される基板表面の水分をエキシマランプからの紫外線を照射して分解除去する基板乾燥方法において、
紫外線光透過性の不活性ガスをエキシマランプの周囲を通過させて基板表面に向けて供給し、前記不活性ガスを、基板が搬送される上流及び／又は下流より排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
（１） 紫外線光透過性の乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）をエキシマランプ光源と基板で構成される基板処理空間に供給し、該エキシマランプの紫外線を照射して基板面の水分を分解除去することに加えて、搬送経路における上流側から下流側の方向又は下流側から上流側の方向に、不活性ガスが一方向に流れるため、水分子が分解して生成されたＨラジカルとＯＨラジカルとが基板と平行に移動して速やかに排出されるようになるので、ＨラジカルとＯＨラジカルの再結合が仮に生じた場合でも、水が基板表面に再付着する以前に排出され、基板表面の乾燥状態を維持することができる。
（２） 不活性ガスをエキシマランプ後方より供給することにより、基板とランプ間の処理空間を効率良く、実質乾燥雰囲気にできると共に、乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）がエキシマランプの発生する熱で加温されるため、不活性ガスの含有湿度能力が高まり、水分が再付着しにくい環境にして乾燥効率を向上させることができる。
またエキシマランプが配置された空間に赤外線放射ランプを配置して乾燥不活性ガスを補助的に加温することにより、装置稼動直後から不活性ガスの含有湿度能力を高めることができ、上記効果を確実に得ることができるようになる。
（３） エキシマランプにおける電極に耐酸化性を有する保護膜が形成されるか、若しくはエキシマランプの全体が保護管の内部に配置されることで、水が分解して生成されたＨラジカルとＯＨラジカルによって電極が腐食されることなく、高い信頼性を得ることができる。
（４） 赤外線放射ランプや温風加熱装置等の基板加熱手段により基板を温めることで、基板表面の吸着水が気化し易くなり、紫外線による分解乾燥が更に促進されると共に、処理空間内に浮遊する水分子の基板への再付着も抑制できる。
【００１７】
（５） また、本発明の基板乾燥方法によれば、乾燥不活性ガス（Ｎ２，Ａｒ，Ｘｅ，Ｎｅ等）をエキシマランプが洗われるように流し、該ランプの発生する熱で乾燥不活性ガスを加温することによって、不活性ガスの含有湿度能力を高め、水分が再付着しにくい環境にして乾燥効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、この発明の１実施形態に係る基板乾燥装置構成を図解的に示す断面図、図２は図１中のガス供給手段を説明するための（ａ）Ｌ−Ｌ矢視断面図、（ｂ）斜視図である。この基板乾燥装置１０は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板などの基板Ｗが、所定の湿式洗浄工程、すすぎ工程及び液切り工程を経たのちに適用される、基板を乾燥させるための装置である。すなわち、この装置の前段階においては、基板Ｗの表面に純水を供給して基板Ｗをすすぐための水洗処理装置（不図示）と、この水洗処理装置による水洗処理後の基板Ｗの上下面の水分を液切りする液切り乾燥装置（５０）がこの順に直列に配置されたものとなっている。なお、液切り乾燥装置（５０）においては、好ましくは同じ搬送装置を用いて基板Ｗを出し入れできるエアナイフ５１乾燥による機構を具備したものが好適する。
【００１９】
本発明による基板乾燥装装置１０は、図１に示されているように、エキシマランプ２０と、基板Ｗを搬送する搬送装置１１の一部を覆う筐体１２と、筐体１２内部の処理空間Ｓに乾燥不活性ガスを供給するガス供給手段としてのガス供給装置１３と、筐体１２内部を排気する排気装置（不図示）が接続されたガス排気手段としての排気ダクト１４を備えている。なお乾燥不活性ガスとは、例えばガスボンベから直接供給される不活性ガスや公知の乾燥剤やシリカゲル等を介して供給される乾燥化処理した不活性ガスであり、本明細書においては簡単に「不活性ガス」ともいう。
【００２０】
筐体１２は、ランプハウス部１２０と底部１２１とを基本的に具備し、ランプハウス部１２０の内部にエキシマランプ２０が配置される。ランプハウス部１２０にはその上部にガス供給用の開口１２０ａが形成されており、エキシマランプ２０からの紫外線透過性を高めるために不活性ガス（例えば窒素ガス（Ｎ２））がパージされる。なおここで供給される不活性ガスは処理空間Ｓ内に流過させることを目的としたものではなく、ランプハウス部１２０が不活性ガスでパージされた後はガス供給用の開口１２０ａを閉鎖状態としても構わない。
【００２１】
一方の底部１２１には、搬送装置の下に流れたガス等を補助的に排出する排気口１２１ａが設けられている。この排気口１２１ａよりの排気は、基板Ｗの下方に流れ込んだＨラジカルやＯＨラジカル（或いは、これらが分解若しくは結合した分子や他のラジカル）を補助的に排出するためのものであり、処理空間Ｓ内に形成されるガスの流れに影響を与えるものではない。
【００２２】
基板Ｗを搬送する搬送装置１１は、同図のような搬送ローラによるものや、その他の搬送コンベア等の機構によるものも可能で、予めラインに形成されている装置を採用できる。なお本実施形態においては、基板Ｗは紙面の左方向から右方向（矢印Ａの方向）に搬送される。
【００２３】
紫外線源であるエキシマランプ２０は、例えば５本具備されており、互いに平行に同一平面上に並べて配置されている。
【００２４】
図３は、エキシマランプ２０の一例を示す（ａ）管軸方向断面図、（ｂ）Ｍ−Ｍ断面図である。放電容器２１は少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成されており、例えば石英ガラスよりなる。本例において放電容器２１は、比較的管の径が大きい外側管２２と、この外側管２２内においてその管軸に沿って配置された、当該外側管２２の内径より小さい外径を有する円筒状の内側管２３とを有し、外側管２２と内側管２３とが両端部において溶融接合されてなる二重管構造を備えている。そして、外側管２２の内周面と内側管２３の外周面との間に気密に閉塞された環状の放電空間Ｈが形成されている。
【００２５】
外側管２２にはその外周面に密接して、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の第一の電極２４が設けられており、他方、内側管２３には、その内周面に密接して、例えばアルミニウムよりなり、パイプ状あるいは断面において一部に切り欠きを有する概略Ｃ字状（樋状）の第二の電極２５が設けられている。そして、第一および第二の電極２４，２５は、例えば高周波電源よりなる電源装置２６に接続されている。
【００２６】
放電空間Ｈ内には、第一の電極２４と第二の電極２５との間で生ずるエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する、例えばＸｅ，ＡｒＣｌ，ＫｒＣｌ，ＫｒＢｒ，ＡｒＦ，ＡｒＢｒ，Ｆ２などの放電用ガスが充填されている。なお図３において符号２７は放電容器２１にガスを封入する際使用した排気管の残部である。
【００２７】
本実施形態に係るエキシマランプ２０においては、処理空間Ｓに露出した電極、すなわち第一の電極２４においては、耐酸化性を有する保護膜２８が形成されている。保護膜２８は、具体的にはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物またはこれらの複合物で、ゾルゲル法、ＣＶＤ法などにより構成される膜が好適する。
このように耐酸化性の保護膜２８を形成すると、第一の電極２４の周囲に、基板の流れに巻き込まれたＨラジカルやＯＨラジカルが浮遊した場合においても、電極２４が酸化されることがなく、安定した放電を実現することができる。なお、第二の電極２５においては、第一の電極２４に比較してＨラジカルやＯＨラジカルにさらされる確率が格段に低くなるので当該構成は必須ではないが、保護膜を形成するのがより好ましい。
【００２８】
再び図１、図２を参照して基板処理装置１０について説明する。同図のようにランプハウス部１２０の下部は開口しており、エキシマランプ２０からの紫外線が放射される光出射口１２０Ａが形成されている。この光出射口１２０Ａに対面するよう基板Ｗが搬送装置１１によって搬送される。搬送装置１１に載置された基板Ｗが搬送経路の上流側より搬送されると、ランプハウス部１２０および底部１２１の間を通過して基板処理装置１０内に搬入され、エキシマランプ２０の直下を通過することになる。
【００２９】
基板搬入口１０Ａには、ガス供給手段としての乾燥不活性ガス供給装置１３が具備されており、基板Ｗの上流側より処理空間Ｓに向けて乾燥不活性ガスを供給する。図２に示すようにガス供給装置１３は基板Ｗよりも広い範囲にガスの供給口が形成されており、基板Ｗの幅方向に一様に不活性ガスを供給する。このガス供給口においては例えば図２（ｂ）に示すように小孔を多数形成したものであってもよいし、スリット状でもよい。
なお、ここでいう不活性ガスとは、実質的にエキシマ光の吸収を無視できる程度の乾燥ガスを意味する。例えば１％程度の酸素を含む乾燥窒素ガス（Ｎ２）は、乾燥不活性ガスとしての機能を十分果たすものである。また、不活性ガスとしては、窒素ガスのほかに、アルゴン（Ａｒ），キセノン（Ｘｅ），ネオン（Ｎｅ）等の希ガスを用いてもよい。
【００３０】
他方、基板乾燥装置１０における基板搬出口１０Ｂにはガス排気手段となる排気ダクト１４が配置されている。排気装置（不図示）より排気ダクト１４を介して強制的にガスが排出されると、基板Ｗの搬入口１０Ａより導入された不活性ガスが処理空間Ｓの全域を基板Ｗの搬送方向と同方向（Ａ方向）に流過し、排気ダクト１４を介して回収される。
このように、ガスの供給手段（１３）とガス排気手段（１４）がそれぞれ基板Ｗの搬送方向Ａにおける上流側と下流側に配置されることにより、ガスの流れが基板Ｗの搬送方向（Ａ方向）と平行な一方向に制限されるようになる。
【００３１】
以上のように構成された基板乾燥装置の動作について説明する。
まず、装置が駆動されると、ランプハウス部１２０内に不活性ガスがパージされる。しかる後、搬送路の上流側に設けられたガス供給装置１３より、乾燥不活性ガスが供給され、これと同時に排気ダクト１４を介して処理空間Ｓ内の排気が開始する。このとき、乾燥不活性ガスは、ガス供給手段（１３）とガス排出手段（１４）が、基板搬送路における上流側と下流側にそれぞれ配置されているため、基板Ｗの搬送方向Ａと同じ方向に流過するようになる。そして、水切り後の基板Ｗが搬送装置１１によってランプハウス部１２０の下に搬送されると、エキシマランプ２０が点灯され、ランプ２０から中心波長１７２ｎｍの紫外線が基板Ｗの被処理面に照射される。基板Ｗ表面に残存する水分は、エキシマランプ２０からの紫外線を吸収し、励起されることによってＨラジカルとＯＨラジカルに分解されて揮発し、処理空間Ｓ中に浮遊すると、搬送路に沿って形成されたガス流によって運ばれて排気ダクト１４から回収される。
このように、搬送される基板Ｗの表面に沿って流れる不活性ガス流によって、ＨラジカルとＯＨラジカルとが基板Ｗと平行に流れて、排気ダクト１４から排気されるため、処理空間Ｓ内に停滞することがなく、Ｈラジカル及びＯＨラジカルの再結合による水分子の生成が生じ難く、基板Ｗ被処理面上に再度付着することが確実に抑制される。
【００３２】
このように、第１の実施形態に係る基板乾燥装置によれば、エキシマランプからの紫外線が水分子に照射された結果生成されたＨラジカル及びＯＨラジカルはいずれも、乾燥不活性ガスの流路が安定して形成されているため、ガスの流路の下流側にある排気ダクトへ運ばれて速やかに回収され、この結果、Ｈラジカル、ＯＨラジカルが処理空間Ｓ内に滞留する時間を短縮できて、再結合の確率を低下させることができる。また、仮に両ラジカルが再結合して水分子が発生した場合でも、ガスの流れによって回収が速やかに行われるため、水分子が基板近傍に浮遊する時間を短くすることができ、基板表面に水分子が付着することを回避することができる。
従って基板表面の水を確実に除去することが可能となる。
【００３３】
なお以上説明した第１の実施形態においては、適宜変更が可能であることは言うまでもない。例えば、本実施形態においては、ガスの流れが基板搬送方向と同方向となるよう、搬送経路における上流側から乾燥不活性ガスを供給し、下流側から排気したが、乾燥不活性ガスの供給装置を下流側の基板搬出口に配置すると共に排気ダクトを上流側の基板搬入口に配置してガスの流れを基板搬送方向とは反対になるようにしてもよい。
また、エキシマランプの形態においても図３で示した形態のものに限定されることなく、適宜変更可能である。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
続いて、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。なお、本実施形態において、先に図１、図３で説明した構成と同じ構成については同符号で示して説明を省略する。
本実施形態と上記第１の実施形態との第一の相違点は、不活性ガスの流過方向が基板Ｗの搬送方向Ａとは逆方向となっている点である。そして第二の相違点は、ランプハウス部１２０の光出射口１２０Ａが紫外線透過性の窓１５によって覆われた点である。エキシマランプ２０からの紫外線はこの紫外線透過窓１５を透過して出射する。
【００３５】
ランプハウス部１２０の下部に取り付けられた紫外線透過窓１５は例えば石英ガラスよりなり、ランプハウス部１２０の光出射口１２０Ａに気密に装着されている。このランプハウス部１２０の内部に不活性ガスが導入され、充填された状態である。
このように紫外線透過窓１５してエキシマランプ２０と処理空間Ｓとの間を区画すると、基板Ｗ表面のＨラジカル及びＯＨラジカルがエキシマランプ２０の周囲に到達することができないため、エキシマランプ２０に装着された電極などが酸化することなく、ランプを安定して点灯させることができる。すなわち、本実施形態によれば電極への耐酸化処理が不要となる。
【００３６】
基板Ｗの搬送経路における下流側の基板搬出口１０Ｂには乾燥不活性ガスの供給装置１３が具備されており、一方、上流側の基板搬入口１０Ａには排気ダクト１４が具備されている。そして、乾燥不活性ガスは基板Ｗの面に対して略平行であるものの基板Ｗの搬送経路とは逆方向に流過するようになっている。
【００３７】
このような基板乾燥装置１０の内部に、水切り後の基板Ｗ搬送し、同時にエキシマラン２０プを点灯して当該ランプ２０からの中心波長１７２ｎｍの紫外線を基板Ｗの被処理面に照射すると、基板Ｗ表面に残存する水分はエキシマランプ２０からの紫外線を吸収し、励起されることによってＨラジカルとＯＨラジカルに分解されて揮発する。揮発したラジカル群は処理空間Ｓ中に浮遊すると、ここに乾燥不活性ガスの流れが形成されているため、ガスの流れに乗って排気ダクト１４に向かって流れ、排出されるようになる。
とりわけ本実施形態によれば、排気ダクト１４が基板Ｗの搬入口側に配置されているため、生成したラジカル群は処理空間１２０の下流側に流れることなく回収されるため、基板Ｗ表面にＨ２Ｏが再付着することが防止され、良好な乾燥状態を得ることができる。しかも、ランプハウス部１２０と処理空間Ｓとが紫外線透過窓１５によって区画されているので、乾燥不活性ガスの流れが滞ることなく、排気ダクト１４に向かって速やかに流れ、Ｈラジカル及びＯＨラジカルの回収を円滑に行うことができる。従って、両ラジカルの再結合が生じる以前に排気ダクト１４より排出でき、被処理面上に水分が付着することが抑制される。
本実施形態のようにガスの流過方向を基板Ｗの搬送方向Ａと反対方向に形成する場合には、基板Ｗによって不活性ガスの流れに若干の乱れが生じる可能性があるが、上記のように紫外線透過窓１５があると、ガス流れの乱れを比較的小さく抑えることができて有効である。しかしながら、紫外線透過窓１５に係る構成は必須ではなく、先に説明した第一の実施形態において不活性ガスの流過方向を基板Ｗの搬送方向と反対向きになるよう構成しても何ら支障ない。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
図５は本発明に係る第４の実施形態を説明する図である。なお同図において先に図１〜図４で説明した構成と同じ構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプ２０が例えば５本具備されている。ランプハウス部１２０の上部には乾燥不活性ガスの供給口１３１が設けられており、不図示の乾燥不活性ガス供給装置からガスが供給される。なお、このガス供給口１３１は前記第１の実施形態で説明した開口（１２０ａ）と異なり、処理空間Ｓに所定のガス流を形成するためのものである。
【００３９】
図５において、ランプハウス部１２０の両側部、具体的には基板Ｗの搬送経路における上流側の基板搬入口１０Ａと下流側の基板搬出口１０Ｂにそれぞれ排気ダクト１４Ａ、１４Ｂが具備されている。この排気ダクト１４Ａ，１４Ｂには図示省略の排気装置が備え付けられており、処理空間Ｓ内部の排気を強制的に行って、ガス供給口１３１から供給された乾燥不活性ガスを吸引し、装置１０の中央から両端の基板搬入出口１０Ａ，１０Ｂに向かう流れを形成する。
更に、本実施形態においては、搬送ローラと搬送ローラの間に、処理空間Ｓとそれよりも下方の底部空間Ｓｂとを分離する仕切り部材１６が配置されている。このような仕切り部材１６を配置することで、基板Ｗの非通過時においてもガスの流路を所期の状態にとどめておくことができる。
【００４０】
同図中、実線の矢印で示すように、ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給されると、ガスはエキシマランプ２０同士の間隙を流過して処理空間Ｓに到達し、基板Ｗの被処理面に衝突する。基板乾燥装置１０の両側に設けられた排気ダクト１４Ａ，１４Ｂにおいて強制排気されているため、ガスが吸引されて基板の搬送方向と同方向（Ａ方向）の流れとその反対方向の流れに分かれたガス流が形成されるようになる。
【００４１】
このような第３の実施形態によれば、処理空間Ｓに浮遊するＨラジカル及びＯＨラジカルが、ランプハウス部１２０の中央部から端部に亘る、ランプハウス部１２０の全長の略半分の距離を移動した段階で回収されてしまうため、両ラジカルの再結合の確率がより低くなると共に、基板表面に再付着する確率も一層低くなる。従って、基板の乾燥効果を一段と高めることができる。
【００４２】
なお本実施形態のように、基板Ｗの搬入出口１０Ａ，１０Ｂの両方に排気ダクト１４Ａ，１４Ｂが具備されると共に、常に吸引状態とされることで、外部雰囲気に対するエアカーテンが形成されるようになり、外部の気体の流入をほぼ完全に遮断することができる。従って、ランプハウス部１２０と外部とは搬入出口１０Ａ，１０Ｂを介して連通しているものの、処理空間Ｓの不活性ガス濃度が低下することなく、従って、紫外線の透過率も良好に維持でき、安定した処理を行えるようになる。
【００４３】
ここで、上記第３の実施形態に関し、ガスの流量について具体的数値例を示すと、ランプハウス部の内容積が０．０１３７〜０．０３６５ｍ３、エキシマランプの本数が３〜８本、光出射口の面積が２．３５〜６．２５ｍ２である場合、供給する乾燥不活性ガスは例えば、８０〜１５０リットル／分である。
【００４４】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に底部に補助的なガス排出口を設け、不活性ガスの流れを妨げない程度に補助的にガス等を吸引できる機構を設けることも可能である。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
図６は本発明の第４の実施形態を説明する図である。なお、先に図１〜図５で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
エキシマランプ２０は例えば４本具備されおり、各エキシマランプ２０の外表面上には半円筒状の反射ミラー２０Ｒが処理空間Ｓに向かって配置されている。
また、各エキシマランプ２０は紫外線透過性の保護管１７の内部に収容されている。保護管１７は、例えばエキシマランプ２０の放電容器２１の外径よりも内径が大きな石英ガラス製の円筒管よりなり、エキシマランプ２０の放電容器２１のほぼ全体が当該保護管１７の内部に収容されることにより、処理空間Ｓで生成されたＨラジカルやＯＨラジカルなどがエキシマランプ２０の周囲に到達できないようになっている。このようなエキシマランプ２０によれば、電極表面に耐酸化性の保護膜を形成せずとも電極が酸化されずに済み、その機能を維持することができる。
【００４６】
本実施形態において、筐体１２におけるランプハウス部１２０は、例えばアルミニウムよりなる構造体より構成されており、エキシマランプ２０の配置個所に保護管の外径に適合した断面Ｃ状の長溝１８が形成され、保護管１７及びエキシマランプ２０が不図示のホルダにより保持されている。
【００４７】
ランプハウス部１２０の上部には乾燥不活性ガスの供給口１３１となる開口が形成されており、内部に大きく広がるバッファ空間１３２と連通している。かかるバッファ空間１３２は、ランプハウス部１２０における光出射口１２０Ａのほぼ全体に及ぶ広さであり、流出孔１３３を長溝１８に連通する構造となっている。
このような基板乾燥装置１０によれば、乾燥不活性ガスは、供給口１３１より供給されるとバッファ空間１３２に一時的に滞留した後、流出孔１３３を経て長溝１８に噴出する。その後、長溝１８と保護管１７との間隙を通過して、保護管１７の両側から処理空間Ｓに導入されるようになる。
【００４８】
基板の搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂにはそれぞれ排気ダクト１４Ａ，１４Ｂが配置されており、当該ダクト１４Ａ，１４Ｂに接続された排気装置（不図示）から上述の経路を通じて処理空間Ｓに吹き込まれた乾燥不活性ガスを吸引排気して処理空間Ｓにて生成されたＨラジカル、ＯＨラジカル等を回収する。
このように乾燥不活性ガスの流路を所望に形成して処理空間Ｓに送り込むことも可能である。
【００４９】
とりわけ、本実施形態のように、エキシマランプの周囲に乾燥不活性ガスを流過させる場合には、エキシマランプが点灯時に３００〜４００℃の高温になるためガスが温められてガスの含水分率が増大する。この結果、不活性ガス雰囲気中に基板表面から離脱した水分子及び、紫外線照射により生成されたＨラジカルとＯＨラジカルを多量に浮遊させることが可能となり、基板表面への水分子の再付着が抑制される。また、基板表面に温められた乾燥不活性ガスが吹き付けられるようになるので、基板表面に付着した水分の気化が促進されて、基板の乾燥処理を高効率に達成することができる。
【００５０】
なお、基板の搬送やガスの流路、及びエキシマランプによる紫外線照射による作用については第３実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５１】
＜第５の実施形態＞
続いて、図７は、本発明の第５の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。なお、先に図１〜図６で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
この実施形態が他の実施形態と相違する点はエキシマランプ２０の形態であり、ここでは矩形箱状に成形された放電容器２１を具備したものを使用している。
【００５２】
まず、図８を参照してエキシマランプ構成を説明する。図８は、（ａ）このエキシマランプ２０を拡大して示す一部破断線で示した透過斜視図、（ｂ）（ａ）中Ｎ−Ｎで切断した説明用断面図である。放電容器２１の材質は上述と同様、紫外線を透過する石英ガラスよりなり、放電容器２１の内部には、キセノンガスが封入されている。放電容器２１外表面における光取出し側の一面には紫外線の透過性を有する第一の電極２４が形成され、この面と対向する外表面に第二の電極２５が形成されている。
更に、これら第一と第二の電極の表面には、耐酸化性の保護膜２８が形成されている。なお保護膜２８としては、先にも述べたがＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２またはこれらの複合物等からなる膜が好適する。
【００５３】
上記エキシマランプ２０は、図７に示すように光透過性の第一の電極２４が形成された一面を光出射口１２０Ａに向けて配置される。
ランプハウス部１２０上部から乾燥不活性ガスが供給されると、エキシマランプ２０とランプハウス部１２０、及びエキシマランプ２０同士の間隙を通過して、基板Ｗ表面上を流過する。これと同時に、エキシマランプ２０からの紫外線が基板Ｗ表面に照射されて、基板Ｗ表面に付着した水分をＨラジカル及びＯＨラジカルに分解する。生成されたラジカル群は乾燥不活性ガスの流れに促されて排気ダクト１４Ａ，１４Ｂから回収される。特に本実施形態のようにエキシマランプ２０の光取り出し面が基板Ｗの被処理面に対してフラットに構成されている場合はガスの流れが安定化し易く、この結果ラジカル群の回収を円滑に行えるため好適である。
【００５４】
以上のように、本発明に係る基板乾燥装置によれば、エキシマランプの形態を問わず確実に乾燥処理機能を発揮できる。
【００５５】
＜第６の実施形態＞
続いて、図９は本発明の第６の実施形態を説明する図である。なお、先に図１〜図５で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプ２０が５本配置されており、先に説明した第３の実施形態と同様に、ランプハウス部１２０上部中央に設けられた不活性ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給されて、基板搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂに配置された排気ダクト１４Ａ，１４Ｂにより吸気される構成になっている。
【００５６】
そして、基板Ｗの処理空間Ｓとは、基板Ｗに関して反対側の空間Ｓｂ（紙面において搬送装置よりも下方の空間）に、基板加熱手段としての赤外線放射ランプ３０が例えば７本配置されている。赤外線放射ランプ３０は、具体的にはハロゲンヒータランプが好適し、図示を省略するが、両端において気密シールされた直管状の石英ガラス製バルブを具備し、このバルブの内部に例えばタングステンよりなるフィラメントコイルがバルブの管軸に沿って伸びるよう配設され、例えばハロゲンガスおよび不活性ガスが充填された構成のものである。
【００５７】
赤外線放射ランプ３０は、基板Ｗの反処理面側から基板Ｗ本体を加熱するためのものであって、赤外線を基板表面に照射し、基板本体を温めることによって基板表面に付着した水分の気化を促す。
この結果、紫外線照射による水分子の分解による乾燥作用が格段に向上すると共に、基板本体が加温されるため、一度揮発した水分子が再度基板表面に付着し難くなり、紫外線照射による水分子の分解作用と相乗し、基板表面から確実に水分子を除去することができる。
【００５８】
なおこの発明において、加熱は基板乾燥に直接寄与するものではなく、水の分解により発生したラジカルの遊離を促進させるためのアシスト的なものであり、基板の温度はせいぜい３０℃〜５０℃以下である。従って、従来技術に係る加熱乾燥や温風乾燥などとは異なり、装置搬出後、冷却される段階でクリーンルーム内に存在する水分の吸着が生じることがなく、良好な乾燥状態を維持することができる。
以上の第６の実施形態において、基板加熱手段は上述の赤外線放射ランプのほかにも適宜変更が可能であり、例えば温風を基板に向けて噴出する温風発生装置とすることも可能である。
【００５９】
＜第７の実施形態＞
続いて図１０は本願第７の実施形態を説明する説明用断面図である。なお、先に図１〜８で説明した構成については同符号で示し、詳細説明を省略する。
本実施形態においては上述した第６の実施形態に類似しており、ランプハウス部１２０の内部にはエキシマランプが５本配置されており、ランプハウス部１２０上部中央に設けられた不活性ガス供給口１３１から乾燥不活性ガスが供給される。そして、ランプハウス部１２０における基板の搬入口１０Ａと搬出口１０Ｂにそれぞれ配置された排気ダクト１４Ａ，１４Ｂより吸気される構成になっている。
【００６０】
そして更に、本実施形態においては、ランプハウス部１２０の内部にエキシマランプ２０とエキシマランプ２０の間に赤外線放射ランプ３０が具備されている。このような構成を具備することにより、ランプハウス部１２０上部から流入された乾燥不活性ガスがエキシマランプ２０と赤外線放射ランプ３０の間を通過して基板Ｗの被処理面に流過する。
赤外線放射ランプ３０は、基板Ｗの被処理面及び当該赤外線放射ランプ３０の周囲を流過する不活性ガスを加熱して、基板Ｗ表面に付着した水分の揮発を促すと共に、乾燥不活性ガスの温度を上げることによってガスの含水分率の増大を図る。これにより、基板Ｗの被処理面から水分の離脱が確実に行われると共に、浮遊した水分子やＨラジカル及びＯＨラジカルは安定的に不活性ガス雰囲気中に保持され、処理空間Ｓにおいて基板Ｗ表面に水分子が再付着することが抑制される。
【００６１】
この結果、第７の実施形態に係る基板乾燥装置１０においては、紫外線照射による水分子の分解作用に加え、基板Ｗ本体が加温されると共に、乾燥不活性ガス中の含水分率が増大するため、水分子の基板表面への付着がより一層抑制され、確実に基板Ｗを乾燥させることができる。
【００６２】
なお、以上の第７の実施形態においては、赤外線放射ランプ３０を常時点灯させておくことも可能であるが、エキシマランプ２０自体が定常点灯時に３００〜４００℃という高温になるため、乾燥不活性ガス及び基板Ｗ表面に対する加熱効果が当該エキシマランプ３０のみで得られる場合も考えられる。その場合は、エキシマランプ２０の安定点灯に至るまでの間、赤外線放射ランプ３０を点灯して不活性ガスを加熱するようにしてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について、第１〜第７の実施形態について説明したが、本発明に係る個々の構成については上記実施の形態に限定されず、種々変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する基板乾燥装置構成を図解的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガス供給手段を説明する（ａ）図１中のＬ−Ｌ矢視断面図、（ｂ）透過斜視図である。
【図３】エキシマランプの一例を示す（ａ）管軸方向断面図、（ｂ）Ｍ−Ｍ断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るエキシマランプを説明する（ａ）斜視図及び（ｂ）Ｎ−Ｎ断面図で示す構成図である。
【図９】本発明の第６の実施形態を説明する基板乾燥装置構成の説明用断面図である。
【図１０】本願第７の実施形態を説明する説明用断面図である。
【図１１】従来技術に係る基板乾燥装置の説明用断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 基板乾燥装置
１０Ａ 基板搬入口
１０Ｂ 基板搬出口
１１ 搬送装置
１２ 筐体
１２０ ランプハウス部
１２０ａ 開口
１２０Ａ 光出射口
１２１ 底部
１２１ａ 排気口
１３ 不活性ガス供給装置
１３１ 不活性ガス供給口
１３２ バッファ空間
１３３ 流出孔
１４ 排気ダクト
１４Ａ，１４Ｂ 排気ダクト
１５ 紫外線透過窓
１６ 仕切り部材
１７ 保護管
１８ 長溝
２０ エキシマランプ
２０Ｒ 反射ミラー
２１ 放電容器
２２ 外側管
２３ 内側管
２４ 第一の電極
２５ 第二の電極
２６ 電源装置
２７ 排気管残部
２８ 保護膜
３０ 赤外線放射ランプ
Ｈ 放電空間
Ｓ 処理空間
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
前記基板搬送経路の上流側又は下流側に設けられ、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板搬送経路の下流側又は上流側に設けられ、前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、
前記不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過することを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項２】
エキシマランプと該エキシマランプに対向して具備された基板搬送装置とを有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
エキシマランプの後方において該エキシマランプに向けて開口し、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板被処理面側において基板搬送経路の上流側及び下流側に設けられた前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備えてなることを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項３】
前記エキシマランプに隣接して赤外線放射ランプが具備されており、
前記ガス供給手段不活性ガスがエキシマランプと赤外線放射ランプの間を通過して基板処理空間に流過することを特徴とする請求項２記載の基板乾燥装置。
【請求項４】
前記エキシマランプは、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
前記基板処理空間に露出した第一の電極及び第二の電極の表面には耐酸化性の保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項５】
前記エキシマランプは、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
前記エキシマランプの全体が紫外線透過性を有する保護管により覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項６】
基板を加熱する基板加熱手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項７】
搬送される基板表面の水分をエキシマランプからの紫外線を照射して分解除去する基板乾燥方法において、
紫外線光透過性の不活性ガスをエキシマランプの周囲を通過させて基板表面に向けて供給し、前記不活性ガスを、基板が搬送される上流及び／又は下流より排出することを特徴とする基板乾燥方法。
【請求項１】
エキシマランプ及び基板を搬送する基板搬送装置を有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
前記基板搬送経路の上流側又は下流側に設けられ、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板搬送経路の下流側又は上流側に設けられ、前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備え、
前記不活性ガスを基板搬送方向と同方向、若しくは、基板搬送方向と反対方向に流過することを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項２】
エキシマランプと該エキシマランプに対向して具備された基板搬送装置とを有し、基板の搬入出部を除いて略密閉された基板処理空間と、
エキシマランプの後方において該エキシマランプに向けて開口し、基板処理空間に向けて不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記基板被処理面側において基板搬送経路の上流側及び下流側に設けられた前記不活性ガスを回収するガス排出手段とを備えてなることを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項３】
前記エキシマランプに隣接して赤外線放射ランプが具備されており、
前記ガス供給手段不活性ガスがエキシマランプと赤外線放射ランプの間を通過して基板処理空間に流過することを特徴とする請求項２記載の基板乾燥装置。
【請求項４】
前記エキシマランプは、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
前記基板処理空間に露出した第一の電極及び第二の電極の表面には耐酸化性の保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項５】
前記エキシマランプは、
少なくとも一部が紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、内部に放電ガスが封入された放電容器と、この放電容器の外面に配置された第一の電極と、該第一の電極と少なくとも１枚の誘電体を介し、放電容器の内部もしくは外部に配置された第二の電極とを具えて構成されてなり、
前記エキシマランプの全体が紫外線透過性を有する保護管により覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項６】
基板を加熱する基板加熱手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板乾燥装置。
【請求項７】
搬送される基板表面の水分をエキシマランプからの紫外線を照射して分解除去する基板乾燥方法において、
紫外線光透過性の不活性ガスをエキシマランプの周囲を通過させて基板表面に向けて供給し、前記不活性ガスを、基板が搬送される上流及び／又は下流より排出することを特徴とする基板乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
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【図１０】
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【公開番号】特開２００８−４１９９８（Ｐ２００８−４１９９８Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５６７１（Ｐ２００６−２１５６７１）
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
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