表面処理用ノズル装置
【課題】 ワーク表面に均一な濃度で処理ガスを吹き付けることができる表面処理用ノズル装置を提供する。
【解決手段】
ノズル装置のガス通路は、処理ガスが供給されるガス供給口と、上記ガス供給口からの処理ガスを分け、一直線上に間隔をおいて水平に並んだ多数の分岐下流端１２ｂへと送る通路分岐部と、これら分岐下流端１２ｂの配列方向と平行をなして直線的に連続して延びる合流部８０と、流れ方向変更部９０と、吹出スリット６１とを有している。流れ方向変更部９０は、多数の分岐下流端１２ｂから合流部８０へ送られてきた処理ガスを、下向きに送る第１通路部分９１と、上向きに送る第２通路部分９２と、下向きに送る第３通路部分９３とを有し、この第３通路部分９３からの処理ガスが吹出スリット６１からワークＷに向かって下向きに吹き付けられる。
【解決手段】
ノズル装置のガス通路は、処理ガスが供給されるガス供給口と、上記ガス供給口からの処理ガスを分け、一直線上に間隔をおいて水平に並んだ多数の分岐下流端１２ｂへと送る通路分岐部と、これら分岐下流端１２ｂの配列方向と平行をなして直線的に連続して延びる合流部８０と、流れ方向変更部９０と、吹出スリット６１とを有している。流れ方向変更部９０は、多数の分岐下流端１２ｂから合流部８０へ送られてきた処理ガスを、下向きに送る第１通路部分９１と、上向きに送る第２通路部分９２と、下向きに送る第３通路部分９３とを有し、この第３通路部分９３からの処理ガスが吹出スリット６１からワークＷに向かって下向きに吹き付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに処理ガスを吹き付けて表面処理するためのノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プラズマ表面処理のためのノズル装置が開示されている。このノズル装置内のガス通路は、上から下に向かってすなわち上流から下流に向かって順に、ガス供給口と通路分岐部と合流部と吹出スリットを備えている。
ガス供給口に供給された処理ガスは、垂直平面上に形成された通路分岐部において複数段階にわたって分岐され、多数の分岐下流端から同じ垂直平面上に配置された合流部、吹出スリットへと送られて、ワークに吹き付けられる。
【０００３】
上記通路分岐部の多数の分岐下流端は、ワークの搬送方向と直交する方向に延びる水平な直線上に等ピッチをなして配列されている。上記合流部および吹出スリットは、上記多数の分岐下流端の配列方向と平行をなして直線的に連続して延びている。
【０００４】
上記多数の分岐下流端から上記合流部へ送られてきた処理ガス濃度は、各分岐下流端の近傍で高く、分岐下流端から離れた位置（分岐下流端間の中央位置）では低くなっている。すなわち、分岐下流端のピッチに対応した処理ガスの濃度分布ができている。この処理ガス濃度の差は上記合流部を流れていく過程で小さくなるものの、吹出スリットから吹き出される段階でも残ってしまう。
【０００５】
特許文献１のノズル装置では、合流部の途中に障害部を配置して処理ガス濃度分布の均一化を図っている。詳述すると、処理ガスはこの障害部で流れを遮られ、この障害部に隣接する流通断面積が小さい絞り部を通過し、再び流通断面積が大きい通路部分において広がる。この過程で処理ガス濃度の差を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４５４０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のノズル装置では、通路分岐部と合流部と吹出スリットが垂直平面上に配置され、処理ガスが上から下へと方向を変えることなく流れるため、処理ガス濃度の均一化が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、処理ガスを吹き付けることによりワークを表面処理するノズル装置において、装置本体の内部に形成されたガス通路が、上流から下流に向かって順に、
ア．処理ガスが供給されるガス供給口と、
イ．上記ガス供給口からの処理ガスを分け、第１座標軸に沿って一直線上に間隔をおいて並んだ多数の分岐下流端へと送る通路分岐部と、
ウ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、上記通路分岐部の多数の分岐下流端からの処理ガスを第１座標軸と直交する方向に流すとともに、この流れ方向を複数回反転させる流れ方向変更部と、
エ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、流れ方向変更部からの処理ガスを第１座標軸と直交する第２座標軸に沿って吹き出す吹出スリットと、
を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、流れ方向変更部で処理ガスの流れを複数回反転させることにより、多数の分岐下流端からの不均一な濃度の処理ガスを、効率よく良好に均一化することができ、その結果、吹出スリットから吹き出す均一濃度の処理ガスによってワークをむらなく表面処理することができる。
【０００９】
好ましくは、上記通路分岐部が上記第１、第２座標軸に沿う平面上に形成され、上記分岐下流端から上記第２座標軸に沿って処理ガスが送り出され、
上記流れ方向変更部が、
上記分岐下流端からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記吹出スリットからのガス吹出方向と同方向に流す第１通路部分と、
上記第１通路部分からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記ガス吹出方向と反対方向に流す第２通路部分と、
上記第２通路部分からの処理ガスを上記第１通路部分と同方向に流して上記吹出スリットへ送る第３通路部分と、
を有する。
上記構成によれば、処理ガスが、通路分岐部が配置される平面と平行に、流れ方向変更部の第１〜第３通路部分を流れ、吹出スリットから吹き出されるので、装置本体を小型化することができる。
【００１０】
好ましくは、上記第１座標軸が水平座標軸であり、上記第２座標軸が垂直座標軸であり、上記通路分岐部が配置される平面が垂直をなし、上記ガス供給口、通路分岐部、流れ方向変更部、吹出スリットが上から下に向かって順に設けられ、上記ガス吹出方向が下向きであり、上記流れ方向変更部の上記第１通路部分が処理ガスを下向きに送り、上記第２通路部分が処理ガスを上向きに送り、上記第３通路部分が処理ガスを下向きに送る。
上記構成によれば、第１、第２通路部分がＵ字トラップの作用をなし、第２通路部分から溢れ出た反応成分が第３通路部分に達して下方へ向かうため、特に処理ガス中の反応成分が空気より重く、流れが緩やかな場合において、濃度均一化の効果をより一層高めることができる。
【００１１】
好ましくは、上記第３通路部分と上記吹出スリットとの間に、上記第１座標軸に沿って連続して延びるとともに、第３通路部分からの処理ガスを第１、第２座標軸と直交する第３座標軸に沿って流す連絡通路部分が形成されている。
上記構成によれば、流れ方向変更部において、さらに処理ガスの直角の流れ方向変更を２回付加することにより、処理ガスの均一化をより一層促進することができる。
【００１２】
好ましくは、上記通路分岐部と上記流れ方向変更部との間に第１座標軸に沿って連続して延びる合流部を有し、この合流部の流通断面積が上記通路分岐部の多数の分岐下流端の合計流通断面積より大きく、上記流れ方向変更部の流通断面積が上記合流部の流通断面積より小さい。
上記構成によれば、合流部の追加により、処理ガスの流通断面積を増大させてから減少させることができるので、処理ガスの均一化をさらに促進することができる。
【００１３】
上記装置本体は、互いに連結される第１、第２のボデイ半体を有し、これらボデイ半体は上記第１座標軸と直交する水平な第３座標軸方向に対向するとともに第１座標軸と直交する対向面をそれぞれ有し、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は互いに接合する領域を有し、この接合領域において第１ボデイ半体の対向面に溝を形成することにより、上記通路分岐部が構成され、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は、上記通路分岐部の下方において互いに離れた離間領域を有し、
上記離間領域において、第１座標軸に沿って連続して延びる第１、第２の障害部が上下に離れて配置され、上側の第１障害部には下方に向かって突出する第１リブが形成され、下側の第２障害部には上方に向かって突出する第２リブが形成され、
上記第１障害部の上面と上記第１、第２のボデイ半体の対向面により上記合流部が形成され、上記第１リブと上記第１、第２のボデイ半体のいずれか一方の対向面との間に上記第１通路部分が形成され、上記第１リブと第２リブとの間に上記第２通路部分が形成され、上記第２リブと上記第１、第２のボデイ半体のうちの他方の対向面との間に上記第３通路部分が形成される。
上記構成によれば、合流部と流れ方向変更部を容易に得ることができる。
【００１４】
好ましくは、上記第１障害部は、上記一方のボデイ半体の対向面から他方のボデイ半体の対向面に向かって突出するとともに当該他方のボデイ半体の対向面と離間し、上記第２障害部は、上記他方のボデイ半体の対向面から上記一方のボデイ半体に向かって突出すると共に当該一方のボデイ半体の対向面と離間している。
上記構成によれば、各障害部とボデイ半体の対向面との間が離間して第１座標軸に沿う連続した流路を確保できるため、処理ガスの濃度均一化の支障にならない。
【００１５】
好ましくは、上記第１ボデイ半体は、上記対向面を有する板と、この板の対向面に上下に離間して固定された上記第１座標軸方向に延びる２本の長尺部材とを有し、上側の長尺部材が上記第１障害部と上記第１リブを有し、下側の長尺部材が上記第２障害部と上記第２リブを有し、上記第１障害部は第２ボデイ半体の対向面に当たり、上記第１通路部分に連なる多数の穴またはスリットからなる垂直な連絡通路部分を有する。
これによれば、第１ボデイ半体側に第１、第２障害部と第１、第２リブを設けるため、組み付け作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、処理ガスを吹出スリットから均一に吹き出すことができるため、むらなく表面処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るノズル装置を含む表面処理システムを、ワーク搬送方向に沿って切断した縦断面図である。
【図２】同ノズル装置の構成要素（第２板を除く）を分解して図１のII方向から見た正面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿うノズル装置の平断面図である。
【図４】同ノズル装置の要部を示す拡大縦断面図である。
【図５】同ノズル装置のガス通路の要部をさらに拡大して示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係わるノズル装置の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係わるノズル装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態を、図１〜図５を参照しながら説明する。図１〜図３において、互いに直交する水平なＸ座標軸（第３座標軸）およびＹ座標軸（第１座標軸）と、垂直なＺ座標軸（第２座標軸）を示す。以下、これら３つの座標軸を参照しながら説明する。
【００１９】
図１にはワークＷを表面処理するための表面処理システムが示されている。
上記ワークＷは、例えば矩形をなすフラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体ウェハ等であるが、これに限定されるものではない。表面処理としては、エッチング、成膜、洗浄、撥水化、親水化等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
上記表面処理システムは、搬送装置１と処理ガス源２とノズル装置３と図示しない吸引手段とを備えている。
上記搬送装置１はコンベア等からなり、ワークＷを載せて水平に維持したままＸ座標軸に沿って、例えば図１中Ａ方向に一定速度で搬送する。
【００２１】
処理ガス源２の処理ガスは、上記表面処理に応じた反応ガス成分を有しており、例えば、シリコンのエッチングの場合、フッ素系反応成分及び酸化性反応成分を含む。フッ素系反応成分としてＨＦ等が挙げられる。酸化性反応成分としてＯ３等が挙げられる。
ＨＦは、Ａｒガス（Ｈｅ，Ｎｅ、Ｋｒでもよい）にＨ２ＯとＣＦ４等のフッ素系原料ガスを添加した混合ガスを、対をなす電極間のプラズマ放電に晒すことにより、生成される。上記原料ガスとしてＣＨ４の代りにＣ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等の他のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）を用いても良いし、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いてもよいし、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２、Ｆ２等を用いてもよい。
Ｏ３は、Ｏ２と微量のＮ２を用いて、オゾナイザーにより生成される。
【００２２】
本実施形態のエッチング用の処理ガスは、反応成分ＨＦ、Ｏ３の他にアルゴンガス、原料ガスと酸素ガスが含まれている。反応成分Ｏ３は空気より重い。また、反応成分ＨＦは単体では空気より軽いが、通常二量体またはそれ以上の多量体となっているので、空気より重い。
【００２３】
上記ノズル装置３は、搬送装置１の上方に配置されており、処理ガス源２からの処理ガスを搬送中のワークＷに向けて吹き付けるようになっている。ノズル装置３の上側及び周囲は、図示しないフードによって覆われている。フードとノズル装置３との間の空間は、上記吸引手段に連なっている。
【００２４】
次にノズル装置３の構成について詳述する。ノズル装置３は、内部にガス通路４が形成された装置本体５を有している。
上記装置本体５は、Ｙ座標軸に沿って直線的に延びる複数の構成要素を組み付けることにより構成されている。これら構成要素は、垂直をなしてＹ座標軸に沿って延びるとともに互いにＸ座標軸方向に対向する第１、第２の板１０，２０と、Ｙ座標軸に沿って延びる第１、第２、第３の長尺部材３０，４０，５０と、さらにその下方に配置され水平をなしてＹ座標軸に沿って延びる端板６０を含む。
【００２５】
上記構成要素１０〜６０は、処理ガスに対する耐性を有するのが好ましく、処理ガスがフッ化水素等のフッ素系反応成分を含む場合、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂やアルミナ等のセラミックス等を用いるのが好ましい。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態では、互いに鏡面形状を有する２枚の第１板１０が、その長手方向に２枚連ねられている。第１板１０はノズル装置３の全長の半分の長さを有している。第２板２０および第１、第２の長尺部材３０，４０、端板６０は、１つずつ用いられ、第１板１０の倍の長さを有している。第３長尺部材５０は、第１、第２の長尺部材３０，４０より若干短い。
【００２７】
図１、図２に示すように、第１板１０の上面にはガス通路４の上流端となるガス供給口１１が形成されており、このガス供給口１１には、処理ガス源２に連なる供給ヘッダ（図示しない）がねじ付けられている。
【００２８】
図１に示すように、第１、第２の板１０、２０は互いに対向する垂直な対向面１０ａ，２０ａを有している。
図２に示すように、第１板１０の対向面１０ａには、ツリー溝１２が形成されるとともに、その下縁部に沿って連続して延びる収容溝１３が形成されている。
【００２９】
上記ツリー溝１２の上流端１２ａ（上端）は、厚み方向に水平に延びる短い連通路１４を介して上記ガス供給口１１に連なっている。
上記ツリー溝１２は、下方に向かって複数段（本実施形態では４段）に分岐して、ツリー状をなしている。ツリー溝１２の各段の対をなす分岐溝部は、逆方向に延びる水平部とこの水平部の先端から下方に延びる垂直部とを有している。その結果、ツリー溝１２は多数（本実施形態では１６個）の分岐下流端１２ｂを有しており、これら分岐下流端１２ｂは最終段の分岐溝部の垂直部に連なっている。
【００３０】
上記ツリー溝１２は、均一深さを有し、図１に示すように搬送方向Ａ（座標軸Ｘ）と直交する垂直面Ｐ上に配置されている。
上記ツリー溝１２の分岐下流端１２ｂは、Ｙ座標軸に沿う直線上に、等間隔で配置されている。
【００３１】
図２に示すように、上記収容溝１３は、その下側が開放されているが、その長手方向の端１３ａは第１板１０の端にまで達せず塞がれている。
上記第１板１０の上記対向面１０ａには、さらに吸引溝１５が形成されている。この吸引溝１５は、上記ツリー溝１２の上側および両側を囲うようにして連続して形成されている。吸引溝１５は、第１板１０に形成された連通路１５ａを介して吸引手段に連なっている。
【００３２】
上記第２板２０の正面形状は、連ねられた２枚の第１板１０とほぼ同じである。図１に示すように、第１、第２の板１０，２０は、大部分の領域（接合領域）で互いの対向面１０ａ，２０ａが接しており多数のねじにより連結されている。これらねじは図示しないが、これらねじが螺合する多数のねじ穴１６を、図２に示す。
【００３３】
第２板２０の対向面２０ａが上記ツリー溝１２を覆うことにより、ガス通路４の一部となる通路分岐部が構成される。以下、通路分岐部についてはツリー溝と同じ符号「１２」を用いる。第２板２０の対向面２０ａは、第１板２０の収容溝１３、吸引溝１５をも覆う。
上記収容溝１３の形成領域（離間領域）では、収容溝１３の底面（第１板１０の対向面１０ａ）と第２板２０の対向面２０ａは互いに離間している。
【００３４】
上記第１板１０は上記第１長尺部材３０を介して端板６０に固定されている。具体的には、図２〜図４に示すように、長い垂直ねじ７１が、第１板１０に形成された垂直貫通穴１８と第１長尺部材３０に形成された垂直貫通穴３８を貫通し、その下端部が端板６０に形成されたねじ穴６８にねじ込まれている。
【００３５】
同様に、上記第２板２０は第２長尺部材４０を介して端板６０に固定されている。具体的には、図３、図４に示すように、長い垂直ねじ７２が、第２板２０に形成された垂直貫通穴２８と第２長尺部材４０に形成された垂直貫通穴４８を貫通し、その下端部が端板６０に形成されたねじ穴６９にねじ込まれている。
【００３６】
図１、図３、図４に示すように、上記第１長尺部材３０と第２長尺部材４０は、互いに対向する対向面３０ａ，４０ａを有している。これら対向面３０ａ，４０ａは両端部（接合領域）が凹凸をなしており、これら凹凸が嵌まり合うようにして接合され、この接合状態で長尺部材３０，４０がねじ７３により連結されている。対向面３０ａ，４０ａの中間の大部分の領域（離間領域）は互いに離間している。
【００３７】
図４に示すように、上記第３長尺部材５０は、第２板２０の下縁部においてねじ７４で固定され、第１板１０の収容溝１３に収容されている。
【００３８】
図１に示すように、上記第１板１０と第１長尺部材３０により、特許請求の範囲で定義された第１ボデイ半体６が構成されており、上記第２板２０と第２、第３長尺部材４０，５０により、第２ボデイ半体７が構成されている。
【００３９】
上記第１長尺部材３０は、対向面３０ａの離間領域においてその中間高さから第２長尺部材４０に向けて突出する障害部３１（第２障害部）と、この障害部３１の先端から上方に向けて突出する垂直なリブ３２（第２リブ）とを有している。
【００４０】
上記第３長尺部材５０は、上記第１長尺部材３０の障害部３１およびリブ３２と同一長さを有しており、その全長にわたって、第２板２０の対向面２０ａから第１板１０に向かって突出した障害部５１（第１障害部）と、この障害部５１の先端から下方に垂直に延びるリブ５２（第１リブ）とを有している。
【００４１】
上記リブ５２は、第１長尺部材３０の対向面３０ａとリブ３２との間に入り込んでいる。また、リブ３２は、第２長尺部材４０の対向面４０ａとリブ５２との間に入り込んでいる。
【００４２】
さらに上記ガス通路４は、図１に示すように、上記通路分岐部１２の下流側において、分岐下流端１２ｂの配列方向と平行をなすガス通路４の合流部８０と、流れ方向変更部９０を有している。
【００４３】
図４に最も良く示すように、上記合流部８０は、第３長尺部材５０の障害部５１の上面と、収容溝１３の上面と底面（第１板１０の対向面１０ａ）と第２板２０の対向面２０ａにより画成される。この合流部８０は、上記通路分岐部１２と深さ（Ｘ座標軸方向の寸法）が等しいものの、Ｙ座標軸に沿って連続して延びているため、この通路分岐部１２の多数の分岐下流端１２ｂの合計流通断面積より大きい。
【００４４】
上記流れ方向変更部９０は、Ｙ座標軸に沿って直線的に連続して延びており、合流部８０と同一長さを有している。但し、流れ方向変更部９０のＸ座標軸方向の寸法は、合流部８０より小さく、そのため流通断面積も小さい。
図３〜図５に示すように、流れ方向変更部９０は、３つの垂直通路部分９１〜９３（第１〜第３通路部分）を有している。
【００４５】
上記垂直通路部分９１は、第１板１０および第１長尺部材３０の対向面１０ａ，３０ａと、第３長尺部材５０の障害部５１の先端面およびリブ５２の間に形成され、その上端（上流端）が上記合流部８０に連なっている。
【００４６】
上記垂直通路部分９２は、第１長尺部材３０のリブ３２と第３長尺部材５０のリブ５２との間に形成され、その下端（上流端）が短い水平の連絡通路部分９５を介して上記垂直通路部分９１の下端（下流端）に連なっている。
【００４７】
上記垂直通路部分９３は、第１長尺部材３０の障害部３１の先端面およびリブ３２と第２長尺部材４０の対向面４０ａとの間に形成されており、その上端（上流端）が短い水平の連絡通路部分９６を介して上記垂直通路部分９２の上端（下流端）に連なっている。
【００４８】
流れ方向変更部９０はさらに、第１長尺部材３０の障害部３１の下面と端板６０の上面との間に形成された水平の連絡通路部分９７を有している。この連絡通路部分９７は、垂直通路部分９３の下端（下流端）に連なっている。
【００４９】
ガス通路４はさらに、端板６０に形成された吹出スリット６１を有している。この吹出スリット６１は垂直をなし、下方に垂直に処理ガスを吹き出すようになっている。
吹出スリット６１は、上記流れ方向変更部９０と同じ長さにわたってＹ座標軸に沿って直線的に連続して延びており、その長さは、ワークＷのＹ座標軸に沿う寸法とほぼ同じか若干大きい。
上記吹出スリット６１の上端部６１ａ（上流端部）は、他の部位より流通断面積が小さく、上記流れ方向変更部９０の連絡通路部分９７の中途部に連なっている。
【００５０】
図１に戻って説明すると、上記ガス通路４において、通路分岐部１２が配置された垂直平面Ｐに対して流れ方向変更部の垂直通路部分９１はＸ座標方向の左側（一方側）に配置され、垂直通路部分９３は右側（他方側）に配置され、吹出スリット６１は垂直通路部分９１，９３の間、例えば上記垂直平面Ｐ上に配置されている。
【００５１】
上記構成をなす表面処理システムによってワークＷを表面処理する方法を説明する。この表面処理は大気圧近傍の環境で行われる。具体的には、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲、好ましくは１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａの範囲、より好ましくは９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａの範囲である。
【００５２】
処理ガス源２からの処理ガスがノズル装置３の供給ポート１１に供給される。処理ガスは、通路分岐部１２において分岐されてＹ座標軸に沿って広がり、多数の分岐下流端１２ｂに至り、この分岐下流端１２ｂから垂直に下方に向かって、すなわち合流部８０に向かって送られる。
【００５３】
上述のように分岐下流端１２ｂから合流部８０へと吐出された処理ガスは、分岐下流端１２ｂ近傍において最も濃度が高く、隣り合う分岐下流端１２ｂの中間位置で最も濃度が低い。
【００５４】
上記分岐下流端１２ｂからの処理ガスは、流通断面積の大きな合流部８０において広がり、第３長尺部材５０の障害部５１の抵抗を受けながら流れ方向変更部９０に入る過程で、濃度差が小さくなる。
【００５５】
さらに流れ方向変更部９０における処理ガスの流れは、図５に示すように、垂直通路部分９１での下向きが、反転して垂直通路部分９２で上向きになり、さらに反転して垂直通路部分９３で下向きになり、２回（複数回）にわたって方向を反転される。このように、処理ガスの流れは反転の度に大きな抵抗を受けるため、処理ガスの濃度が均一化する。
【００５６】
本実施形態では、垂直通路部分９３から下向きに送られた処理ガスが、さらに連絡通路部分９７との交差部で直角に流れを変えて水平に流れ、さらに吹出スリット６１で直角に流れを変えて下向きとなるので、より一層処理ガス濃度の均一化を促進できる。
特に本実施形態のように処理ガスの反応成分が空気より重く、吹き出し流速が例えば０．１〜０．２ｍ／ｓｅｃと低い場合には、垂直通路部分９１，９２がＵ字トラップとして働き、このＵ字トラップから溢れた反応成分が垂直通路部分９３から溢れ出て下向きに流れるため、より一層の濃度均一化を図ることができる。
【００５７】
ワークＷはＸ座標軸に沿って一定速度で搬送され、上記のようにＹ座標軸に沿って延びるスリット６１から均一濃度の処理ガスが供給されるので、ワークＷの処理予定部の全領域にわたって、むらなく均等な表面処理を行うことができる。
【００５８】
なお、上記処理ガスの供給と同時期に、吸引手段を駆動する。これにより、ノズル装置３とワークＷとの間の処理済みのガスや雰囲気ガスが、ノズル装置３とフードとの間を経て吸い込まれる。また、処理ガスが通路分岐部１２を通過する過程で板１０，２０間を伝わって漏れた場合にも、吸引溝１５で捕捉されて吸引される。吸引されたガスは、除害処理を施された後に排気される。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図６に示す第２実施形態では、第１板１０と第２板２０がねじ７１，７２により直接端板６０に固定されている。
第１板１０の収容溝１３の底面（第１板１０の離間領域のおける対向面１０ａ）には、２つの長尺部材１３０，１５０がねじ７８，７９で固定されている。長尺部材１３０は、第１実施形態の長尺部材３０と同様に第２板２０に向かって突出する障害部１３１（第２障害部）と、この障害部１３２の先端から上方に垂直に突出するリブ１３２（第２リブ）とを有している。長尺部材１５０は、第２板２０の対向面２０ａに当たるまで突出する障害部１５１（第１障害部）と、この障害部１５１の中途部から下方に垂直に突出するリブ１５２（第１リブ）とを有している。
【００６１】
上記第２実施形態でも、第１実施形態と同様の通路変更部９０が形成される。
上記長尺部材１５０には、合流部８０と上記通路変更部９０の垂直通路部分９１を連ねる連絡通路１５５が形成されている。この連絡通路１５５は、通路分岐部１２の分岐下流端１２ｂより小さなピッチでＹ座標軸（紙面と直交する座標軸）に沿って配列された垂直穴か、同方向に連続する垂直スリットからなる。
【００６２】
第２実施形態では、長尺部材１３０，１５０が共に第１板１０に固定されてボデイ半体６を構成するため、組立作業が容易である。
【００６３】
図７に示す第３実施形態では、ボデイ半体６’、７’がそれぞれ１つの板１０’、２０’からなる点を除いて、第１実施形態と同様である。障害部３１、リブ３２は第１板１０’と一体をなして形成されている。障害部５１、リブ５２は第２板２０’と一体をなして形成されている。このように構成要素を少なくすることにより、構成要素間の処理ガスの漏れを少なくすることができる。
【００６４】
本発明は上記実施形態に制約されず種々の態様が可能である。例えば、ノズル装置３は、１枚の第１板１０を用いてもよい。この場合、第１板１０と第２板２０とは同じ長さになる。
複数のノズル装置３をワーク搬送方向に間隔をおいて２つ配置してもよい。この場合、端板６０は共通であってもよい。
吹出スリットは流れ方向変更部の第３通路部分の延長上にあってもよい。
端板６０の代わりとして、異なる形状のノズルを設けてもよい。端板６０の下端にさらに吹出スリットを有するノズルを設けてもよい。ノズルとしては、柱状部材が挙げられる。ワーク搬送方向に沿って切断した柱状部材の縦断面形状としては、直方体や先端の尖った三角形が好ましい。ノズルは、メンテナンスや処理の種類に応じて交換できるよう、ネジ止めや嵌合などの着脱機能を備えるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、例えばフラットパネルディスプレイや半導体ウェハの製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
３ ノズル装置
４ ガス通路
５ 装置本体
６、６’ 第１ボデイ半体
７、７’ 第２ボデイ半体
１１ ガス供給口
１２ 分岐通路部
１２ｂ 分岐下流端
３１，１３１ 障害部（第２障害部）
３２，１３２ リブ（第２リブ）
５１，１５１ 障害部（第１障害部）
５２，１５２ リブ（第１リブ）
６１ 吹出スリット
８０ 合流部
９０ 流れ方向変更部
９１〜９３ 垂直通路部分（第１〜第３通路部分）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに処理ガスを吹き付けて表面処理するためのノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プラズマ表面処理のためのノズル装置が開示されている。このノズル装置内のガス通路は、上から下に向かってすなわち上流から下流に向かって順に、ガス供給口と通路分岐部と合流部と吹出スリットを備えている。
ガス供給口に供給された処理ガスは、垂直平面上に形成された通路分岐部において複数段階にわたって分岐され、多数の分岐下流端から同じ垂直平面上に配置された合流部、吹出スリットへと送られて、ワークに吹き付けられる。
【０００３】
上記通路分岐部の多数の分岐下流端は、ワークの搬送方向と直交する方向に延びる水平な直線上に等ピッチをなして配列されている。上記合流部および吹出スリットは、上記多数の分岐下流端の配列方向と平行をなして直線的に連続して延びている。
【０００４】
上記多数の分岐下流端から上記合流部へ送られてきた処理ガス濃度は、各分岐下流端の近傍で高く、分岐下流端から離れた位置（分岐下流端間の中央位置）では低くなっている。すなわち、分岐下流端のピッチに対応した処理ガスの濃度分布ができている。この処理ガス濃度の差は上記合流部を流れていく過程で小さくなるものの、吹出スリットから吹き出される段階でも残ってしまう。
【０００５】
特許文献１のノズル装置では、合流部の途中に障害部を配置して処理ガス濃度分布の均一化を図っている。詳述すると、処理ガスはこの障害部で流れを遮られ、この障害部に隣接する流通断面積が小さい絞り部を通過し、再び流通断面積が大きい通路部分において広がる。この過程で処理ガス濃度の差を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４５４０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のノズル装置では、通路分岐部と合流部と吹出スリットが垂直平面上に配置され、処理ガスが上から下へと方向を変えることなく流れるため、処理ガス濃度の均一化が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、処理ガスを吹き付けることによりワークを表面処理するノズル装置において、装置本体の内部に形成されたガス通路が、上流から下流に向かって順に、
ア．処理ガスが供給されるガス供給口と、
イ．上記ガス供給口からの処理ガスを分け、第１座標軸に沿って一直線上に間隔をおいて並んだ多数の分岐下流端へと送る通路分岐部と、
ウ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、上記通路分岐部の多数の分岐下流端からの処理ガスを第１座標軸と直交する方向に流すとともに、この流れ方向を複数回反転させる流れ方向変更部と、
エ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、流れ方向変更部からの処理ガスを第１座標軸と直交する第２座標軸に沿って吹き出す吹出スリットと、
を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、流れ方向変更部で処理ガスの流れを複数回反転させることにより、多数の分岐下流端からの不均一な濃度の処理ガスを、効率よく良好に均一化することができ、その結果、吹出スリットから吹き出す均一濃度の処理ガスによってワークをむらなく表面処理することができる。
【０００９】
好ましくは、上記通路分岐部が上記第１、第２座標軸に沿う平面上に形成され、上記分岐下流端から上記第２座標軸に沿って処理ガスが送り出され、
上記流れ方向変更部が、
上記分岐下流端からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記吹出スリットからのガス吹出方向と同方向に流す第１通路部分と、
上記第１通路部分からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記ガス吹出方向と反対方向に流す第２通路部分と、
上記第２通路部分からの処理ガスを上記第１通路部分と同方向に流して上記吹出スリットへ送る第３通路部分と、
を有する。
上記構成によれば、処理ガスが、通路分岐部が配置される平面と平行に、流れ方向変更部の第１〜第３通路部分を流れ、吹出スリットから吹き出されるので、装置本体を小型化することができる。
【００１０】
好ましくは、上記第１座標軸が水平座標軸であり、上記第２座標軸が垂直座標軸であり、上記通路分岐部が配置される平面が垂直をなし、上記ガス供給口、通路分岐部、流れ方向変更部、吹出スリットが上から下に向かって順に設けられ、上記ガス吹出方向が下向きであり、上記流れ方向変更部の上記第１通路部分が処理ガスを下向きに送り、上記第２通路部分が処理ガスを上向きに送り、上記第３通路部分が処理ガスを下向きに送る。
上記構成によれば、第１、第２通路部分がＵ字トラップの作用をなし、第２通路部分から溢れ出た反応成分が第３通路部分に達して下方へ向かうため、特に処理ガス中の反応成分が空気より重く、流れが緩やかな場合において、濃度均一化の効果をより一層高めることができる。
【００１１】
好ましくは、上記第３通路部分と上記吹出スリットとの間に、上記第１座標軸に沿って連続して延びるとともに、第３通路部分からの処理ガスを第１、第２座標軸と直交する第３座標軸に沿って流す連絡通路部分が形成されている。
上記構成によれば、流れ方向変更部において、さらに処理ガスの直角の流れ方向変更を２回付加することにより、処理ガスの均一化をより一層促進することができる。
【００１２】
好ましくは、上記通路分岐部と上記流れ方向変更部との間に第１座標軸に沿って連続して延びる合流部を有し、この合流部の流通断面積が上記通路分岐部の多数の分岐下流端の合計流通断面積より大きく、上記流れ方向変更部の流通断面積が上記合流部の流通断面積より小さい。
上記構成によれば、合流部の追加により、処理ガスの流通断面積を増大させてから減少させることができるので、処理ガスの均一化をさらに促進することができる。
【００１３】
上記装置本体は、互いに連結される第１、第２のボデイ半体を有し、これらボデイ半体は上記第１座標軸と直交する水平な第３座標軸方向に対向するとともに第１座標軸と直交する対向面をそれぞれ有し、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は互いに接合する領域を有し、この接合領域において第１ボデイ半体の対向面に溝を形成することにより、上記通路分岐部が構成され、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は、上記通路分岐部の下方において互いに離れた離間領域を有し、
上記離間領域において、第１座標軸に沿って連続して延びる第１、第２の障害部が上下に離れて配置され、上側の第１障害部には下方に向かって突出する第１リブが形成され、下側の第２障害部には上方に向かって突出する第２リブが形成され、
上記第１障害部の上面と上記第１、第２のボデイ半体の対向面により上記合流部が形成され、上記第１リブと上記第１、第２のボデイ半体のいずれか一方の対向面との間に上記第１通路部分が形成され、上記第１リブと第２リブとの間に上記第２通路部分が形成され、上記第２リブと上記第１、第２のボデイ半体のうちの他方の対向面との間に上記第３通路部分が形成される。
上記構成によれば、合流部と流れ方向変更部を容易に得ることができる。
【００１４】
好ましくは、上記第１障害部は、上記一方のボデイ半体の対向面から他方のボデイ半体の対向面に向かって突出するとともに当該他方のボデイ半体の対向面と離間し、上記第２障害部は、上記他方のボデイ半体の対向面から上記一方のボデイ半体に向かって突出すると共に当該一方のボデイ半体の対向面と離間している。
上記構成によれば、各障害部とボデイ半体の対向面との間が離間して第１座標軸に沿う連続した流路を確保できるため、処理ガスの濃度均一化の支障にならない。
【００１５】
好ましくは、上記第１ボデイ半体は、上記対向面を有する板と、この板の対向面に上下に離間して固定された上記第１座標軸方向に延びる２本の長尺部材とを有し、上側の長尺部材が上記第１障害部と上記第１リブを有し、下側の長尺部材が上記第２障害部と上記第２リブを有し、上記第１障害部は第２ボデイ半体の対向面に当たり、上記第１通路部分に連なる多数の穴またはスリットからなる垂直な連絡通路部分を有する。
これによれば、第１ボデイ半体側に第１、第２障害部と第１、第２リブを設けるため、組み付け作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、処理ガスを吹出スリットから均一に吹き出すことができるため、むらなく表面処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るノズル装置を含む表面処理システムを、ワーク搬送方向に沿って切断した縦断面図である。
【図２】同ノズル装置の構成要素（第２板を除く）を分解して図１のII方向から見た正面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿うノズル装置の平断面図である。
【図４】同ノズル装置の要部を示す拡大縦断面図である。
【図５】同ノズル装置のガス通路の要部をさらに拡大して示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係わるノズル装置の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係わるノズル装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態を、図１〜図５を参照しながら説明する。図１〜図３において、互いに直交する水平なＸ座標軸（第３座標軸）およびＹ座標軸（第１座標軸）と、垂直なＺ座標軸（第２座標軸）を示す。以下、これら３つの座標軸を参照しながら説明する。
【００１９】
図１にはワークＷを表面処理するための表面処理システムが示されている。
上記ワークＷは、例えば矩形をなすフラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体ウェハ等であるが、これに限定されるものではない。表面処理としては、エッチング、成膜、洗浄、撥水化、親水化等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
上記表面処理システムは、搬送装置１と処理ガス源２とノズル装置３と図示しない吸引手段とを備えている。
上記搬送装置１はコンベア等からなり、ワークＷを載せて水平に維持したままＸ座標軸に沿って、例えば図１中Ａ方向に一定速度で搬送する。
【００２１】
処理ガス源２の処理ガスは、上記表面処理に応じた反応ガス成分を有しており、例えば、シリコンのエッチングの場合、フッ素系反応成分及び酸化性反応成分を含む。フッ素系反応成分としてＨＦ等が挙げられる。酸化性反応成分としてＯ３等が挙げられる。
ＨＦは、Ａｒガス（Ｈｅ，Ｎｅ、Ｋｒでもよい）にＨ２ＯとＣＦ４等のフッ素系原料ガスを添加した混合ガスを、対をなす電極間のプラズマ放電に晒すことにより、生成される。上記原料ガスとしてＣＨ４の代りにＣ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等の他のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）を用いても良いし、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いてもよいし、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２、Ｆ２等を用いてもよい。
Ｏ３は、Ｏ２と微量のＮ２を用いて、オゾナイザーにより生成される。
【００２２】
本実施形態のエッチング用の処理ガスは、反応成分ＨＦ、Ｏ３の他にアルゴンガス、原料ガスと酸素ガスが含まれている。反応成分Ｏ３は空気より重い。また、反応成分ＨＦは単体では空気より軽いが、通常二量体またはそれ以上の多量体となっているので、空気より重い。
【００２３】
上記ノズル装置３は、搬送装置１の上方に配置されており、処理ガス源２からの処理ガスを搬送中のワークＷに向けて吹き付けるようになっている。ノズル装置３の上側及び周囲は、図示しないフードによって覆われている。フードとノズル装置３との間の空間は、上記吸引手段に連なっている。
【００２４】
次にノズル装置３の構成について詳述する。ノズル装置３は、内部にガス通路４が形成された装置本体５を有している。
上記装置本体５は、Ｙ座標軸に沿って直線的に延びる複数の構成要素を組み付けることにより構成されている。これら構成要素は、垂直をなしてＹ座標軸に沿って延びるとともに互いにＸ座標軸方向に対向する第１、第２の板１０，２０と、Ｙ座標軸に沿って延びる第１、第２、第３の長尺部材３０，４０，５０と、さらにその下方に配置され水平をなしてＹ座標軸に沿って延びる端板６０を含む。
【００２５】
上記構成要素１０〜６０は、処理ガスに対する耐性を有するのが好ましく、処理ガスがフッ化水素等のフッ素系反応成分を含む場合、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂やアルミナ等のセラミックス等を用いるのが好ましい。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態では、互いに鏡面形状を有する２枚の第１板１０が、その長手方向に２枚連ねられている。第１板１０はノズル装置３の全長の半分の長さを有している。第２板２０および第１、第２の長尺部材３０，４０、端板６０は、１つずつ用いられ、第１板１０の倍の長さを有している。第３長尺部材５０は、第１、第２の長尺部材３０，４０より若干短い。
【００２７】
図１、図２に示すように、第１板１０の上面にはガス通路４の上流端となるガス供給口１１が形成されており、このガス供給口１１には、処理ガス源２に連なる供給ヘッダ（図示しない）がねじ付けられている。
【００２８】
図１に示すように、第１、第２の板１０、２０は互いに対向する垂直な対向面１０ａ，２０ａを有している。
図２に示すように、第１板１０の対向面１０ａには、ツリー溝１２が形成されるとともに、その下縁部に沿って連続して延びる収容溝１３が形成されている。
【００２９】
上記ツリー溝１２の上流端１２ａ（上端）は、厚み方向に水平に延びる短い連通路１４を介して上記ガス供給口１１に連なっている。
上記ツリー溝１２は、下方に向かって複数段（本実施形態では４段）に分岐して、ツリー状をなしている。ツリー溝１２の各段の対をなす分岐溝部は、逆方向に延びる水平部とこの水平部の先端から下方に延びる垂直部とを有している。その結果、ツリー溝１２は多数（本実施形態では１６個）の分岐下流端１２ｂを有しており、これら分岐下流端１２ｂは最終段の分岐溝部の垂直部に連なっている。
【００３０】
上記ツリー溝１２は、均一深さを有し、図１に示すように搬送方向Ａ（座標軸Ｘ）と直交する垂直面Ｐ上に配置されている。
上記ツリー溝１２の分岐下流端１２ｂは、Ｙ座標軸に沿う直線上に、等間隔で配置されている。
【００３１】
図２に示すように、上記収容溝１３は、その下側が開放されているが、その長手方向の端１３ａは第１板１０の端にまで達せず塞がれている。
上記第１板１０の上記対向面１０ａには、さらに吸引溝１５が形成されている。この吸引溝１５は、上記ツリー溝１２の上側および両側を囲うようにして連続して形成されている。吸引溝１５は、第１板１０に形成された連通路１５ａを介して吸引手段に連なっている。
【００３２】
上記第２板２０の正面形状は、連ねられた２枚の第１板１０とほぼ同じである。図１に示すように、第１、第２の板１０，２０は、大部分の領域（接合領域）で互いの対向面１０ａ，２０ａが接しており多数のねじにより連結されている。これらねじは図示しないが、これらねじが螺合する多数のねじ穴１６を、図２に示す。
【００３３】
第２板２０の対向面２０ａが上記ツリー溝１２を覆うことにより、ガス通路４の一部となる通路分岐部が構成される。以下、通路分岐部についてはツリー溝と同じ符号「１２」を用いる。第２板２０の対向面２０ａは、第１板２０の収容溝１３、吸引溝１５をも覆う。
上記収容溝１３の形成領域（離間領域）では、収容溝１３の底面（第１板１０の対向面１０ａ）と第２板２０の対向面２０ａは互いに離間している。
【００３４】
上記第１板１０は上記第１長尺部材３０を介して端板６０に固定されている。具体的には、図２〜図４に示すように、長い垂直ねじ７１が、第１板１０に形成された垂直貫通穴１８と第１長尺部材３０に形成された垂直貫通穴３８を貫通し、その下端部が端板６０に形成されたねじ穴６８にねじ込まれている。
【００３５】
同様に、上記第２板２０は第２長尺部材４０を介して端板６０に固定されている。具体的には、図３、図４に示すように、長い垂直ねじ７２が、第２板２０に形成された垂直貫通穴２８と第２長尺部材４０に形成された垂直貫通穴４８を貫通し、その下端部が端板６０に形成されたねじ穴６９にねじ込まれている。
【００３６】
図１、図３、図４に示すように、上記第１長尺部材３０と第２長尺部材４０は、互いに対向する対向面３０ａ，４０ａを有している。これら対向面３０ａ，４０ａは両端部（接合領域）が凹凸をなしており、これら凹凸が嵌まり合うようにして接合され、この接合状態で長尺部材３０，４０がねじ７３により連結されている。対向面３０ａ，４０ａの中間の大部分の領域（離間領域）は互いに離間している。
【００３７】
図４に示すように、上記第３長尺部材５０は、第２板２０の下縁部においてねじ７４で固定され、第１板１０の収容溝１３に収容されている。
【００３８】
図１に示すように、上記第１板１０と第１長尺部材３０により、特許請求の範囲で定義された第１ボデイ半体６が構成されており、上記第２板２０と第２、第３長尺部材４０，５０により、第２ボデイ半体７が構成されている。
【００３９】
上記第１長尺部材３０は、対向面３０ａの離間領域においてその中間高さから第２長尺部材４０に向けて突出する障害部３１（第２障害部）と、この障害部３１の先端から上方に向けて突出する垂直なリブ３２（第２リブ）とを有している。
【００４０】
上記第３長尺部材５０は、上記第１長尺部材３０の障害部３１およびリブ３２と同一長さを有しており、その全長にわたって、第２板２０の対向面２０ａから第１板１０に向かって突出した障害部５１（第１障害部）と、この障害部５１の先端から下方に垂直に延びるリブ５２（第１リブ）とを有している。
【００４１】
上記リブ５２は、第１長尺部材３０の対向面３０ａとリブ３２との間に入り込んでいる。また、リブ３２は、第２長尺部材４０の対向面４０ａとリブ５２との間に入り込んでいる。
【００４２】
さらに上記ガス通路４は、図１に示すように、上記通路分岐部１２の下流側において、分岐下流端１２ｂの配列方向と平行をなすガス通路４の合流部８０と、流れ方向変更部９０を有している。
【００４３】
図４に最も良く示すように、上記合流部８０は、第３長尺部材５０の障害部５１の上面と、収容溝１３の上面と底面（第１板１０の対向面１０ａ）と第２板２０の対向面２０ａにより画成される。この合流部８０は、上記通路分岐部１２と深さ（Ｘ座標軸方向の寸法）が等しいものの、Ｙ座標軸に沿って連続して延びているため、この通路分岐部１２の多数の分岐下流端１２ｂの合計流通断面積より大きい。
【００４４】
上記流れ方向変更部９０は、Ｙ座標軸に沿って直線的に連続して延びており、合流部８０と同一長さを有している。但し、流れ方向変更部９０のＸ座標軸方向の寸法は、合流部８０より小さく、そのため流通断面積も小さい。
図３〜図５に示すように、流れ方向変更部９０は、３つの垂直通路部分９１〜９３（第１〜第３通路部分）を有している。
【００４５】
上記垂直通路部分９１は、第１板１０および第１長尺部材３０の対向面１０ａ，３０ａと、第３長尺部材５０の障害部５１の先端面およびリブ５２の間に形成され、その上端（上流端）が上記合流部８０に連なっている。
【００４６】
上記垂直通路部分９２は、第１長尺部材３０のリブ３２と第３長尺部材５０のリブ５２との間に形成され、その下端（上流端）が短い水平の連絡通路部分９５を介して上記垂直通路部分９１の下端（下流端）に連なっている。
【００４７】
上記垂直通路部分９３は、第１長尺部材３０の障害部３１の先端面およびリブ３２と第２長尺部材４０の対向面４０ａとの間に形成されており、その上端（上流端）が短い水平の連絡通路部分９６を介して上記垂直通路部分９２の上端（下流端）に連なっている。
【００４８】
流れ方向変更部９０はさらに、第１長尺部材３０の障害部３１の下面と端板６０の上面との間に形成された水平の連絡通路部分９７を有している。この連絡通路部分９７は、垂直通路部分９３の下端（下流端）に連なっている。
【００４９】
ガス通路４はさらに、端板６０に形成された吹出スリット６１を有している。この吹出スリット６１は垂直をなし、下方に垂直に処理ガスを吹き出すようになっている。
吹出スリット６１は、上記流れ方向変更部９０と同じ長さにわたってＹ座標軸に沿って直線的に連続して延びており、その長さは、ワークＷのＹ座標軸に沿う寸法とほぼ同じか若干大きい。
上記吹出スリット６１の上端部６１ａ（上流端部）は、他の部位より流通断面積が小さく、上記流れ方向変更部９０の連絡通路部分９７の中途部に連なっている。
【００５０】
図１に戻って説明すると、上記ガス通路４において、通路分岐部１２が配置された垂直平面Ｐに対して流れ方向変更部の垂直通路部分９１はＸ座標方向の左側（一方側）に配置され、垂直通路部分９３は右側（他方側）に配置され、吹出スリット６１は垂直通路部分９１，９３の間、例えば上記垂直平面Ｐ上に配置されている。
【００５１】
上記構成をなす表面処理システムによってワークＷを表面処理する方法を説明する。この表面処理は大気圧近傍の環境で行われる。具体的には、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲、好ましくは１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａの範囲、より好ましくは９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａの範囲である。
【００５２】
処理ガス源２からの処理ガスがノズル装置３の供給ポート１１に供給される。処理ガスは、通路分岐部１２において分岐されてＹ座標軸に沿って広がり、多数の分岐下流端１２ｂに至り、この分岐下流端１２ｂから垂直に下方に向かって、すなわち合流部８０に向かって送られる。
【００５３】
上述のように分岐下流端１２ｂから合流部８０へと吐出された処理ガスは、分岐下流端１２ｂ近傍において最も濃度が高く、隣り合う分岐下流端１２ｂの中間位置で最も濃度が低い。
【００５４】
上記分岐下流端１２ｂからの処理ガスは、流通断面積の大きな合流部８０において広がり、第３長尺部材５０の障害部５１の抵抗を受けながら流れ方向変更部９０に入る過程で、濃度差が小さくなる。
【００５５】
さらに流れ方向変更部９０における処理ガスの流れは、図５に示すように、垂直通路部分９１での下向きが、反転して垂直通路部分９２で上向きになり、さらに反転して垂直通路部分９３で下向きになり、２回（複数回）にわたって方向を反転される。このように、処理ガスの流れは反転の度に大きな抵抗を受けるため、処理ガスの濃度が均一化する。
【００５６】
本実施形態では、垂直通路部分９３から下向きに送られた処理ガスが、さらに連絡通路部分９７との交差部で直角に流れを変えて水平に流れ、さらに吹出スリット６１で直角に流れを変えて下向きとなるので、より一層処理ガス濃度の均一化を促進できる。
特に本実施形態のように処理ガスの反応成分が空気より重く、吹き出し流速が例えば０．１〜０．２ｍ／ｓｅｃと低い場合には、垂直通路部分９１，９２がＵ字トラップとして働き、このＵ字トラップから溢れた反応成分が垂直通路部分９３から溢れ出て下向きに流れるため、より一層の濃度均一化を図ることができる。
【００５７】
ワークＷはＸ座標軸に沿って一定速度で搬送され、上記のようにＹ座標軸に沿って延びるスリット６１から均一濃度の処理ガスが供給されるので、ワークＷの処理予定部の全領域にわたって、むらなく均等な表面処理を行うことができる。
【００５８】
なお、上記処理ガスの供給と同時期に、吸引手段を駆動する。これにより、ノズル装置３とワークＷとの間の処理済みのガスや雰囲気ガスが、ノズル装置３とフードとの間を経て吸い込まれる。また、処理ガスが通路分岐部１２を通過する過程で板１０，２０間を伝わって漏れた場合にも、吸引溝１５で捕捉されて吸引される。吸引されたガスは、除害処理を施された後に排気される。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図６に示す第２実施形態では、第１板１０と第２板２０がねじ７１，７２により直接端板６０に固定されている。
第１板１０の収容溝１３の底面（第１板１０の離間領域のおける対向面１０ａ）には、２つの長尺部材１３０，１５０がねじ７８，７９で固定されている。長尺部材１３０は、第１実施形態の長尺部材３０と同様に第２板２０に向かって突出する障害部１３１（第２障害部）と、この障害部１３２の先端から上方に垂直に突出するリブ１３２（第２リブ）とを有している。長尺部材１５０は、第２板２０の対向面２０ａに当たるまで突出する障害部１５１（第１障害部）と、この障害部１５１の中途部から下方に垂直に突出するリブ１５２（第１リブ）とを有している。
【００６１】
上記第２実施形態でも、第１実施形態と同様の通路変更部９０が形成される。
上記長尺部材１５０には、合流部８０と上記通路変更部９０の垂直通路部分９１を連ねる連絡通路１５５が形成されている。この連絡通路１５５は、通路分岐部１２の分岐下流端１２ｂより小さなピッチでＹ座標軸（紙面と直交する座標軸）に沿って配列された垂直穴か、同方向に連続する垂直スリットからなる。
【００６２】
第２実施形態では、長尺部材１３０，１５０が共に第１板１０に固定されてボデイ半体６を構成するため、組立作業が容易である。
【００６３】
図７に示す第３実施形態では、ボデイ半体６’、７’がそれぞれ１つの板１０’、２０’からなる点を除いて、第１実施形態と同様である。障害部３１、リブ３２は第１板１０’と一体をなして形成されている。障害部５１、リブ５２は第２板２０’と一体をなして形成されている。このように構成要素を少なくすることにより、構成要素間の処理ガスの漏れを少なくすることができる。
【００６４】
本発明は上記実施形態に制約されず種々の態様が可能である。例えば、ノズル装置３は、１枚の第１板１０を用いてもよい。この場合、第１板１０と第２板２０とは同じ長さになる。
複数のノズル装置３をワーク搬送方向に間隔をおいて２つ配置してもよい。この場合、端板６０は共通であってもよい。
吹出スリットは流れ方向変更部の第３通路部分の延長上にあってもよい。
端板６０の代わりとして、異なる形状のノズルを設けてもよい。端板６０の下端にさらに吹出スリットを有するノズルを設けてもよい。ノズルとしては、柱状部材が挙げられる。ワーク搬送方向に沿って切断した柱状部材の縦断面形状としては、直方体や先端の尖った三角形が好ましい。ノズルは、メンテナンスや処理の種類に応じて交換できるよう、ネジ止めや嵌合などの着脱機能を備えるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、例えばフラットパネルディスプレイや半導体ウェハの製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
３ ノズル装置
４ ガス通路
５ 装置本体
６、６’ 第１ボデイ半体
７、７’ 第２ボデイ半体
１１ ガス供給口
１２ 分岐通路部
１２ｂ 分岐下流端
３１，１３１ 障害部（第２障害部）
３２，１３２ リブ（第２リブ）
５１，１５１ 障害部（第１障害部）
５２，１５２ リブ（第１リブ）
６１ 吹出スリット
８０ 合流部
９０ 流れ方向変更部
９１〜９３ 垂直通路部分（第１〜第３通路部分）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスを吹き付けることによりワークを表面処理するノズル装置において、装置本体の内部に形成されたガス通路が、上流から下流に向かって順に、
ア．処理ガスが供給されるガス供給口と、
イ．上記ガス供給口からの処理ガスを分け、第１座標軸に沿って一直線上に間隔をおいて並んだ多数の分岐下流端へと送る通路分岐部と、
ウ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、上記通路分岐部の多数の分岐下流端からの処理ガスを第１座標軸と直交する方向に流すとともに、この流れ方向を複数回反転させる流れ方向変更部と、
エ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、流れ方向変更部からの処理ガスを第１座標軸と直交する第２座標軸に沿って吹き出す吹出スリットと、
を備えたことを特徴とする表面処理用ノズル装置。
【請求項２】
上記通路分岐部が上記第１、第２座標軸に沿う平面上に形成され、上記分岐下流端から上記第２座標軸に沿って処理ガスが送り出され、
上記流れ方向変更部が、
上記分岐下流端からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記吹出スリットからのガス吹出方向と同方向に流す第１通路部分と、
上記第１通路部分からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記ガス吹出方向と反対方向に流す第２通路部分と、
上記第２通路部分からの処理ガスを上記第１通路部分と同方向に流して上記吹出スリットへ送る第３通路部分と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項３】
上記第１座標軸が水平座標軸であり、上記第２座標軸が垂直座標軸であり、上記通路分岐部が配置される平面が垂直をなし、上記ガス供給口、通路分岐部、流れ方向変更部、吹出スリットが上から下に向かって順に設けられ、上記ガス吹出方向が下向きであり、上記流れ方向変更部の上記第１通路部分が処理ガスを下向きに送り、上記第２通路部分が処理ガスを上向きに送り、上記第３通路部分が処理ガスを下向きに送ることを特徴とする請求項２に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項４】
上記第３通路部分と上記吹出スリットとの間に、上記第１座標軸に沿って連続して延びるとともに、第３通路部分からの処理ガスを第１、第２座標軸と直交する第３座標軸に沿って流す連絡通路部分が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項５】
上記通路分岐部と上記流れ方向変更部との間に第１座標軸に沿って連続して延びる合流部を有し、この合流部の流通断面積が上記通路分岐部の多数の分岐下流端の合計流通断面積より大きく、上記流れ方向変更部の流通断面積が上記合流部の流通断面積より小さいことを特徴とする請求項３に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項６】
上記装置本体は、互いに連結される第１、第２のボデイ半体を有し、これらボデイ半体は上記第１座標軸と直交する水平な第３座標軸方向に対向するとともに第１座標軸と直交する対向面をそれぞれ有し、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は互いに接合する領域を有し、この接合領域において第１ボデイ半体の対向面に溝を形成することにより、上記通路分岐部が構成され、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は、上記通路分岐部の下方において互いに離れた離間領域を有し、
上記離間領域において、第１座標軸に沿って連続して延びる第１、第２の障害部が上下に離れて配置され、上側の第１障害部には下方に向かって突出する第１リブが形成され、下側の第２障害部には上方に向かって突出する第２リブが形成され、
上記第１障害部の上面と上記第１、第２のボデイ半体の対向面により上記合流部が形成され、上記第１リブと上記第１、第２のボデイ半体のいずれか一方の対向面との間に上記第１通路部分が形成され、上記第１リブと第２リブとの間に上記第２通路部分が形成され、上記第２リブと上記第１、第２のボデイ半体のうちの他方の対向面との間に上記第３通路部分が形成されることを特徴とする請求項５に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項７】
上記第１障害部は、上記一方のボデイ半体の対向面から他方のボデイ半体の対向面に向かって突出するとともに当該他方のボデイ半体の対向面と離間し、
上記第２障害部は、上記他方のボデイ半体の対向面から上記一方のボデイ半体に向かって突出すると共に当該一方のボデイ半体の対向面と離間していることを特徴とする請求項６に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項８】
上記第１ボデイ半体は、上記対向面を有する板と、この板の対向面に上下に離間して固定された上記第１座標軸方向に延びる２本の長尺部材とを有し、
上側の長尺部材が上記第１障害部と上記第１リブを有し、下側の長尺部材が上記第２障害部と上記第２リブを有し、
上記第１障害部は第２ボデイ半体の対向面に当たり、上記第１通路部分に連なる多数の穴またはスリットからなる垂直な連絡通路部分を有することを特徴とする表面処理用ノズル装置。
【請求項１】
処理ガスを吹き付けることによりワークを表面処理するノズル装置において、装置本体の内部に形成されたガス通路が、上流から下流に向かって順に、
ア．処理ガスが供給されるガス供給口と、
イ．上記ガス供給口からの処理ガスを分け、第１座標軸に沿って一直線上に間隔をおいて並んだ多数の分岐下流端へと送る通路分岐部と、
ウ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、上記通路分岐部の多数の分岐下流端からの処理ガスを第１座標軸と直交する方向に流すとともに、この流れ方向を複数回反転させる流れ方向変更部と、
エ．上記第１座標軸に沿って直線的に連続して延び、流れ方向変更部からの処理ガスを第１座標軸と直交する第２座標軸に沿って吹き出す吹出スリットと、
を備えたことを特徴とする表面処理用ノズル装置。
【請求項２】
上記通路分岐部が上記第１、第２座標軸に沿う平面上に形成され、上記分岐下流端から上記第２座標軸に沿って処理ガスが送り出され、
上記流れ方向変更部が、
上記分岐下流端からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記吹出スリットからのガス吹出方向と同方向に流す第１通路部分と、
上記第１通路部分からの処理ガスを上記第２座標軸に沿って上記ガス吹出方向と反対方向に流す第２通路部分と、
上記第２通路部分からの処理ガスを上記第１通路部分と同方向に流して上記吹出スリットへ送る第３通路部分と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項３】
上記第１座標軸が水平座標軸であり、上記第２座標軸が垂直座標軸であり、上記通路分岐部が配置される平面が垂直をなし、上記ガス供給口、通路分岐部、流れ方向変更部、吹出スリットが上から下に向かって順に設けられ、上記ガス吹出方向が下向きであり、上記流れ方向変更部の上記第１通路部分が処理ガスを下向きに送り、上記第２通路部分が処理ガスを上向きに送り、上記第３通路部分が処理ガスを下向きに送ることを特徴とする請求項２に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項４】
上記第３通路部分と上記吹出スリットとの間に、上記第１座標軸に沿って連続して延びるとともに、第３通路部分からの処理ガスを第１、第２座標軸と直交する第３座標軸に沿って流す連絡通路部分が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項５】
上記通路分岐部と上記流れ方向変更部との間に第１座標軸に沿って連続して延びる合流部を有し、この合流部の流通断面積が上記通路分岐部の多数の分岐下流端の合計流通断面積より大きく、上記流れ方向変更部の流通断面積が上記合流部の流通断面積より小さいことを特徴とする請求項３に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項６】
上記装置本体は、互いに連結される第１、第２のボデイ半体を有し、これらボデイ半体は上記第１座標軸と直交する水平な第３座標軸方向に対向するとともに第１座標軸と直交する対向面をそれぞれ有し、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は互いに接合する領域を有し、この接合領域において第１ボデイ半体の対向面に溝を形成することにより、上記通路分岐部が構成され、
上記第１、第２のボデイ半体の対向面は、上記通路分岐部の下方において互いに離れた離間領域を有し、
上記離間領域において、第１座標軸に沿って連続して延びる第１、第２の障害部が上下に離れて配置され、上側の第１障害部には下方に向かって突出する第１リブが形成され、下側の第２障害部には上方に向かって突出する第２リブが形成され、
上記第１障害部の上面と上記第１、第２のボデイ半体の対向面により上記合流部が形成され、上記第１リブと上記第１、第２のボデイ半体のいずれか一方の対向面との間に上記第１通路部分が形成され、上記第１リブと第２リブとの間に上記第２通路部分が形成され、上記第２リブと上記第１、第２のボデイ半体のうちの他方の対向面との間に上記第３通路部分が形成されることを特徴とする請求項５に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項７】
上記第１障害部は、上記一方のボデイ半体の対向面から他方のボデイ半体の対向面に向かって突出するとともに当該他方のボデイ半体の対向面と離間し、
上記第２障害部は、上記他方のボデイ半体の対向面から上記一方のボデイ半体に向かって突出すると共に当該一方のボデイ半体の対向面と離間していることを特徴とする請求項６に記載の表面処理用ノズル装置。
【請求項８】
上記第１ボデイ半体は、上記対向面を有する板と、この板の対向面に上下に離間して固定された上記第１座標軸方向に延びる２本の長尺部材とを有し、
上側の長尺部材が上記第１障害部と上記第１リブを有し、下側の長尺部材が上記第２障害部と上記第２リブを有し、
上記第１障害部は第２ボデイ半体の対向面に当たり、上記第１通路部分に連なる多数の穴またはスリットからなる垂直な連絡通路部分を有することを特徴とする表面処理用ノズル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９９４８７（Ｐ２０１２−１９９４８７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３９４３（Ｐ２０１１−６３９４３）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]