CN108535965B - 曝光装置、基板处理装置、曝光方法及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种曝光装置、基板处理装置、基板的曝光方法及基板处理方法。光源部向作为处理对象的基板的被处理面照射真空紫外线。在光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，由照度计接收一部分真空紫外线，并测量接收到的真空紫外线的照度。照度计的受光面位于以在真空紫外线的照射期间的基板的被处理面为基准的恒定高度。基于由照度计测量的照度，计算基板的曝光量。基于计算出的基板的曝光量，使光源部停止向基板照射真空紫外线。

Description

曝光装置、基板处理装置、曝光方法及基板处理方法
技术领域
本发明涉及对基板进行曝光处理的曝光装置、基板处理装置、基板的曝光方法及基板处理方法。
背景技术
近年来，为了将在基板上形成的图案进行细微化，利用嵌段共聚物的定向自组装(DSA：Directed Self Assembly)的光刻技术的开发正在进行中。在这样的光刻技术中，在对涂布有嵌段共聚物的基板进行加热处理后，对基板的一面进行曝光来使嵌段共聚物改性。该处理中，期望可以准确地调节基板的曝光量。
日本特开2016-183990号公报中记载了一种曝光装置，该曝光装置对基板上的包含定向自组装材料的膜(DSA膜)进行曝光处理。曝光装置具有能够射出截面带状的真空紫外线的光射出部，基板以横切来自光射出部的真空紫外线的路径的方式能够从光射出部的前方位置移动到后方位置。在曝光处理前，利用照度传感器预先检测真空紫外线的照度，基于检测的照度计算基板的移动速度，以使照射期望的曝光量的真空紫外线。在曝光处理时，基板按照计算出的移动速度移动，由此对基板上的DSA膜照射期望的曝光量的真空紫外线。
发明内容
在日本特开2016-183990号公报所记载的曝光装置的控制方式中，当光射出部照射到基板的真空紫外线的照度发生变化时，在曝光处理前检测的真空紫外线的照度与在曝光处理时照射到基板的真空紫外线的照度产生偏差。此时，难以准确地调节基板的曝光量。
本发明的目的在于，提供能够准确地调节基板的曝光量的曝光装置、基板处理装置、曝光方法及基板处理方法。
(1)本发明的一个方式的曝光装置具有：光源部，能够向作为处理对象的基板的被处理面照射真空紫外线；照度计，在光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，接收一部分真空紫外线，并测量接收的真空紫外线的照度；曝光量计算部，基于由照度计测量的照度，计算基板的曝光量；光源控制部，以向基板照射真空紫外线的方式控制所述光源部，并且，基于由曝光量计算部计算出的基板的曝光量，以停止向基板照射真空紫外线的方式控制所述光源部。照度计具有接收真空紫外线的受光面，且受光面位于以在照射真空紫外线的照射期间的基板的被处理面为基准的恒定高度。
在该曝光装置中，由光源部对作为处理对象的基板的被处理面照射真空紫外线。在光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，由照度计接收一部分真空紫外线，并测量接收到的真空紫外线的照度。基于由照度计测量的照度，计算基板的曝光量。基于计算出的基板的曝光量，使光源部停止向基板照射真空紫外线。
根据该结构，在光源部向基板照射真空紫外线的同时，由照度计接收一部分真空紫外线。因此，当照射到基板的真空紫外线的照度发生变化时，由照度计测量的真空紫外线的照度也发生同样的变化。
此外，照度计的受光面位于以在真空紫外线的照射期间内的基板的被处理面为基准的恒定高度。由此，真空紫外线从光源部到达基板的被处理面的衰减率与真空紫外线从光源部到达照度计的受光面的衰减率相关。因此，能够基于由照度计测量的照度，准确地获取向基板的被处理面照射的真空紫外线的照度。由此，能够基于由照度计测量的照度，准确地计算基板的曝光量。结果，能够准确地调节基板的曝光量。
(2)照度计的受光面可位于与在向基板照射真空紫外线的照射期间的基板的被处理面相同的高度。此时，真空紫外线从光源部到达基板的被处理面的衰减率与真空紫外线从光源部到达照度计的受光面的衰减率相等。由此，照射到基板的被处理面的真空紫外线的照度与由照度计测量的照度相等。结果，能够基于由照度计测量的照度，更容易地计算基板的曝光量。
(3)曝光装置还可以具有：处理室，收纳作为处理对象的基板；载置部，在处理室内设置在光源部的下方，并载置基板；以及载置控制部，以在处理室内与外部之间交接基板时使载置部移动到第一位置，并且，在光源部向基板照射真空紫外线时使载置部移动到第一位置的上方的第二位置的方式，控制所述载置部。此时，能够在不干扰光源部的情况下在处理室内与外部之间容易地交接基板。此外，在光源部向基板照射真空紫外线时，由于光源部接近基板，因此能够高效地对基板进行曝光。
(4)照度计可以随着载置部的移动而在上下方向上移动。此时，即使在载置部的移动中，照度计的受光面也位于以在真空紫外线的照射期间内的基板的被处理面为基准的恒定高度。因此，即使在载置部的移动中向基板照射真空紫外线的情况下，也能计算出准确的基板曝光量。因此，在基板被搬入处理室内之后，在载置部在第一位置和第二位置上移动的过程中也向基板照射真空紫外线，由此能够以更短的时间结束基板的曝光。
(5)照度计可以安装于载置部。此时，能够使照度计随着载置部的移动而在上下方向上容易地移动。
(6)曝光装置还可以具有遮光部，该遮光部在光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，间歇地遮挡向照度计入射的真空紫外线。根据该结构，与向照度计连续照射真空紫外线的情况相比，照度计的劣化速度降低。由此，延长照度计的寿命。此外，能够降低照度计的维护工作的频率。
(7)曝光装置还可以具有照度插值部，该照度插值部基于由照度计测量的照度，在遮光部遮挡向照度计入射的真空紫外线的期间，对照射到基板的被处理面的真空紫外线的照度进行插值。曝光量计算部可以进一步基于由照度插值部插值后的照度，计算基板的曝光量。此时，能够实现延长照度计的寿命及降低照度计的维护工作的频率，并且准确地计算基板的曝光量。
(8)光源部可以射出具有面状的截面真空紫外线。此时，真空紫外线的射出范围广。因此，能够以短时间结束基板的曝光处理。
(9)光源部射出真空紫外线的射出面积可以大于基板的面积。此时，由于能够对基板的整个面进行曝光，因此能够以更短的时间结束基板的曝光。
(10)本发明的其他方式的基板处理装置具有：涂布处理部，通过对基板涂布处理液而在基板上形成膜；热处理部，对通过涂布处理部形成有膜的基板进行热处理；本发明的一个方式的曝光装置，对通过热处理部进行了热处理的基板进行曝光；以及显影处理部，向通过曝光装置进行了曝光的基板供给溶剂，由此对基板的膜进行显影。
在该基板处理装置中，由涂布处理部对基板涂布处理液，由此在基板上形成膜。由热处理部对基板进行热处理，该基板上形成有由涂布处理部涂布的膜。上述的曝光装置对由热处理部进行了热处理后的基板进行曝光。显影处理部向由曝光装置进行了曝光后的基板供给溶剂，由此对基板的膜进行显影。
曝光装置中，能够基于由照度计测量的照度，准确地获取向基板的被处理面照射的真空紫外线的照度。由此，能够基于由照度计测量的照度，准确地计算基板的曝光量。结果，能够准确地调节基板的曝光量。
(11)处理液可以包含定向自组装材料。此时，对涂布有包含定向自组装材料的处理液的基板进行热处理，由此在基板的一面上产生微相分离。此外，对因微相分离而形成有两种聚合物的图案的基板进行曝光及显影。由此，能够除去两种聚合物之一，形成细微化的图案。
(12)本发明的另一方式的曝光方法包括：由光源部向作为处理对象的基板的被处理面照射真空紫外线的步骤；在光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，由照度计接收一部分真空紫外线，并对接收的真空紫外线的照度进行测量的步骤；基于由照度计测量的照度，计算基板的曝光量的步骤；基于计算出的基板的曝光量，使光源部停止向基板照射真空紫外线的步骤。照度计具有接收真空紫外线的受光面，且受光面位于以在照射真空紫外线的照射期间的基板的被处理面为基准的恒定高度。
根据该曝光方法，能够基于由照度计测量的照度，准确地获取向基板的被处理面照射的真空紫外线的照度。由此，能够基于由照度计测量的照度，准确地计算基板的曝光量。结果，能够准确地调节基板的曝光量。
(13)本发明的又一方式的基板处理方法包括：通过涂布处理部对基板的被处理面涂布处理液而在基板上形成膜的步骤；通过热处理部对通过涂布处理部形成有膜的基板进行热处理的步骤；通过曝光装置对通过热处理部进行了热处理的基板进行曝光的本发明的另一方式的曝光方法；通过显影处理部向通过曝光装置进行了曝光的基板的被处理面供给溶剂，由此对基板的膜进行显影的步骤。
根据该基板处理方法，利用真空紫外线对形成膜后并且进行显影前的基板进行曝光。曝光方法中，能够基于由照度计测量的照度，准确地获取向基板的被处理面照射的真空紫外线的照度。由此，能够基于由照度计测量的照度，准确地计算基板的曝光量。结果，能够准确地调节基板的曝光量。
附图说明
图1是示意性示出本发明的第一实施方式的曝光装置的结构的剖视图。
图2是用于说明照度计的配置的图。
图3是曝光装置的剖面立体图。
图4是曝光装置的纵剖视图。
图5是示出箱体内的氧浓度与排气时间的关系的图。
图6是示出光源部向基板照射的真空紫外线的照度与光源部的点亮时间的关系的图。
图7是示出图1的控制部的结构的功能框图。
图8是用于说明曝光装置的动作的示意图。
图9是用于说明曝光装置的动作的示意图。
图10是用于说明曝光装置的动作的示意图。
图11是用于说明曝光装置的动作的示意图。
图12是示出由图7的控制部进行的曝光处理的一例的流程图。
图13是示出由图7的控制部进行的曝光处理的一例的流程图。
图14是示出由图7的控制部进行的曝光处理的一例的流程图。
图15是示意性示出具有图1的曝光装置的基板处理装置的整体结构的框图。
图16A～图16D是示出由图15的基板处理装置进行的基板处理的一例的示意图。
图17是本发明的第二实施方式中的曝光装置的剖面立体图。
图18是图17的曝光装置的纵剖视图。
图19是本发明的第三实施方式中的曝光装置的剖面立体图。
图20是图19的曝光装置的纵剖视图。
具体实施方式
[1]第一实施方式
(1)曝光装置的结构
下面，利用附图说明本发明的第一实施方式的曝光装置、基板处理装置、曝光方法及基板处理方法。需要说明的是，以下的说明中，基板是指半导体基板、液晶显示装置或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示装置等的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板或太阳能电池用基板等。
图1是示意性示出本发明的第一实施方式的曝光装置的结构的剖视图。如图1所示，曝光装置100具有控制部110、处理室120、封闭部130、交接部140、升降部150、投光部160、置换部170、测量部180及遮光部190。控制部110从测量部180获取测量值，并且控制封闭部130、升降部150、投光部160、置换部170及遮光部190的动作。控制部110的功能将在后文进行叙述。
处理室120包括具有上部开口及内部空间的箱体121、环状构件122及被覆构件123。在箱体121的侧面形成搬送开口121a，所述搬送开口121a用于在箱体121的内部与外部之间搬送作为处理对象的基板W。另外，本实施方式中，在作为处理对象的基板W上形成有包含定向自组装材料的膜(以下称为DSA(Directed Self Assembly)膜)。此外，在箱体121的底面形成开口部121b，所述开口部121b使后述的升降部150的连结构件152通过。
后述的投光部160的外壳161通过环状构件122配置在箱体121的上部，由此封闭箱体121的上部开口。密封构件s1安装在箱体121与环状构件122之间，并且密封构件s2安装在环状构件122与外壳161之间。此外，被覆构件123以覆盖环状构件122的外周面的方式安装在箱体121与外壳161之间。
封闭部130包括闸门131、棒形状的连结构件132及驱动装置133。连结构件132连结闸门131与驱动装置133。驱动装置133例如是步进电机。驱动装置133使闸门131在闸门131开放搬送开口121a的开放位置与闸门131封闭搬送开口121a的封闭位置之间移动。
密封构件131a安装于闸门131。在闸门131位于封闭位置的状态下，密封构件131a与包围箱体121中的搬送开口121a的部分密接，由此密封箱体121的内部。另外，为了防止密封构件131a与箱体121间的摩擦，当驱动装置133使闸门131在开放位置与封闭位置之间移动时，驱动装置133使闸门131在与箱体121分离的状态下沿上下方向移动。
分别检测闸门131的上限位置及下限位置的位置传感器133a、133b安装于驱动装置133。位置传感器133a、133b将检测结果提供给控制部110。本实施方式中，驱动装置133及后述的驱动装置153、192设置在处理室120外。因此，即使在由驱动装置133、153、192的驱动而产生尘埃的情况下，也能防止尘埃直接侵入箱体121内。
交接部140例如包括圆板形状的支承板141及多个(本例中为三个)支承销142。支承板141以水平姿势配置在箱体121内。在支承板141的中央部形成开口部141a，使后述的升降部150的连结构件152通过该开口部141a。多个支承销142以包围开口部141a的方式从支承板141的上表面向上方延伸。在多个支承销142的上端部可以载置作为处理对象的基板W。
升降部150包括平板形状的载置板151、棒形状的连结构件152及驱动装置153。载置板151在箱体121内以水平姿势配置在交接部140的支承板141的上方。在载置板151上形成分别与支承板141的多个支承销142对应的多个贯通孔151a。
连结构件152通过箱体121的开口部121b及支承板141的开口部141a并上下延伸，驱动装置153配置在箱体121的下方。连结构件152连结载置板151与驱动装置153。在连结构件152的外周面与开口部121b的内周面之间配置能够使连结构件152沿上下方向滑动的密封构件s3。
驱动装置153例如是步进电机，使载置板151在比多个支承销142的上端部更靠上方的处理位置与比多个支承销142的上端部更靠下方的待机位置之间沿上下方向移动。在载置板151位于待机位置的状态下，多个支承销142分别穿过多个贯通孔151a。在驱动装置153上安装分别检测载置板151的上限位置及下限位置的位置传感器153a、153b。位置传感器153a、153b将检测结果提供给控制部110。
投光部160包括具有下部开口及内部空间的外壳161、透光板162、面状的光源部163及电源装置164。本实施方式中，透光板162是石英玻璃板。作为透光板162的材料，可以使用使后述的真空紫外线透过的其他材料。如上所述，外壳161以封闭箱体121的上部开口的方式配置于箱体121的上部。透光板162以封闭外壳161的下部开口的方式安装于外壳161。箱体121的内部空间与外壳161的内部空间通过透光板162以可进行光学连通的方式隔开。
光源部163及电源装置164收纳在外壳161内。本实施方式中，射出波长约120nm以上约230nm以下的真空紫外线的多个棒形状的光源以规定间隔水平地排列，由此构成光源部163。各光源例如可以是氙准分子灯，也可以是其他准分子灯或氘灯等。光源部163射出真空紫外线，该真空紫外线通过透光板162在箱体121内具有大致均匀的光量分布。光源部163中的真空紫外线的射出面的面积大于基板W的被处理面的面积。电源装置164对光源部163供给电力。
置换部170包括配管171p、172p、173p、阀171v、172v及吸引装置173。配管171p、172p连接在箱体121的供气口与非活性气体的供给源之间。本实施方式中，非活性气体例如是氮气。阀171v、172v安装于配管171p、172p。
通过配管171p从支承板141的侧方向箱体121内供给非活性气体。通过配管172p从支承板141的下方向箱体121内供给非活性气体。非活性气体的流量由阀171v、172v进行调节。本实施方式中，利用氮气作为非活性气体。
配管173p分支成支管173a和支管173b。支管173a连接到箱体121的排气口，支管173b的端部配置在箱体121与闸门131之间。吸引装置173安装于配管173p。阀173v安装于支管173b。吸引装置173例如是喷射器。配管173p连接到排气设备。吸引装置173通过支管173a及配管173p排出箱体121内的环境气体。此外，吸引装置173通过支管173b及配管173p排出箱体121与闸门131之间的环境气体以及由闸门131的移动而产生的尘埃等。由吸引装置173排出的气体通过排气设备进行无害化处理。
测量部180包括氧浓度计181、臭氧浓度计182及照度计183。氧浓度计181、臭氧浓度计182及照度计183分别通过设置在箱体121的连接端口p1、p2、p3连接到控制部110。氧浓度计181例如是原电池式氧传感器或氧化锆式氧传感器，测量箱体121内的氧浓度。臭氧浓度计182测量箱体121内的臭氧浓度。
照度计183具有光电二极管等受光元件，测量从光源部163照射到受光元件的受光面的真空紫外线的照度。此处，照度是指照射到受光面的每个单位面积内的真空紫外线的功率。照度的单位例如用“W/m2”来表示。本实施方式中，照度计183以受光元件的受光面位于与基板W的被处理面大致相同的高度的方式安装于载置板151。
图2是用于说明照度计183的配置的图。如图2所示，透光板162具有矩形状，基板W具有圆形状。因此，透光板162的角部附近在俯视时不与处理位置的基板W重合。于是，载置板151在俯视时包括与透光板162的中央部重合的圆形部151b以及与透光板162的一个角部附近重合的角部151c。在进行曝光处理时，基板W载置于圆形部151b。照度计183安装于角部151c。根据这一配置，照度计183能够不干扰基板W地测量真空紫外线的照度。
图3是图1的曝光装置100的剖面立体图。图4是图3的曝光装置100的纵剖视图。为了便于理解曝光装置100的内部结构，图3及图4中省略了一部分结构要素的图示。如图3及图4所示，遮光部190包括遮光构件191、驱动装置192、引导部193、棒形状的支承构件194及平板形状的连结构件195。
驱动装置192例如是气缸，具有能够在一个方向上进退的驱动轴192a。驱动装置192安装于箱体121的外侧表面。引导部193安装于箱体121的外侧表面，以能够在与驱动轴192a的进退方向平行的方向移动的方式引导支承构件194。支承构件194以通过引导部193贯通箱体121的侧壁的方式设置。
遮光构件191具有由水平板191a及垂直板191b构成的倒L形状的截面。垂直板191b的下端在箱体121内安装于支承构件194的一个端部。连结构件195在箱体121外连结支承构件194的另一个端部与驱动装置192的驱动轴192a的前端部。
如图4中箭头所示，驱动装置192的驱动轴192a进退，由此，遮光构件191在遮光位置与非遮光位置之间移动。此处，遮光位置是水平板191a遮挡从光源部163向照度计183照射的真空紫外线的遮光构件191的位置。非遮光位置是水平板191a未遮挡从光源部163向照度计183照射的真空紫外线的遮光构件191的位置。图4中，用实线表示遮光位置上的遮光构件191，用点划线表示非遮光位置上的遮光构件191。
(2)曝光装置的概略动作
在图1的曝光装置100中，光源部163向基板W照射真空紫外线，由此进行曝光处理。然而，当箱体121内的氧浓度较高时，氧分子吸收真空紫外线而分离成氧原子，并且分离后的氧原子与其他氧分子再结合而产生臭氧。此时，到达基板W的真空紫外线衰减。与波长大于约230nm的紫外线的衰减相比，真空紫外线的衰减大。
于是，在进行曝光处理时，置换部170将箱体121内的环境气体置换为非活性气体。由此，箱体121内的氧浓度降低。图5是示出箱体121内的氧浓度与排气时间的关系的图表。图5的纵轴表示氧浓度，横轴表示排气时间。如图5所示，排气时间越长，箱体121内的氧浓度越低。在由氧浓度计181测量的氧浓度下降至预先设定的曝光开始浓度的时刻t0，开始从光源部163向基板W照射真空紫外线。
此处，曝光开始浓度是预先设定的氧浓度，使得真空紫外线能够从光源部163到达基板W，并且使臭氧不对在基板W的被处理面上形成的膜产生损伤。具体的曝光开始浓度因在处理对象的基板W上形成的膜的种类及成分而不同，但高于被认为在箱体121内几乎不残存氧的氧浓度1％且低于大气中的氧浓度。在时刻t1，氧浓度下降至1％。本实施方式中，在比氧浓度下降至1％的时刻t1早Δt的时刻t0，开始照射真空紫外线。由此，能够缩短曝光处理所需的时间。
当由光源部163向基板W照射的真空紫外线的曝光量达到预先设定的设定曝光量时，停止照射真空紫外线，曝光处理结束。此处，曝光量是指在曝光处理时向基板W的被处理面的每个单位面积内照射的真空紫外线的能量。曝光量的单位例如用“J/m2”来表示。因此，通过对由照度计183测量的真空紫外线的照度进行累计来获取真空紫外线的曝光量。
图6是示出从光源部163射出的真空紫外线的照度与光源部163的点亮时间的关系的图。图6的纵轴表示照度，横轴表示点亮时间。射出真空紫外线的光源部163的光源比较昂贵。因此，优选，在不向基板W照射真空紫外线的期间，切断从电源装置164向光源部163供给的电力，并关闭光源部163。由此，能够延长光源部163的寿命。
然而，如图6所示，在刚点亮光源部163后，照射到基板W的真空紫外线的照度随着时间而降低，并在规定时间后收敛到恒定值LV。因此，在曝光处理前难以测量具有恒定值LV的照度。本实施方式中，在曝光处理中，同时向基板W及照度计183照射真空紫外线。因此，当照射到基板W的真空紫外线的照度发生了变化时，由照度计183测量的真空紫外线的照度也同样地发生变化。
此外，如上所述，本实施方式中，照度计183的受光元件的受光面位于与基板W的被处理面大致相同的高度。因此，即使在真空紫外线被残存在基板W与光源部163之间的氧分子部分吸收而衰减的情况下，也有大致相同程度的真空紫外线到达基板W的被处理面和照度计183的受光面。向基板W的被处理面照射的真空紫外线的照度与由照度计183测量的照度相等。结果，能够通过简单的结构准确地测量到达基板W的真空紫外线的照度。
另一方面，若向照度计183长时间持续照射真空紫外线，则照度计183容易劣化，从而照度计183的寿命缩短。此外，进行照度计183的校准等维护工作的频率增加。本实施方式中，在曝光处理中，遮光构件191在遮光位置与非遮光位置之间移动。此时，向照度计183间歇照射真空紫外线，与向照度计183连续照射真空紫外线的情况相比，照度计183的劣化速度降低。由此，延长照度计183的寿命。此外，能够降低照度计183的维护工作的频率。
该结构中，在遮光构件191位于遮光位置的期间(以下称为遮光期间)，不测量照射到基板W的真空紫外线的照度。因此，优选，对在遮光期间照射到基板W的真空紫外线的照度进行插值。遮光期间的照度的插值可以基于在遮光期间的前后由照度计183测量的照度来进行。例如，利用样条曲线连接在遮光期间的前后测量的照度值，由此能够对遮光期间的照度进行样条插值。
(3)控制部
图7是示出图1的控制部110的结构的功能框图。如图7所示，控制部110包括封闭控制部1、升降控制部2、排气控制部3、供气控制部4、浓度获取部5、浓度比较部6、遮光控制部7、照度获取部8、照度插值部9、曝光量计算部10、曝光量比较部11及投光控制部12。
控制部110例如由CPU(中央运算处理装置)及存储器构成。控制部110的存储器中预先存储有控制程序。控制部110的CPU执行存储器中存储的控制程序，由此实现控制部110的各部的功能。
封闭控制部1基于图1的位置传感器133a、133b的检测结果，控制驱动装置133以便闸门131在封闭位置与开放位置之间移动。升降控制部2基于图1的位置传感器153a、153b的检测结果，控制驱动装置153以便载置板151在待机位置与处理位置之间移动。
排气控制部3控制吸引装置173及阀173v以便排出图1的箱体121内的环境气体及箱体121与闸门131之间的环境气体。供气控制部4控制图1的阀171v、172v以便向箱体121内供给非活性气体。
浓度获取部5获取由图1的氧浓度计181测量的氧浓度值。浓度比较部6将由浓度获取部5测量的氧浓度与曝光开始浓度进行比较。
遮光控制部7控制驱动装置192以便图4的遮光构件191在遮光位置与非遮光位置之间往复移动。照度获取部8获取由图1的照度计183测量的真空紫外线的照度值。照度插值部9基于遮光控制部7控制遮光构件191的控制时刻及由照度获取部8获取的照度值，对在遮光期间照射到基板W的真空紫外线的照度进行插值。
曝光量计算部10基于由照度获取部8获取的真空紫外线的照度、由照度插值部9插值的真空紫外线的照度和图1的光源部163向基板W照射真空紫外线的照射时间，计算照射到基板W的真空紫外线的曝光量。曝光量比较部11将由曝光量计算部10计算的曝光量与预先设定的设定曝光量进行比较。
投光控制部12基于浓度比较部6的比较结果，控制从图1的电源装置164向光源部163供给电力，以便光源部163射出真空紫外线。此外，投光控制部12将电源装置164向光源部163供给电力的供给时间作为光源部163向基板W照射真空紫外线的照射时间提供给曝光量计算部10。此外，投光控制部12基于曝光量比较部11的比较结果，控制电源装置164以便光源部163停止射出真空紫外线。
(4)曝光处理
图8～图11是用于说明曝光装置100的动作的示意图。为了便于理解箱体121内及外壳161内的结构，图8～图11中省略了一部分结构要素的图示，并且用点划线表示箱体121及外壳161的轮廓。图12、图13及图14是示出由图7的控制部110进行的曝光处理的一例的流程图。下面，参照图8～图11说明由控制部110进行的曝光处理。
如图8所示，在曝光处理的初始状态下，闸门131位于封闭位置，载置板151位于待机位置，遮光构件191位于非遮光位置。此外，箱体121内的氧浓度由氧浓度计181常时或定期地测量，并且由浓度获取部5获取。在该时刻，由氧浓度计181测量的箱体121内的氧浓度等于大气中的氧浓度。
首先，如图9所示，封闭控制部1使闸门131移动到开放位置(步骤S1)。由此，能够通过搬送开口121a将处理对象基板W载置于多个支承销142的上端部。本例中，由后述的图15的搬送装置220将基板W载置于多个支承销142的上端部。
然后，封闭控制部1判定基板W是否被载置于多个支承销142的上端部(步骤S2)。当基板W未被载置时，封闭控制部1待机直到基板W被载置于多个支承销142的上端部。当基板W已被载置时，封闭控制部1使闸门131移动到封闭位置(步骤S3)。
接着，排气控制部3使图1的吸引装置173排出箱体121内的环境气体(步骤S4)。此外，供气控制部4通过图1的配管171p、172p向箱体121内供给非活性气体(步骤S5)。可以先开始步骤S4、S5的任一处理，也可以同时开始步骤S4、S5的处理。然后，如图10所示，升降控制部2使载置板151从待机位置上升，由此将基板W载置于载置板151(步骤S6)。在该时刻，基板W的载置面的高度与照度计183的受光面的高度一致。
然后，浓度比较部6判定箱体121内的氧浓度是否下降至曝光开始浓度(步骤S7)。当氧浓度未下降至曝光开始浓度时，浓度比较部6待机直到氧浓度下降至曝光开始浓度。当氧浓度已下降至曝光开始浓度时，投光控制部12使光源部163射出真空紫外线(步骤S8)。由此，从光源部163通过透光板162向基板W照射真空紫外线，开始对形成于被处理面的DSA膜进行曝光。此外，升降控制部2使载置板151开始上升(步骤S9)。
接着，照度获取部8使照度计183开始测量真空紫外线的照度，并从照度计183获取测量出的照度(步骤S10)。并且，遮光控制部7使遮光构件191在遮光位置与非遮光位置之间多次往复移动(步骤S11)。可以先开始步骤S8～S11的任一处理，也可以同时开始步骤S8～S11的处理。
照度插值部9对遮光期间的真空紫外线的照度进行插值(步骤S12)。曝光量计算部10对由照度获取部8获取的真空紫外线的照度以及由照度插值部9插值的真空紫外线的照度进行累计，由此计算照射到基板W的真空紫外线的曝光量(步骤S13)。
然后，升降控制部2判定载置板151是否到达处理位置(步骤S14)。当载置板151未到达处理位置时，升降控制部2进行步骤S16的处理。反之，当载置板151已到达处理位置时，升降控制部2使载置板151停止上升(步骤S15)。需要说明的是，如图11所示，当载置板151已到达处理位置时，基板W接近透光板162。
然后，曝光量比较部11判定由曝光量计算部10计算出的曝光量是否达到设定曝光量(步骤S16)。当曝光量未达到设定曝光量时，曝光量比较部11返回步骤S10的处理。重复步骤S10～S16的处理直到曝光量达到设定曝光量。
当曝光量达到设定曝光量时，投光控制部12使光源部163停止射出真空紫外线(步骤S17)。此外，照度获取部8使照度计183停止测量照度(步骤S18)。并且，遮光控制部7使遮光构件191停止移动(步骤S19)。本例中，遮光构件191回到非遮光位置。
然后，如图10所示，升降控制部2使载置板151下降到待机位置(步骤S20)。由此，基板W从载置板151交到多个支承销142。接着，排气控制部3使吸引装置173停止排出箱体121内的环境气体(步骤S21)。此外，供气控制部4使配管171p、172p停止向箱体121内供给非活性气体(步骤S22)。可以先开始步骤S17～S22的任一处理，也可以同时开始步骤S17～S22的处理。
然后，如图9所示，封闭控制部1使闸门131移动到开放位置(步骤S23)。由此，能够通过搬送开口121a从多个支承销142上向箱体121的外部搬出曝光后的基板W。本例中，由后述的图15的搬送装置220将基板W从多个支承销142上向箱体121的外部搬出。
然后，封闭控制部1判定是否从多个支承销142上搬出了基板W(步骤S24)。当未搬出基板W时，封闭控制部1待机直到从多个支承销142上搬出基板W。当已搬出基板W时，如图8所示，封闭控制部1使闸门131移动到封闭位置(步骤S25)，并结束曝光处理。通过重复上述的动作，能够对多个基板W依次进行曝光处理。
在上述的曝光处理中，在载置板151移动到处理位置前，光源部163向基板W照射真空紫外线。此时，在载置板151从待机位置向处理位置移动的过程中也向基板W照射真空紫外线。因此，在更短的时间内结束基板W的曝光。由此，能够进一步提高基板W的曝光处理的效率。
另一方面，可以在载置板151移动到处理位置后，从光源部163向基板W照射真空紫外线。即，步骤S9、S14、S15的处理可以在步骤S6～S8的处理之间进行，也可以与步骤S7的处理同时进行。此时，能够在箱体121内的氧浓度下降至曝光开始浓度的期间使载置板151移动到处理位置。因此，在更短的时间内结束基板W的曝光。由此，能够进一步提高基板W的曝光处理的效率。
此外，在上述的曝光处理中，在基板W的曝光量达到设定曝光量后，载置板151从处理位置移动到待机位置，但本发明不限于此。载置板151可以在基板W的曝光量达到设定曝光量前从处理位置移动到待机位置。即，步骤S20的处理可以在步骤S16的处理前进行。此时，在载置板151从处理位置向待机位置移动的过程中也向基板W照射真空紫外线。因此，在更早的时刻从处理室120中搬出基板W，结束曝光处理。由此，能够进一步提高基板W的曝光处理的效率。
(5)基板处理装置
图15是示意性示出具有图1的曝光装置100的基板处理装置的整体结构的框图。在以下说明的基板处理装置200中，利用嵌段共聚物的定向自组装(DSA)进行处理。具体而言，对基板W的被处理面上涂布包含定向自组装材料的处理液。然后，通过在定向自组装材料中发生的微相分离，在基板W的被处理面上形成两种聚合物的图案。利用溶剂除去两种聚合物之一的图案。
将包含定向自组装材料的处理液称为DSA液。此外，将通过微相分离除去在基板W的被处理面上形成的两种聚合物的图案之一的处理称为显影处理，将用于显影处理的溶剂称为显影液。
如图15所示，基板处理装置200不仅具有曝光装置100，还具有控制装置210、搬送装置220、热处理装置230、涂布装置240及显影装置250。控制装置210例如包括CPU及存储器、或者微型计算机，控制搬送装置220、热处理装置230、涂布装置240及显影装置250的动作。此外，控制装置210将用于控制图1的曝光装置100的封闭部130、升降部150、投光部160、置换部170及遮光部190的动作的指令提供给控制部110。
搬送装置220一边保持作为处理对象的基板W，一边在曝光装置100、热处理装置230、涂布装置240及显影装置250之间搬送该基板W。热处理装置230在涂布装置240进行的涂布处理及显影装置250进行的显影处理的前后进行基板W的热处理。
涂布装置240向基板W的被处理面供给DSA液，由此进行膜的涂布处理。本实施方式中，利用由两种聚合物构成的嵌段共聚物作为DSA液。作为两种聚合物的组合，例如，举出聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)、聚苯乙烯-聚二茂铁二甲基硅烷(PS-PFS)、聚苯乙烯-聚环氧乙烷(PS-PEO)、聚苯乙烯-聚乙烯基吡咯(PS-PVP)、聚苯乙烯-聚羟基苯乙烯(PS-PHOST)及聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸酯多面体低聚倍半硅氧烷(PMMA-PMAPOSS)等。
显影装置250对基板W的被处理面供给显影液，由此进行膜的显影处理。作为显影液的溶媒，例如，举出甲苯、庚烷、丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、环己酮、醋酸、四氢呋喃、异丙醇(IPA)或四甲基氢氧化铵(TMAH)等。
图16A～图16D是示出由图15的基板处理装置200进行的基板W的处理的一例的示意图。图16A～图16D中，通过剖视图示出每次进行处理时发生变化的基板W的状态。本例中，如图16A所示，作为基板W被搬入基板处理装置200前的初始状态，以覆盖基板W的被处理面的方式形成基底层L1，在基底层L1上形成有例如由光致抗蚀剂构成的引导图案L2。下面，利用图15及图16A～图16D说明基板处理装置200的动作。
搬送装置220将作为处理对象的基板W依次搬送至热处理装置230及涂布装置240。此时，热处理装置230中，基板W的温度被调节为适合形成DSA膜L3的温度。此外，涂布装置240中，向基板W的被处理面供给DSA液，进行涂布处理。由此，如图16B所示，在未形成引导图案L2的基底层L1上的区域形成由两种聚合物构成的DSA膜L3。
然后，搬送装置220将形成有DSA膜L3的基板W依次搬送至热处理装置230及曝光装置100。此时，热处理装置230中，通过进行基板W的加热处理，在DSA膜L3上产生微相分离。由此，如图16C所示，形成由一种聚合物构成的图案Q1和由另一种聚合物构成的图案Q2。本例中，线状图案Q1及线状图案Q2沿着引导图案L2定向形成。
然后，热处理装置230中，基板W被冷却。此外，曝光装置100中，对微相分离后的整个DSA膜L3照射用于对DSA膜L3进行改性的真空紫外线，进行曝光处理。由此，切断一种聚合物与另一种聚合物之间的键，使图案Q1与图案Q2分离。
接着，搬送装置220将由曝光装置100进行曝光处理后的基板W依次搬送至热处理装置230及显影装置250。此时，热处理装置230中，基板W被冷却。此外，显影装置250中，向基板W上的DSA膜L3供给显影液，进行显影处理。由此，如图16D所示，除去图案Q1，最终图案Q2残存在基板W上。最后，搬送装置220从显影装置250中回收显影处理后的基板W。
(6)效果
在本实施方式的曝光装置100中，在光源部163向基板W照射真空紫外线的同时，由照度计183接收一部分真空紫外线。因此，当照射到基板W的真空紫外线的照度发生变化时，由照度计183测量的真空紫外线的照度也发生同样的变化。
此外，照度计183的受光面位于与在光源部163向基板W照射真空紫外线的期间中的基板W的被处理面相同的高度。此时，真空紫外线从光源部163到达基板W的被处理面的衰减率与真空紫外线从光源部163到照度计183的受光面的衰减率相等。由此，向基板W的被处理面照射的真空紫外线的照度与由照度计183测量的照度相等。由此，能够基于由照度计183测量的照度准确且容易地计算基板W的曝光量。结果，能够准确地调节基板W的曝光量。
[2]第二实施方式
说明第二实施方式的曝光装置及基板处理装置与第一实施方式的曝光装置及基板处理装置的不同点。图17是本发明的第二实施方式中的曝光装置的剖面立体图。图18是图17的曝光装置100的纵剖视图。为了便于理解曝光装置100的内部结构，图17及图18中省略了一部分结构要素的图示。
如图18所示，在本实施方式的曝光装置100中，照度计183被固定构件124固定在箱体121的内侧面。照度计183在俯视时与透光板162的一个角部附近重合，并且受光元件的受光面位于与处理位置上的基板W的被处理面大致相同的高度。如此，本实施方式中，由于照度计183未安装于载置板151，因此载置板151不具有用于安装照度计183的图2的角部151c。
此外，如图17及图18所示，本实施方式的曝光装置100具有遮光部190A来代替图3的遮光部190。遮光部190A包括遮光构件191、驱动装置192及棒形状的支承构件194。遮光构件191例如是闸门，可以在遮挡从光源部163向照度计183照射的真空紫外线的遮光位置与不遮挡真空紫外线的非遮光位置之间移动。
驱动装置192例如是步进电机，具有可旋转的驱动轴192a。驱动装置192以驱动轴192a朝向上方的方式安装于箱体121的下表面。支承构件194以在上下方向上延伸的方式将遮光构件191与驱动装置192的驱动轴192a连结。驱动装置192的驱动轴192a以平行于上下方向的轴为中心旋转，由此遮光构件191在遮光位置与非遮光位置之间移动。
本实施方式中，照度计183不在上下方向上移动。因此，曝光处理中，优选，在基板W移动到处理位置，并且基板W的被处理面与照度计183的受光元件的受光面位于大致相同的高度后，从光源部163射出真空紫外线。因此，在本实施方式的曝光处理中，优选，图12～图14的步骤S9、S14、S15的处理在步骤S6～S8的处理之间进行。
[3]第三实施方式
说明第三实施方式的曝光装置及基板处理装置与第一实施方式的曝光装置及基板处理装置的不同点。图19是本发明的第三实施方式中的曝光装置的剖面立体图。图20是图19的曝光装置100的纵剖视图。为了便于理解曝光装置100的内部结构，图19及图20中省略了一部分结构要素的图示。
如图19及图20所示，本实施方式的曝光装置100具有遮光部190B来代替图3的遮光部190。除了不包括遮光构件191之外，遮光部190B具有与图3的遮光部190相同的结构。支承构件194通过一个端部支承照度计183来代替遮光构件191。与第二实施方式同样地，本实施方式中，由于照度计183不安装于载置板151，因此载置板151不具有用于安装照度计183的图2的角部151c。
如图20中的箭头所示，通过驱动装置192的驱动轴192a的进退，照度计183在能够接收真空紫外线的非遮光位置与不能接收真空紫外线的遮光位置之间移动。图20中用实线表示非遮光位置上的照度计183，用点划线表示遮光位置上的照度计183。具体而言，非遮光位置是在俯视时与透光板162的一个角部附近重合的位置。遮光位置是在俯视时比透光板162更靠外侧的位置。
即，本实施方式中，在曝光处理中，照度计183在非遮光位置与遮光位置之间移动，而并非遮光构件191。因此，在本实施方式的曝光处理中，在图13的步骤S11中，照度计183在非遮光位置与遮光位置之间移动，而并非遮光构件191。此外，在图13的步骤S19中，照度计183停止移动，而并非遮光构件191。
此外，本实施方式中，也优选对在非受光期间照射到基板W的真空紫外线的照度进行插值。本实施方式的非受光期间的照度的插值方式与第一实施方式的遮光期间的照度的插值方式相同。
此外，本实施方式中，与第二实施方式同样地，照度计183不在上下方向上移动。因此，曝光处理中，优选，在基板W移动到处理位置，并且基板W的被处理面与照度计183的受光元件的受光面位于大致相同的高度后，从光源部163射出真空紫外线。因此，在本实施方式的曝光处理中，优选，图12～图14的步骤S9、S14、S15的处理在步骤S6～S8的处理之间进行。
[4]其他实施方式
(1)第一～第三实施方式中，利用DSA液作为处理液，但本发明不限于此。也可以利用与DSA液不同的其他处理液。
(2)第一～第三实施方式中，真空紫外线的射出面大于基板W的被处理面，基板W的整个表面被曝光，但本发明不限于此。真空紫外线的射出面可以小于基板W的被处理面，也可以不射出面状的真空紫外线。此时，通过使真空紫外线的射出面与基板W的被处理面相对移动，向基板W的整个被处理面照射真空紫外线。
(3)第一～第三实施方式中，在曝光处理时向箱体121内供给非活性气体，但本发明不限于此。当在曝光处理时箱体121内的氧浓度可以充分降低时，也可以不向箱体121内供给非活性气体。
(4)第一～第三实施方式中，透光板162具有矩形状，但本发明不限于此。透光板162可以具有矩形状以外的多边形状、圆形状、长圆形状或椭圆形状等其他形状。此时，照度计183在俯视时配置在与非重叠区域重合的位置，该非重合区域是指透光板162与基板W的被处理面不重合的区域。由此，照度计183能够在不干扰基板W的情况下测量真空紫外线的照度。
(5)第一实施方式中，照度计183安装于载置板151，但本发明不限于此。只要照度计183能够随载置板151的移动沿上下方向移动，则照度计183可以不安装于载置板151。此时，照度计183可以通过与载置板151共用的驱动装置153移动，也可以通过不同于驱动装置153的驱动装置移动。
(6)第二实施方式中，曝光装置100中设置有遮光部190A，但本发明不限于此。曝光装置100中可以设置有与第一实施方式相同的遮光部190而不是遮光部190A。
(7)第二实施方式中，照度计183被固定，遮光构件191可以通过驱动装置192移动，但本发明不限于此。可以构成为遮光构件191被固定，并且照度计183能够通过驱动装置192移动。即，只要照度计183与遮光构件191能够相对移动即可。该结构中，将照度计183与遮光构件191在俯视时重合的位置作为遮光位置，将照度计183与遮光构件191在俯视时不重合的位置作为非遮光位置。
另外，第一实施方式中，也可以遮光构件191被固定，并且照度计183能够通过驱动装置192移动。此时，优选，安装有照度计183的载置板151的角部151c能够与圆形部151b独立地在水平面内移动。
(8)第一～第三实施方式中，照度计183的受光面位于与处理位置上的基板W的被处理面大致相同的高度，但本发明不限于此。只要照度计183的受光面位于以处理位置上的基板W的被处理面为基准的恒定高度，则照度计183的受光面可位于从处理位置上的基板W的被处理面离开的高度。
(9)第一～第三实施方式中，在氧浓度下降至曝光开始浓度的时刻，从光源部163开始向基板W照射真空紫外线，但本发明不限于此。可以在氧浓度下降至比曝光开始浓度低的氧浓度(例如不会产生臭氧的氧浓度)的时刻，开始从光源部163向基板W照射真空紫外线。
(10)第一～第三实施方式中，曝光装置100具有遮光部190、190A、190B，但本发明不限于此。曝光装置100可以不具有遮光部190、190A、190B。因此，可以不对遮光期间的照度进行插值，控制部110可以不包括遮光控制部7及照度插值部9。
[5]权利要求的各结构要素与实施方式的各部的对应关系
下面说明权利要求的各结构要素与实施方式的各结构要素对应的例子，但本发明不限于下面所述的例子。
上述实施方式中，基板W是基板的例子，光源部163是光源部的例子，照度计183是照度计的例子，曝光量计算部10是曝光量计算部的例子，曝光量比较部11是曝光量比较部的例子。投光控制部12是光源控制部的例子，曝光装置100是曝光装置的例子，处理室120是处理室的例子，载置板151是载置部的例子，升降控制部2是载置控制部的例子，遮光部190、190A、190B是遮光部的例子。照度插值部9是照度插值部的例子，涂布装置240是涂布处理部的例子，热处理装置230是热处理部的例子，显影装置250是显影处理部的例子，基板处理装置200是基板处理装置的例子。
也可以利用其他各种具有权利要求所述的结构或功能的结构要素作为权利要求的各结构要素。

Claims (6)

1.一种曝光装置，其中，具有：
光源部，能够向作为处理对象的基板的被处理面照射真空紫外线；
照度计，在所述光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，接收一部分真空紫外线，并测量接收的真空紫外线的照度；
曝光量计算部，基于由所述照度计测量的照度，计算基板的曝光量；以及
光源控制部，以向基板照射真空紫外线的方式控制所述光源部，并且，基于由所述曝光量计算部计算出的基板的曝光量，以停止向基板照射真空紫外线的方式控制所述光源部，
遮光部，在所述光源部向基板照射真空紫外线的照射期间，间歇地遮挡向所述照度计入射的真空紫外线，
所述照度计具有接收真空紫外线的受光面，且所述受光面位于以在照射真空紫外线的照射期间的基板的被处理面为基准的恒定高度。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其中，还具有照度插值部，基于由所述照度计测量的照度，在所述遮光部遮挡向所述照度计入射的真空紫外线的期间，对照射到基板的被处理面的真空紫外线的照度进行插值，
所述曝光量计算部进一步基于由所述照度插值部插值后的照度，计算基板的曝光量。
3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其中，所述光源部射出具有面状的截面的真空紫外线。
4.根据权利要求3所述的曝光装置，其中，所述光源部射出真空紫外线的射出面积大于基板的面积。
5.一种基板处理装置，其中，具有：
涂布处理部，通过对基板涂布处理液而在基板上形成膜；
热处理部，对通过所述涂布处理部形成有膜的基板进行热处理；
权利要求1～4中任一项所述的曝光装置，对通过所述热处理部进行了热处理的基板进行曝光；以及
显影处理部，向通过所述曝光装置进行了曝光的基板供给溶剂，由此对基板的膜进行显影。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，处理液包含定向自组装材料。
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