JP2002057133A

JP2002057133A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2002057133A
Application number: JP2000246413A
Authority: JP
Inventors: Taketora Shinoki; 武虎篠木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-08-15
Filing date: 2000-08-15
Publication date: 2002-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプハウジング内に不活性ガスの雰囲気を
効率的に形成または維持して不活性ガスの消費量または
ランニングコストを削減すること。【解決手段】不活性ガス雰囲気形成部１０２は、不活
性ガスを貯留する不活性ガス供給源（図示せず）からの
新規な不活性ガスをランプハウジング６６内に供給する
第１の不活性ガス供給部１１０と、ランプハウジング６
６より不活性ガスを排出する不活性ガス排出部１１２
と、ランプハウジング６６より排出された不活性ガスを
フィードバックしてランプハウジング６６に供給する第
２の不活性ガス供給部１１４とを有している。制御部９
２は、酸素濃度センサ１４４および圧力センサ１４６を
通じてランプハウジング６６内の酸素濃度および圧力を
モニタし、第１の不活性ガス供給部１１０における流量
調整部１１８および開閉バルブ１２０、不活性ガス排出
部１１２における開閉バルブ１２４、ならびに第２の不
活性ガス供給部１１４における開閉バルブ１２８，１３
６および給排気ファン１３２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に紫外
線を照射して所定の処理を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、被処
理基板（たとえば半導体ウエハ、ＬＣＤ基板等）の表面
が清浄化された状態にあることを前提として各種の微細
加工が行われる。したがって、各加工処理に先立ちまた
は各加工処理の合間に被処理基板表面の洗浄が行われ、
たとえばフォトリソグラフィー工程では、レジスト塗布
に先立って被処理基板の表面が洗浄される。

【０００３】従来より、被処理基板の表面から有機物を
除去するための洗浄法として、紫外線照射による乾式洗
浄技術が知られている。この洗浄技術は、所定波長（紫
外線光源として低圧水銀ランプを使用するときは１８５
ｎｍ、２５４ｎｍ、誘電体バリア放電ランプでは１７２
ｎｍ）の紫外線を用いて酸素を励起させ、生成されるオ
ゾンや発生期の酸素によって基板表面上の有機物を酸化
・気化させ除去するものである。

【０００４】従来の典型的な紫外線照射式洗浄装置は、
石英ガラスの窓を有するランプハウジング内に紫外線光
源となるランプを１本または複数本並べて収容し、該石
英ガラス窓を介してランプハウジングに隣接する洗浄処
理室内に被処理基板を配置し、ランプハウジング内のラ
ンプより発せられる紫外線を該石英ガラス窓を通して被
処理基板の被処理面に照射するようになっている。

【０００５】この種のランプハウジングにおいては、ハ
ウジング内に酸素が入っていると、ハウジング内でラン
プからの紫外線が酸素に吸収されて減衰する（したがっ
て被処理基板に対する紫外線照度が低下する）だけでな
く、オゾン等が発生して石英ガラス窓の内側面が白く濁
ってくるという不具合がある。そこで、ランプハウジン
グ内に不活性ガス（たとえば窒素ガス）を充満させて、
外から酸素が入ってくるのを防止するようにしている。
通常は、ランプハウジングを完全密閉または気密に構成
するのは実際上困難であるため、ハウジングの一端側か
ら不活性ガスを供給しながら他端側からガスを排出し
て、ハウジング内に不活性ガスを流し続ける方法が採ら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の紫外線照射式洗
浄装置では、上記のようにランプハウジング内に不活性
ガスをいわば垂れ流しで大量に供給し続けるため、不活
性ガスの消費にかなりの無駄があり、ランニングコスト
が高くつくという問題があった。

【０００７】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、紫外線ランプを収容するランプハウ
ジング内に不活性ガスの雰囲気を効率的に形成または維
持して不活性ガスの消費量またはランニングコストを削
減するようにした基板処理装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を達成するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の基板処理装置は、被処理基板に紫
外線を照射して所定の処理を行う基板処理装置におい
て、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給
を受けて紫外線を発するランプを１個または複数個有
し、前記ランプより発せられた紫外線を前記被処理基板
に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線ランプ
を収容し、前記支持手段と対向する側の面に紫外線を透
過させる窓部材を取付してなるランプハウジングと、前
記ランプハウジングから独立した不活性ガス供給源より
与えられる不活性ガスを前記ランプハウジング内に供給
する第１の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジン
グより不活性ガスを排出する不活性ガス排出手段と、前
記ランプハウジングより排出された不活性ガスをフィー
ドバックして前記ランプハウジング内に供給する第２の
不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジング内または
前記不活性ガス排出手段内の酸素濃度を測定する酸素濃
度測定手段と、前記酸素濃度測定手段より得られる酸素
濃度測定値に応じて前記ランプハウジングに対する前記
第１および第２の不活性ガス供給手段のそれぞれのガス
供給動作および前記不活性ガス排出手段のガス排出動作
を制御する制御手段とを具備する構成とした。

【０００９】上記の構成においては、ランプハウジング
内または不活性ガス排出手段内の酸素濃度が十分に低く
なっている状態の下で、第２の不活性ガス供給手段を作
動させることにより、第１の不活性ガス供給手段からの
新規な不活性ガスの供給量を少なくしてもランプハウジ
ング内に良好な不活性ガス雰囲気を維持することができ
る。

【００１０】本発明の第２の基板処理装置は、被処理基
板に紫外線を照射して所定の処理を行う基板処理装置に
おいて、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の
供給を受けて紫外線を発するランプを１個または複数個
有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記被処理基
板に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線ラン
プを収容し、前記支持手段と対向する側の面に紫外線を
透過させる窓部材を取付してなるランプハウジングと、
前記ランプハウジングから独立した不活性ガス供給源よ
り与えられる不活性ガスを前記ランプハウジング内に供
給する第１の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジ
ングより不活性ガスを排出する不活性ガス排出手段と、
前記ランプハウジングより排出された不活性ガスをフィ
ードバックして前記ランプハウジング内に供給する第２
の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジング内の圧
力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段より得
られる圧力測定値に応じて前記ランプハウジングに対す
る前記第１および第２の不活性ガス供給手段のそれぞれ
のガス供給および前記不活性ガス排出手段のガス排出動
作を制御する制御手段とを具備する構成とした。

【００１１】上記の構成においては、ランプハウジング
内の圧力を十分高い値に維持されている状態の下で、第
２の不活性ガス供給手段を作動させることにより、第１
の不活性ガス供給手段からの新規な不活性ガスの供給量
を少なくしてもランプハウジング内に良好な不活性ガス
雰囲気を維持することができる。

【００１２】本発明の基板処理装置において、好ましく
は、上記第１の基板処理装置における酸素濃度モニタ機
能と上記第２の基板処理装置における圧力モニタ機能と
を併用する装置構成としてよい。

【００１３】また、好ましくは、前記第１の不活性ガス
供給手段が前記不活性ガスの流量を調整するための第１
の流量調整手段を含む構成、あるいは前記第２の不活性
ガス供給手段が前記不活性ガスの流量を調整するための
第２の流量調整手段を含む構成としてよい。このような
流量調整機能により第１または第２の不活性ガス供給手
段のガス供給動作をより精細に制御することができる、

【００１４】さらに、前記第２の不活性ガス供給手段
が、前記不活性ガスの温度を所定の温度に調整するため
の温度調整手段を含む構成も好ましい。かかる温度調整
機能により、ランプハウジング内を昇温することなく不
活性ガスを安定に循環させることができる。

【００１５】また、好ましくは、前記第２の不活性ガス
供給手段が、前記ランプハウジングより排出された前記
不活性ガスの中に混入されている酸素を除去する酸素除
去手段を含む構成としてよい。かかる酸素除去機能によ
り、第２の不活性ガス供給手段においてランプハウジン
グ内に酸素濃度の低い良好な不活性ガスを安定に維持す
ることができ、第１の不活性ガス供給手段における新規
の不活性ガスの供給量（つまり消費量）を可及的に低減
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な実施形態を説明する。

【００１７】図１に、本発明の基板処理装置が組み込み
可能なシステム例として塗布現像処理システムを示す。
この塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置
され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製
造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗
浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベー
クの各処理を行うものである。露光処理は、このシステ
ムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で
行われる。

【００１８】この塗布現像処理システムは、大きく分け
て、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセス
ステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ
／Ｆ）１４とで構成される。

【００１９】システムの一端部に設置されるカセットス
テーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを収容する
カセットＣを所定数たとえば４個まで載置可能なカセッ
トステージ１６と、このステージ１６上のカセットＣに
ついて基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２０とを備えて
いる。この搬送機構２０は、基板Ｇを保持できる手段た
とえば搬送アームを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作
可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）
１２側の主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しを行えるよ
うになっている。

【００２０】プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、
上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗
浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロ
セス部２６とを基板中継部２３、薬液供給ユニット２５
およびスペース２７を介して（挟んで）横一列に設けて
いる。

【００２１】洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗
浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／
冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット
（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含ん
でいる。

【００２２】塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニ
ット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２
と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２
段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）
４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。

【００２３】現像プロセス部２６は、３つの現像ユニッ
ト（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニ
ット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５と、加熱ユニット（ＨＰ）５
３とを含んでいる。

【００２４】各プロセス部２２，２４，２６の中央部に
は長手方向に搬送路３６，５２，５８が設けられ、主搬
送装置３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各
プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入
／搬出または搬送を行うようになっている。なお、この
システムでは、各プロセス部２２，２４，２６におい
て、搬送路３６，５２，５８の一方の側にスピンナ系の
ユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方
の側に熱処理または照射処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯ
Ｌ，ＵＶ等）が配置されている。

【００２５】システムの他端部に設置されるインタフェ
ース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション１２と
隣接する側にイクステンション（基板受け渡し部）５７
およびバッファステージ５６を設け、露光装置と隣接す
る側に搬送機構５９を設けている。

【００２６】図２に、この塗布現像処理システムにおけ
る処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ
／Ｓ）１０において、搬送機構２０が、ステージ１６上
の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部
２２の主搬送装置３８に渡す（ステップＳ1）。

【００２７】洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、
先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に
順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では
紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユ
ニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステッ
プＳ2）。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が
除去される。これによって、基板Ｇの濡れ性が向上し、
次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めるこ
とができる。

【００２８】次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板
表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ3）。
スクラビング洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（Ｈ
Ｐ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ
4）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板
温度まで冷却される（ステップＳ5）。これで洗浄プロ
セス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送
装置３８により基板受け渡し部２３を介して塗布プロセ
ス部２４へ搬送される。

【００２９】塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、
先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ
6）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度ま
で冷却される（ステップＳ7）。

【００３０】その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット
（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥
ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次
いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁
部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ
8）。

【００３１】次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（Ｈ
Ｐ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット
（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行わ
れ（ステップＳ9）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一
定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。なお、
この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を
用いることもできる。

【００３２】上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセ
ス部２４の主搬送装置５４と現像プロセス部２６の主搬
送装置６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ
11）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パ
ターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基
板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４の搬送機
構５９は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステン
ション５７を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１
２の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ11）。

【００３３】現像プロセス部２６において、基板Ｇは、
現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理
を受け（ステップＳ12）、次いで加熱／冷却ユニット
（ＨＰ／ＣＯＬ）５５の１つに順次搬入され、最初の加
熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ス
テップＳ13）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基
板温度まで冷却される（ステップＳ14）。このポストベ
ーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５３を用いることもで
きる。

【００３４】現像プロセス部２６での一連の処理が済ん
だ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の
搬送装置６０，５４，３８によりカセットステーション
（Ｃ／Ｓ）１０まで戻され、そこで搬送機構２０により
いずれか１つのカセットＣに収容される（ステップＳ
1）。

【００３５】この塗布現像処理システムにおいては、洗
浄プロセス部２２の紫外線照射ユニット（ＵＶ）に本発
明を適用することができる。以下、図３〜図６につき本
発明を紫外線照射ユニット（ＵＶ）に適用した実施形態
を説明する。

【００３６】図３に示すように、この実施形態の紫外線
照射ユニット（ＵＶ）は、下面にたとえば合成石英ガラ
スからなる紫外線照射窓６２を取付し、室内に複数本
（図示の例は３本）の円筒状紫外線ランプ６４(1)，６
４(2)‥‥，６４(n)をランプの長手方向と直交する水平
方向に並べて収容してなるランプハウジング６６と、こ
のランプハウジング６６の下に隣接して設けられた洗浄
処理室６８とを有する。

【００３７】ランプハウジング６６内において、各紫外
線ランプ６４(1)〜６４(n)はたとえば誘電体バリア放電
ランプでよく、後述するランプ電源部（１００）より商
用交流電力の供給を受けて発光し、有機汚染の洗浄に好
適な波長１７２ｎｍの紫外線（紫外エキシマ光）を放射
する。各紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)の背後つまり上
には横断面円弧状の凹面反射鏡７０が配置されており、
各ランプ６４(1)〜６４(n)より上方ないし側方に放射さ
れた紫外線は直上の反射鏡凹面部で反射して紫外線照射
窓６２側に向けられるようになっている。

【００３８】ランプハウジング６６は、たとえばステン
レス鋼板からなる筐体として構成されており、紫外線を
吸収する（したがってランプ発光効率を悪化させる）酸
素がハウジング内に進入するのを防止するための不活性
ガスたとえばＮ2ガスを導入しかつ充満できるようにな
っている。また、紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)をたと
えば水冷方式で冷却する冷却ジャケット（図示せず）も
設けられている。

【００３９】ランプハウジング６６の両側には、この紫
外線照射ユニット（ＵＶ）内の各部に所要の用力または
制御信号を供給するための用力供給部および制御部等を
収容するユーティリティ・ユニット７４が設けられてい
る。

【００４０】洗浄処理室６８内には、基板Ｇを載置して
支持するための水平移動および昇降可能なステージ７６
が設けられている。この実施形態では、ボールネジ機構
を用いる自走式のステージ駆動部８０の上にステージ７
６を垂直方向（図のＺ方向）に昇降可能に搭載し、ステ
ージ駆動部８０がボールネジ軸７８およびこれと平行に
延在するガイド８２に沿って所定の水平方向（図のＹ方
向）に、つまりランプハウジング６６の真下をランプ配
列方向と平行に横切るように、可変制御可能な速度で往
復移動できるように構成されている。

【００４１】ステージ７６には、基板Ｇの搬入／搬出時
に基板Ｇを水平姿勢で担持するための複数本（たとえば
６本）のリフトピン８４が垂直に貫通している。この実
施形態では、各リフトピン８４が基板受け渡し用の所定
高さ位置で固定され、これらの固定リフトピン８４に対
してステージ７６が基板Ｇの搬入／搬出の邪魔にならな
い退避用の下限高さ位置Ｈbとステージ７６自ら基板Ｇ
を載置支持するための一点鎖線で示す上限高さ位置Ｈa
との間で昇降機構（図示せず）により昇降可能となって
いる。

【００４２】ステージ７６は基板Ｇよりも一回り大きな
サイズに形成され、基板Ｇを載置する基板載置面（ステ
ージ上面）には、基板Ｇを支持するための多数の支持ピ
ン（図示せず）や基板Ｇを吸引保持するための真空チャ
ック吸引口（図示せず）が設けられている。

【００４３】ステージ７６のＹ方向原点位置に隣接する
洗浄処理室６８の側璧には、固定リフトピン８４の上端
部に近い高さ位置にて基板Ｇを搬入／搬出するための開
閉可能なシャッタ（扉）８６が取り付けられている。こ
のシャッタ８６は洗浄プロセス部２２の搬送路３６（図
１）に面しており、搬送路３６上から主搬送装置３８が
開状態のシャッタ８６を通って洗浄処理室６８内への基
板Ｇの搬入・搬出を行えるようになっている。

【００４４】洗浄処理室６８の側璧または底面には１つ
または複数の排気口８８が設けられており、各排気口８
８は排気管９０を介して排気ダクト等の排気系統（図示
せず）に接続されている。また、洗浄処理室６８の適当
な箇所に外気吸い込み口（図示せず）が設けられてよ
い。

【００４５】図４に、この紫外線照射ユニット（ＵＶ）
における制御系の構成を示す。制御部９２は、マイクロ
コンピュータで構成されてよく、内蔵のメモリには本ユ
ニット内の各部および全体を制御するための所要のプロ
グラムを格納しており、適当なインタフェースを介し
て、本塗布現像処理システムの全体的な処理手順を統括
するメインコントローラ（図示せず）や本紫外線照射ユ
ニット（ＵＶ）内の制御系の各部に接続されている。

【００４６】この実施形態において、制御部９２と関係
する本紫外線照射ユニット（ＵＶ）内の主要な部分は、
シャッタ８６を開閉駆動するためのシャッタ駆動部９
４、ステージ７６をＺ方向で昇降駆動するためのステー
ジ昇降駆動部９６、ステージ７６をＹ方向で水平駆動ま
たは走査駆動するための走査駆動部９８、ランプハウジ
ング６６内の紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を点灯駆動
するためのランプ電源部１００、ランプハウジング６６
内に不活性ガスの雰囲気を形成するための不活性ガス雰
囲気形成部１０２、装置内の各部の状態または状態量を
検出するためのセンサ類１０４等である。ステージ昇降
駆動部９６および走査駆動部９８はそれぞれの駆動源と
してたとえばサーボモータを有し、ステージ駆動部８０
内に設けられる。センサ類１０４は、ランプハウジング
６６に設けられる後述する酸素濃度センサ１４４や圧力
センサ１４６（図５）を含む。

【００４７】図５に、不活性ガス雰囲気形成部１０２の
一構成例を示す。この不活性ガス雰囲気形成部１０２
は、不活性ガス（たとえば窒素ガス）を貯留する不活性
ガス供給源（図示せず）からの新規な不活性ガスをラン
プハウジング６６内に供給する第１の不活性ガス供給部
１１０と、ランプハウジング６６より不活性ガスを排出
する不活性ガス排出部１１２と、ランプハウジング６６
より排出された不活性ガスをフィードバックしてランプ
ハウジング６６に供給する第２の不活性ガス供給部１１
４とを有している。

【００４８】第１の不活性ガス供給部１１０は、上記不
活性ガス供給源からの不活性ガスをランプハウジング６
６の一側璧に形成されたガス導入口６６ａまで送るため
のガス供給配管１１６と、このガス供給配管１１６に上
流側から順次設けられている流量調整部１１８および電
磁式開閉バルブ１２０とを有している。流量調整部１１
８におけるガス流量の調整および開閉バルブ１２０にお
けるガス流路のオン・オフのいずれも制御部９２よって
制御される。

【００４９】不活性ガス排出部１１２は、ランプハウジ
ング６６の上記ガス導入口６６ａとは反対側の側璧に形
成されたガス排出口６６ｂより不活性ガスを本紫外線照
射ユニット（ＵＶ）の外（大気または排気ダクト）へ導
くためのガス排出配管１２２と、このガス排出配管１２
２に設けられた電磁式開閉バルブ１２４とを有してい
る。この開閉バルブ１２４は制御部９２よって開閉制御
される。

【００５０】第２の不活性ガス供給部１１４は、一端
（始端）がガス排出配管１２２に接続され、他端（終
端）がガス供給配管１１６に接続されているガスフィー
ドバック配管１２６と、このガスフィードバック配管１
２６に上流側（ガス排出配管１２２側）から順次設けら
れている電磁式開閉バルブ１２８、酸素吸着除去部１３
０、給排気ファン１３２、冷却ラジエター１３４および
電磁式開閉バルブ１３６とを有している。両開閉バルブ
１２８，１３６の開閉状態および給排気ファン１３２の
オン・オフおよび回転数（回転速度）は制御部９２よっ
て開閉制御される。

【００５１】酸素吸着除去部１３０は、たとえば鉄紛か
らなる酸素吸着材（剤）を含むフィルタを有し、ランプ
ハウジング６６より排出された不活性ガスの中に混入し
ている酸素（Ｏ2）を酸素吸着材（剤）に吸着して不活
性ガスから分離または除去するように構成されている。
冷却ラジエター１３４は水冷式の熱交換器であり、冷却
水供給部１３８から配管１４０，１４２を介して供給さ
れる一定温度たとえば２０゜Ｃの冷却水によって、ガス
フィードバック配管１２６内を流れる不活性ガスを所定
温度に温調するようになっている。

【００５２】ランプハウジング６６内のガス排出口６６
ｂに近い位置、好ましくは紫外線ランプ６４(1)〜６４
(n)と紫外線照射窓６２との間の位置に、酸素濃度セン
サ１４４が設けられている。酸素濃度センサ１４４は、
その周囲の雰囲気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度を表
す電気的出力信号を制御部９２に送る。制御部９２に
は、酸素濃度センサ１４４の出力信号に基づいてセンサ
１４４付近の酸素濃度測定値を求める測定回路が含まれ
ている。

【００５３】また、ランプハウジング６６内の適当な箇
所に圧力センサ１４６も設けられており、この圧力セン
サ１４６によってランプハウジング６６内の圧力が測定
されるようになっている。制御部９２には、圧力センサ
１４６の出力信号に基づいてランプハウジング６６内の
圧力測定値を求める測定回路が含まれている。

【００５４】制御部９２は、上記構成の不活性ガス雰囲
気形成部１０２を次のように制御する。先ず、本紫外線
照射ユニット（ＵＶ）の立ち上げ時または初期化時に
は、開閉バルブ１２０，１２４をオン（開状態）にする
とともに、開閉バルブ１２８，１３６をオフ（閉状態）
にする。つまり、第２の不活性ガス供給部１１４を止め
ておいて、第１の不活性ガス供給部１１０と不活性ガス
排出部１１２とを作動させる。これにより、ランプハウ
ジング６６内は、第１の不活性ガス供給部１１０より導
入される新規の不活性ガスによってパージングされ、ラ
ンプハウジング６６内の空気は不活性ガスと一緒に不活
性ガス排出部１１２を介して外へ排出される。

【００５５】制御部９２は、上記パージングを実行しな
がら、圧力センサ１４６を通じてランプハウジング６６
内の圧力をモニタするととともに、酸素濃度センサ１４
４を通じてランプハウジング６６内の酸素濃度をモニタ
する。そして、ランプハウジング６６内の圧力が設定値
以上または設定範囲内に維持されていて、酸素濃度測定
値が設定値まで下がったなら、その時点で開閉バルブ１
２０，１２４をオフ（閉状態）に切り換える。これによ
り、ランプハウジング６６は、内部が不活性ガスで充満
した状態で、第１および第２の不活性ガス供給部１１
０，１１４および不活性ガス排出部１１２のいずれから
も遮断される。

【００５６】制御部９２は、圧力および酸素濃度をモニ
タしながら、この遮断状態をしばらく維持してもよい
が、好ましくは開閉バルブ１２６，１３６をオン（開状
態）にするとともに給排気ファン１３２を運転または回
転させて第２の不活性ガス供給部１１４を作動させてよ
い。第２の不活性ガス供給部１１４が作動すると、ラン
プハウジング６６内の不活性ガスはガス排出口６６ｂよ
り配管１２２、１２６を通って酸素吸着除去部１３０に
送られ、ここで不活性ガスの中に混入している酸素つま
りランプハウジング６６の中に進入した酸素の一部が除
去される。そして、酸素を除かれた不活性ガスは、給排
気ファン１３２の出側で冷却ラジエター１３４により所
定温度（たとえば２５゜Ｃ）まで冷却され、配管１２
６，１１６を通ってランプハウジング６６のガス導入口
６６ａにフィードバックされる。

【００５７】このように、第２の不活性ガス供給部１１
４とランプハウジング６６との間で不活性ガス循環シス
テムが形成され、このシステム内の不活性ガスは第２の
不活性ガス供給部１１４を流れる途中で酸素を除去され
るとともに所定温度に温調される。こうして、第１の不
活性ガス供給部１１０からの新規な不活性ガスの供給を
止めても、ランプハウジング６内に酸素濃度の低い不活
性ガス雰囲気を安定維持することができる。

【００５８】制御部９２は、上記不活性ガス循環システ
ムにおいて、ランプハウジング６６内の圧力が所定の下
限値を割ったときは、開閉バルブ１２０をオン（開状
態）にして第１の不活性ガス供給部１１０より新規の不
活性ガスをランプハウジング６６内に補給してよい。

【００５９】また、外からランプハウジング６６内に進
入する酸素の量が酸素吸着除去部１３０の酸素除去能力
を超えてしまい酸素濃度が所定の上限値を超えたとき
は、やはり開閉バルブ１２０をオン（開状態）にして第
１の不活性ガス供給部１１０より新規の不活性ガスをラ
ンプハウジング６６内に補給するととともに、開閉バル
ブ１２４をオン（開状態）にしてランプハウジング６６
からの排ガスを不活性ガス排出部１１２を介して外へ捨
てるようにしてよい。この場合、第２の不活性ガス供給
部１１４の動作を継続してもよいが、停止させてもよ
い。第２の不活性ガス供給部１１４の動作を止めること
で、ランプハウジング６６内は第１の不活性ガス供給部
１１０より供給される新規の不活性ガスでパージングさ
れる。もっとも、このパージングの所要時間は立ち上げ
時のパージングの所要時間に比して格段に短くて済み、
パージングの終了後は上記不活性ガス循環システムに再
度切り換えてよい。

【００６０】なお、第２の不活性ガス供給部１１４にお
いて酸素吸着除去部１３０を省くことも可能である。そ
の場合、上記不活性ガス循環システム単独でランプハウ
ジング６６内に良好な不活性ガス雰囲気を形成するのは
難しいが、第１の不活性ガス供給部１１０と併用するこ
とで新規不活性ガスの消費量を低減することができる。
つまり、第２の不活性ガス供給部１１４が作動するの
は、ランプハウジング６６内の酸素濃度が十分低い時で
ある。したがって、不活性ガス排出部１２４を介してラ
ンプハウジング６６内のガスを外へ捨てながら、ランプ
ハウジング６６内に第１の不活性ガス供給部１１０より
新規の不活性ガスを補給すると同時に、第２の不活性ガ
ス供給部１１４により酸素濃度の十分低い不活性ガスを
循環供給することにより、第１の不活性ガス供給部１１
０からのガス供給量が少なくてもランプハウジング６６
内を圧力の十分高い陽圧状態にし、外からの酸素の進入
を効果的に防止することができる。

【００６１】制御部９２は、ランプハウジング６６に対
して、第１の不活性ガス供給部１１０のガス供給量また
は供給レートを流量調整部１１８または開閉バルブ１２
０を通じて制御し、第２の不活性ガス供給部１１４のガ
ス供給量または供給レートを給排気ファン１３２または
開閉弁１１８，１３６を通じて制御することができる。

【００６２】図６に、この紫外線照射ユニット（ＵＶ）
における基板洗浄処理動作の手順を示す。先ず、上記メ
インコントローラからの指示を受けて制御部９２を含め
てユニット内の各部を初期化する（ステップＡ1）。こ
の初期化の中で、ステージ７６は、Ｙ方向ではシャッタ
８６に近接する所定の原点位置に位置決めされ、Ｚ方向
では退避用の高さ位置（Ｈb）に降ろされる。また、上
記したように不活性ガス雰囲気形成部１０２を立ち上げ
ることも可能である。

【００６３】主搬送装置３８（図１）がカセットステー
ション（Ｃ／Ｓ）１０から処理前の基板Ｇを本紫外線照
射ユニット（ＵＶ）の前まで搬送してくると、制御部９
２は主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しをするように該
当の各部を制御する（ステップＡ2）。

【００６４】より詳細には、先ずシャッタ駆動部９４を
制御してシャッタ８６を開けさせる。主搬送装置３８は
一対の搬送アームを有しており、一方の搬送アームに洗
浄前の基板Ｇを載せ、他方の搬送アームを空き（基板無
し）状態にしてくる。本紫外線照射ユニット（ＵＶ）内
に洗浄済みの基板Ｇがないときは、洗浄前の基板Ｇを支
持する方の搬送アームをそのまま開状態のシャッタ８６
を通って洗浄処理室６８内に伸ばし、その未洗浄基板Ｇ
を固定リフトピン８４の上に移載する。本紫外線照射ユ
ニット（ＵＶ）内に洗浄済みの基板Ｇが有るときは、最
初に空の搬送アームでその洗浄済みの基板Ｇを搬出して
から、未洗浄の基板Ｇを上記と同様にして搬入する。上
記のようにして本紫外線照射ユニット（ＵＶ）で紫外線
洗浄処理を受けるべき基板Ｇが主搬送装置３８により固
定リフトピン８４の上に搬入載置されたなら、シャッタ
８６を閉める。

【００６５】次いで、制御部９２は、ステージ昇降駆動
部９６を制御してステージ７６を基板載置用の高さ位置
Ｈaまで上昇させる（ステップＡ3）。この際、ステージ
７６の上昇する間に真空チャック部の吸引を開始させ、
ステージ７６が基板載置用の高さ位置Ｈaに到達すると
同時に基板Ｇを吸引保持できるようにしてよい。

【００６６】次に、制御部９２は、ランプ電源部１００
を制御して紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を点灯させ
（ステップＡ4）、基板Ｇに対する紫外線照射洗浄処理
を実行する（ステップＡ5）。

【００６７】この紫外線照射洗浄処理を行うため、制御
部９２はステージ駆動部８０内の走査駆動部９８により
ステージ７６を原点位置と点線７６’で示す往動位置と
の間でＹ方向に片道移動または往復移動させる。このス
テージ７６のＹ方向移動によりステージ上の基板Ｇがラ
ンプハウジング６６の真下を所定の高さ位置ＨaでＹ方
向に横切ることで、ランプハウジング６６の紫外線照射
窓６２よりほぼ垂直下方に向けて放射される波長１７２
ｎｍの紫外線が基板Ｇを照射しながらＹ方向とは逆方向
に基板の一端から他端まで走査する。

【００６８】このように基板Ｇに対して所定波長（１７
２ｎｍ）の紫外線が照射されることにより、基板表面付
近に存在している酸素が該紫外線によって励起され、酸
素原子ラジカルＯ＊やオゾンＯ3が生成される。これら
酸素原子ラジカル等により、基板Ｇの表面に付着してい
る有機物が二酸化炭素と水とに分解して基板表面から除
去される。分解・気化した有機物は排気口８８から排気
される。

【００６９】このような走査式の紫外線洗浄処理におい
て、基板Ｇに対する紫外線の照射量または積算光量はス
テージ７６の移動速度（走査速度）に反比例する。つま
り、走査速度を速くするほど基板Ｇに対する紫外線照射
時間が短くなって紫外線照射量は少なくなり、反対に走
査速度を遅くするほど基板Ｇに対する紫外線照射時間が
長くなって紫外線照射量は多くなる。一定の限度内で、
紫外線照射量が多いほど、基板Ｇの表面から除去される
有機物も多くなる。

【００７０】上記のような基板Ｇに対する走査式の紫外
線洗浄処理が終了したなら、制御部９２はランプ電源部
１００を制御して紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を消灯
させる（ステップＡ6）。

【００７１】次いで、制御部９２はステージ７６をスタ
ート位置に戻す（ステップＡ7）。この実施形態では、
先ず走査駆動部９８によりステージ７６を往動位置（図
３の点線位置７６’）からＹ方向原点位置まで移動また
は復動させ、次にＹ方向原点位置にて真空チャックをオ
フにしてからステージ昇降駆動部９６によりステージ７
６を退避用の高さ位置（Ｈb）まで降ろし、基板Ｇを固
定リフトピン８４に支持させる。こうして、１枚の基板
Ｇに対する本紫外線洗浄ユニット（ＵＶ）内の全工程が
終了し、主搬送装置３８（図１）が来るのを待つ。

【００７２】上記した実施形態における不活性ガス雰囲
気形成部１０２の構成は一例であり、種々の変形が可能
である。たとえば、上記した実施形態では、第２の不活
性ガス供給部１１４の始端および終端を不活性ガス排出
部１１２のガス排出配管１２２および第１の不活性ガス
供給部１１０のガス供給配管１１６に接続した。しか
し、ランプハウジング６６に上記ガス排出口６６ｂとは
別個の第２ガス排出口を設け、この第２ガス排出口に第
２の不活性ガス供給部１１４の始端を接続する構成とす
ることも可能である。あるいは、ランプハウジング６６
に上記ガス導入口６６ａとは別個の第２ガス導入口を設
け、この第２ガス導入口に第２の不活性ガス供給部１１
４の終端を接続する構成も可能である。また、酸素濃度
センサ１４４や圧力センサ１４６の配置位置も種々選択
可能であり、たとえば酸素濃度センサ１４４をガス排出
配管１２２に設けることも可能である。

【００７３】また、上記した実施形態では、ランプハウ
ジング６６内の酸素濃度および圧力を同時にモニタして
第１および第２の不活性ガス供給部１１０，１１４およ
び不活性ガス排出部１１２の各動作を制御した。しか
し、制御の精度は低下するが、ランプハウジング６６内
の酸素濃度または圧力のいずれか一方だけをモニタする
方式も可能である。

【００７４】上記した実施形態におけるランプハウジン
グ６６や洗浄処理室６８内の構成、特にステージ７６、
ステージ駆動部８０等の構成も一例であり、各部につい
て種々の変形が可能である。たとえば、上記した実施形
態では、ランプハウジング６６側を固定し、ステージ７
６上の基板Ｇをランプ配列方向に平行移動させる走査方
式であった。しかし、基板Ｇ側を所定位置で固定し、ラ
ンプハウジング６６側を基板面と平行に移動させる走査
方式も可能である。走査駆動手段は、上記のようなボー
ルネジ機構に限定されるものではなく、ベルト式やロー
ラ式等でもよい。また、走査方式ではなく、ランプハウ
ジング６６および基板Ｇの双方を所定位置に固定して対
向配置する静止方式も可能である。

【００７５】上記実施形態は、紫外線照射洗浄装置（Ｕ
Ｖ）に係わるものであった。しかし、本発明の基板処理
装置は、有機汚染の除去以外の目的で被処理基板に紫外
線を照射する処理にも適用可能である。たとえば、上記
したような塗布現像処理システムにおいて、ポストベー
キング（ステップＳ13）の後にレジストを硬化させる目
的で基板Ｇに紫外線を照射する工程に上記実施形態と同
様の紫外線照射装置を使用できる。本発明における被処
理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基
板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能
である。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板処理
装置によれば、紫外線ランプを収容するランプハウジン
グ内に不活性ガスの雰囲気を効率的に形成または維持し
て、不活性ガスの消費量またはランニングコストを削減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処
理システムの構成を示す平面図である。

【図２】実施形態の塗布現像処理システムにおける処理
の手順を示すフローチャートである。

【図３】実施形態の紫外線照射ユニットの構成を示す斜
視図である。

【図４】実施形態の紫外線照射ユニットの主要な制御系
の構成を示すブロック図である。

【図５】実施形態の紫外線照射ユニットにおける不活性
ガス雰囲気形成部の一構成例を示す図である。

【図６】実施形態の紫外線照射ユニットにおける基板処
理動作の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３８主搬送装置ＵＶ紫外線照射ユニット６２石英ガラス窓６４(1)，６４(2)，‥‥，６４(n) 紫外線ランプ６６ランプハウジング６８洗浄処理室７６ステージ７８ボールネジ軸８０ステージ駆動部８２ガイド９２制御部９６ステージ昇降駆動部９４走査駆動部１０２不活性ガス雰囲気形成部１１０第１の不活性ガス供給部１１２不活性ガス排出部１１４第２の不活性ガス供給部１１６ガス供給配管１１８流量調整部１２０，１２４，１２８，１３６開閉バルブ１２２ガス排出配管１２６ガスフィードバック配管１３０酸素吸収除去部１３２給排気ファン１３４冷却ラジエター１３８冷却水供給部１４４酸素濃度センサ１４６圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板に紫外線を照射して所定の処
理を行う基板処理装置であって、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給を受けて紫外線を発するランプを１個または
複数個有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記被
処理基板に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線ランプを収容し、前記支持手段と対向する側
の面に紫外線を透過させる窓部材を取付してなるランプ
ハウジングと、前記ランプハウジングから独立した不活性ガス供給源よ
り与えられる不活性ガスを前記ランプハウジング内に供
給する第１の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジングより不活性ガスを排出する不活性
ガス排出手段と、前記ランプハウジングより排出された不活性ガスをフィ
ードバックして前記ランプハウジング内に供給する第２
の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジング内または前記不活性ガス排出手段
内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段と、前記酸素濃度測定手段より得られる酸素濃度測定値に応
じて前記ランプハウジングに対する前記第１および第２
の不活性ガス供給手段のそれぞれのガス供給動作および
前記不活性ガス排出手段のガス排出動作を制御する制御
手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】被処理基板に紫外線を照射して所定の処
理を行う基板処理装置であって、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給を受けて紫外線を発するランプを１個または
複数個有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記被
処理基板に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線ランプを収容し、前記支持手段と対向する側
の面に紫外線を透過させる窓部材を取付してなるランプ
ハウジングと、前記ランプハウジングから独立した不活性ガス供給源よ
り与えられる不活性ガスを前記ランプハウジング内に供
給する第１の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジングより不活性ガスを排出する不活性
ガス排出手段と、前記ランプハウジングより排出された不活性ガスをフィ
ードバックして前記ランプハウジング内に供給する第２
の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジング内の圧力を測定する圧力測定手段
と、前記圧力測定手段より得られる圧力測定値に応じて前記
ランプハウジングに対する前記第１および第２の不活性
ガス供給手段のそれぞれのガス供給動作および前記不活
性ガス排出手段のガス排出動作を制御する制御手段とを
具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】被処理基板に紫外線を照射して所定の処
理を行う基板処理装置であって、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給を受けて紫外線を発するランプを１個または
複数個有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記被
処理基板に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線ランプを収容し、前記支持手段と対向する側
の面に紫外線を透過させる窓部材を取付してなるランプ
ハウジングと、前記ランプハウジングから独立した不活性ガス供給源よ
り与えられる不活性ガスを前記ランプハウジング内に供
給する第１の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジングより不活性ガスを排出する不活性
ガス排出手段と、前記ランプハウジングより排出された不活性ガスをフィ
ードバックして前記ランプハウジング内に供給する第２
の不活性ガス供給手段と、前記ランプハウジング内または前記不活性ガス排出手段
内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段と、前記ランプハウジング内の圧力を測定する圧力測定手段
と、前記酸素濃度測定手段より得られる酸素濃度測定値と前
記圧力測定手段より得られる圧力測定値とに応じて前記
ランプハウジングに対する前記第１および第２の不活性
ガス供給手段のそれぞれのガス供給動作および前記不活
性ガス排出手段のガス排出動作を制御する制御手段とを
具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】前記第１の不活性ガス供給手段が、前記
不活性ガスの流量を調整するための第１の流量調整手段
を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の基板処理装置。
【請求項５】前記第２の不活性ガス供給手段が、前記
不活性ガスの流量を調整するための第２の流量調整手段
を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の基板処理装置。
【請求項６】前記第２の不活性ガス供給手段が、前記
不活性ガスの温度を所定の温度に調整するための温度調
整手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の基板処理装置。
【請求項７】前記第２の不活性ガス供給手段が、前記
ランプハウジングより排出された前記不活性ガスの中に
混入されている酸素を除去する酸素除去手段を含むこと
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理
装置。