JP2004319559A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理される被処理基板が受光する露光量と同等の露光量を検出し、その検出信号に基づいて被処理基板毎の露光量を安定させて品質の向上及び歩留まりの向上を図れるようにすること。
【解決手段】半導体ウエハＷを載置する載置ステージ６７と、載置ステージ６７に載置されたウエハＷに向かって紫外線を照射する紫外線ランプ８０とを、ボールねじ機構６８によって相対的に平行移動可能に形成する。載置ステージ６７に、この載置ステージ６７と紫外線ランプ８０とが相対的に平行移動した際に、ウエハＷが受光する露光量を検出する光センサ１００を配設し、光センサ１００の検出信号に基づいてＣＰＵ２００からの制御信号を電力供給装置８０ａに伝達して、紫外線ランプ８０の露光量を制御する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板、あるいは、マスク基板等の被処理基板に光、例えば紫外線を照射して処理を施す基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの製造工程においては、層間絶縁膜等の誘電体膜を形成する方法としてＳＯＤ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムを用いて、半導体ウエハ等（以下に被処理基板という）に塗布液を塗布して塗布膜を形成した後に、加熱等の物理的処理を施す方法が知られている。塗布膜を形成する方法としては、一般に、停止又は回転する被処理基板の略中心部に塗布液を供給（吐出）し、その後、被処理基板を所定の回転数で回転させることによって塗布液を被処理基板全体に拡げる方法（スピンコート）が用いられている。
【０００３】
上記のようにして、被処理基板に塗布膜を形成する場合には、その前処理として、被処理基板の表面に所定の波長の紫外線を照射し、被処理基板の表面の塗布液に対する濡れ性を改質する処理、すなわち、被処理基板の表面が塗布液に対して全体的に均一な接触角を有する状態となるように行われている。更に、被処理基板に紫外線を照射することにより、表面のエネルギが上昇し、塗布膜との結合力が強くなり、密着性が向上する。具体的には、載置手段に載置された被処理基板例えば半導体ウエハと光照射手段である紫外線ランプとを対向させて、紫外線ランプから紫外線を半導体ウエハに照射することにより、半導体ウエハ上に塗布されている塗布膜（絶縁膜材料）の表面を低接触角となるように改質している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５６０６１（特許請求の範囲、段落番号００４２〜００４５、００５３〜００５６、図５）
上記のようにして被処理基板の表面に紫外線を照射する際、被処理基板と光照射手段を静止するか、あるいは、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動して、被処理基板の全体に紫外線を照射している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光照射手段から照射される紫外線の光量は時間と共に変化しており、被処理基板との間の露光量の差が生じる。この露光量の差によって各被処理基板毎の露光量が不均一となり、品質の低下や歩留まりの低下を招くという問題があった。そのため、光照射手段から照射される紫外線の光強度（露光量）を検出し、その検出データに基づいて光照射手段の露光量を調整する必要がある。光照射手段の露光量を調整する方法として、従来では、照射面において光照射手段から照射される光の照度をモニタリングし、このモニタ信号を光照射手段にフィードバックする方法が採用されている。
【０００６】
しかしながら、この方法では、露光量の検出時と実際に被処理基板が受光する露光時とに時間的ずれが生じるため、正確な露光量を得ることができない。特に、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動しながら被処理基板を露光処理するものにおいては、被処理基板が受光する正確な露光量を検出することができず、被処理基板毎の露光量の安定化が図れない。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、処理される被処理基板が受光する露光量と同等の露光量を検出し、その検出データ（検出信号）に基づいて被処理基板毎の露光量を安定させて品質の向上及び歩留まりの向上を図れるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の基板処理方法は、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する基板処理方法であって、上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この発明の基板処理方法において、上記被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射するように形成する方が好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、光検出手段は１個であってもよく、あるいは、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出し、検出された複数の検出信号に基づいて光照射手段の中央部と端部の露光量を制御するようにしてもよい（請求項３）。
【００１１】
また、上記光照射手段の露光量の制御形態としては、例えば、光照射手段への供給電力を制御する（請求項４）、また、光照射手段の照射側に配設されたシャッタの開閉制御によって行う（請求項５）、あるいは、光照射手段の照射領域内に供給される、照射光を減衰する分子を含む露光調整用気体の上記分子の濃度調整によって行う（請求項６）等がある。
【００１２】
また、上記光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行う方が好ましい（請求項７）。
【００１３】
この発明の基板処理装置は、この発明の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する基板処理装置であって、 上記被処理基板を載置する基板載置手段と、 上記基板載置手段に載置された被処理基板に向かって光を照射する光照射手段と、 上記基板載置手段と光照射手段とを相対的に平行移動する移動手段と、 上記基板載置手段に設けられ、この基板載置手段と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記被処理基板が受光する露光量を検出する光検出手段と、 上記光検出手段の検出信号に基づいて上記光照射手段の露光量を制御する制御手段とを具備する、ことを特徴とする（請求項８）。
【００１４】
この発明の基板処理装置において、上記光検出手段は、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動して光照射手段が照射する露光量を検出するものであれば任意の構造でよいが、好ましくは積算型の光センサ｛照射領域を横切る際に受けた光量を累積した値を出力するセンサ｝にて形成する方がよい。また、上記光検出手段は、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動して光照射手段が照射する露光量を検出するものであれば、基板載置手段の任意の箇所に設けても差し支えないが、好ましくは基板載置手段の移動方向の先端側に設ける方がよい。更に、好ましくは、基板載置手段の移動方向先端側に間隔をおいて設け、この際、光検出手段が光照射手段の照射領域を横切った後に被処理基板が照射領域に達するようにする方がよい（請求項９）。
【００１５】
また、光検出手段は、１個であってもよく、あるいは、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出する複数の光センサを具備するものであってもよい（請求項１０）。
【００１６】
また、この発明の基板処理装置において、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段へ電力を供給する電力供給手段を制御可能に形成するか（請求項１１）、又は、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射側に配設されるシャッタを開閉制御可能に形成するか（請求項１２）、あるいは、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射領域内に供給される、照射光を減衰する分子を含む露光調整用気体の上記分子の濃度調整を制御可能に形成することができる（請求項１３）。
【００１７】
また、上記制御手段とアラーム表示手段とを接続し、光検出手段によって検出された露光量が所定量以下の場合に、上記制御手段からの制御信号に基づいて上記アラーム表示手段のアラーム表示を可能にする方が好ましい（請求項１４）。
【００１８】
請求項１，４〜６，８，１１〜１３記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する際、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御することにより、被処理基板毎に光照射手段から照射される露光量を安定させることができる。したがって、品質の向上が図れると共に、歩留まりの向上が図れる。
【００１９】
請求項２，９記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射するので、リアルタイムで被処理基板毎の露光処理を行うことができる。したがって、更に処理効率の向上が図れる。
【００２０】
請求項３，１０記載の発明によれば、光検出手段が、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出し、検出された複数の検出信号に基づいて光照射手段の中央部と端部の露光量を制御するので、更に、露光量の均一化を図ることができる。
【００２１】
請求項７，１４記載の発明によれば、光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行うことにより、光照射手段の故障や機能低下状態を外部に知らせることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置を備えたＳＯＤシステムについて説明する。
【００２３】
図１は、上記ＳＯＤシステムの平面図、図２は、図１に示したＳＯＤシステムの側面図、図３は、図１に示したＳＯＤシステム内に装着された処理ユニット群の側面図である。
【００２４】
上記ＳＯＤシステムは、大略的に、処理部１と、サイドキャビネット２と、キャリアステーション（ＣＳＢ）３とを具備している。図１及び図２に示すように、処理部１の手前側上部には、半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）に層間絶縁膜を形成するための塗布液を塗布して塗布膜を形成する２台の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２が並設されている。また、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２の下側には、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２で用いられる塗布液（薬液）やこの塗布液を塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２へ送るためのポンプ等を内蔵したケミカルユニット１３，１４が並設されている。
【００２５】
処理部１の中央部には、図１及び図３に示すように、複数の処理ユニットを多段に積層してなる処理ユニット群１６，１７が設けられ、これら処理ユニット群１６，１７の間に、昇降してウエハＷを搬送するためのウエハ搬送機構１８が設けられている。
【００２６】
ウエハ搬送機構１８は、垂直のＺ方向に延在し、対峙する一対の垂直壁５１ａ，５１ｂ及びこれら垂直壁５１ａ，５１ｂの間の側面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１はモータ５３の回転駆動力によって水平方向に回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転されるようになっている。
【００２７】
ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬送基台５４に沿って前後に移動可能な３本のウエハ搬送アーム５５，５６，５７とを備えており、ウエハ搬送アーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５１ｃを通過可能な大きさを有している。これらウエハ搬送アーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵された図示しないモータ及びベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。また、ウエハ搬送体５２は、筒状支持体５１の下部に設置されるモータ５８の駆動軸に装着される駆動プーリ４０と、筒状支持体５１の一方の垂直壁５１ｂの上部に装着される従動プーリ４１に掛け渡されたベルト５９に連結されている。したがって、モータ５８の駆動によりベルト５９を駆動させることによってウエハ搬送体５２は昇降される。
【００２８】
左側の処理ユニット群１６は、図３に示すように、その上側から順に低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９と、２個の硬化（キュア）処理ユニット（ＤＬＣ）２０と、２個のエージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１とが積層されて構成されている。また、右側の処理ユニット群１７は、その上から順に２個の低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２と、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）２３と、２個の冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４と、受渡ユニット（ＴＲＳ）２５と、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２６と、この発明に係る基板処理装置を具備する紫外線照射ユニット（ＤＶＴ）２７と、が積層されて構成されている。なお、受渡ユニット（ＴＲＳ）２５は、冷却処理の機能を兼ね備えることが可能である。
【００２９】
ここで、低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）は密閉化可能な処理室内にウエハＷが載置される熱板を有し、熱板の外周の穴から均一に窒素（Ｎ２）ガスを吐出しつつ処理室上部中央より排気し、低酸素化雰囲気中でウエハＷを高温加熱処理する。低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）はウエハＷが載置される熱板を有し、ウエハＷを低温加熱処理する。冷却処理ステーション（ＣＰＬ）はウエハＷが載置される冷却板を有し、ウエハＷを冷却処理する。受渡ユニット（ＴＲＳ）はキャリアステーション３と処理部１との間でウエハＷの受け渡しを行う。なお、この場合、受渡ユニット（ＴＲＳ）を、下段にウエハＷを冷却する冷却板、上段に受渡台を有する２段構造としてもよい。
【００３０】
また、硬化（キュア）処理ユニット（ＤＬＣ）は密閉化可能な処理室内に熱板と冷却板とを隣接するように有し、Ｎ２置換された低酸素雰囲気中で高温加熱処理すると共に加熱処理されたウエハＷを冷却処理する。エージング処理ユニット（ＤＡＣ）は密閉化可能な処理室内にアンモニアガスと水蒸気とを混合した処理気体（ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ）を導入してウエハＷをエージング処理し、ウエハＷ上の絶縁膜材料をウエットゲル化する。なお、紫外線処理ユニット（ＵＶ）については後述する。
【００３１】
上記サイドキャビネット２は、バブラー（Ｂｕｂ）３１と、各ユニットから排出される排気ガスの洗浄のためのトラップ（ＴＲＡＰ）３２とを有している。またバブラー（Ｂｕｂ）３１の下方には、電力供給源（図示せず）と、アドヒージョンプロモータや純水、アンモニア（ＮＨ３）ガス等を貯留するための薬液室（図示せず）と、ＳＯＤシステムにおいて使用された処理液の廃液を排出するためのドレイン３３とが設けられている。
【００３２】
上記のように構成されたＳＯＤシステムにおいて、例えば、シルク法及びスピードフィルム法によりウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的に、ウエハＷを、紫外線照射ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２（アドヒージョンプロモータの塗布）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、紫外線照射ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１（本薬液の塗布）、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６の順序で搬送し、処理する。
【００３３】
また、使用するＳＯＤ材料によっては、ウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、ウエハＷを、紫外線照射ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２、エージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、紫外線照射ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２、エージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６の順序で搬送し、処理する。
【００３４】
上述した各種の方法において形成される層間絶縁膜の材質には制限はなく、有機系、無機系及びハイブリッド系の各種材料を用いることが可能である。
【００３５】
次に、この発明に係る基板処理装置について詳細に説明する。
【００３６】
◎第一実施形態
図４は、この発明に係る基板処理装置の全体斜視図、図５は、基板処理装置の概略断面図である。
【００３７】
上記基板処理装置６０は、図４及び図５に示すように、上記ウエハ搬送体５２が搬入出可能な搬入出窓６１を有するボックス状の処理容器６２と、この処理容器６２の上部に載置される電源ボックス６３と、処理容器６２の中央上部に着脱可能に配設されるランプハウス６４と、処理容器６２の側方に連設されて処理室６５を形成するバックサイドカバー６６とを具備している。
【００３８】
上記処理容器６２及びバックサイドカバー６６によって形成される処理室６５内には、ウエハＷを載置する基板載置手段である載置ステージ６７が配設されている。この載置ステージ６７は、載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａを介して移動手段例えばボールねじ機構６８のねじ軸６９に装着されており、駆動モータ７０の正逆回転によって処理室６５内の一側部の搬入出窓６１側から他側部に向かって水平方向に往復移動可能に構成されている。なお、移動機構は、ボールねじ機構以外に、例えばベルト駆動、リニアモータ駆動等安定した速度で移動できるものであれば任意のものでよい。
【００３９】
上記ランプハウス６４には、処理室６５内に向かって光例えば紫外線を照射する光照射手段である棒状の紫外線ランプ８０と、この紫外線ランプ８０の上方に配設される断面略逆Ｕ字状の反射板８１と、紫外線ランプ８０の照射側に配設される紫外線が透過可能な石英製の透過板８２とを具備している。
【００４０】
また、載置ステージ６７の移動方向の前方側には、上記紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出する光検出手段である積算型の光センサ１００｛照射領域を横切る際に受けた光量を累積した値を出力するセンサ｝が配設されている。この場合、光センサ１００は、載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａに一端が連結して載置ステージ６７の前方側に水平に延在する取付部材１０１の先端側に装着されている。この光センサ１００の受光面（検出面）は、載置ステージ６７上に載置されるウエハＷの表面と同一平面上に位置されている。このように形成される光センサ１００によれば、紫外線ランプ８０に対して載置ステージ６７を平行移動させることにより、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量すなわち載置ステージ６７上に載置されるウエハＷが受光する露光量と同等の露光量を検出することができる。
【００４１】
光センサ１００によって検出された露光量の検出信号は、制御手段例えば中央演算処理装置２００（以下にＣＰＵ２００という）に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号が紫外線ランプ８０の電力供給手段８０ａに伝達されるように形成されている。また、ＣＰＵ２００は、図示しないアラーム表示手段例えばブザー、警報ランプ等に電気的に接続されており、光センサ１００によって検出された露光量が所定量以下に達した場合に、ＣＰＵ２００からの信号がアラーム表示手段に伝達されて、アラーム表示されるように構成されている。
【００４２】
次に、上記基板処理装置６０の動作態様について説明する。まず、ウエハＷを保持したウエハ搬送体５２が搬入出窓６１を介して処理室６５内に進入して載置ステージ６７上にウエハＷを受渡（載置）する。その後、ウエハ搬送体５２は処理容器６２から後退する。次に、ボールねじ機構６８の駆動モータ７０が駆動して、載置ステージ６７を図５において左方向に移動（走査）すると、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号をＣＰＵ２００に伝達する。ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を電力供給手段８０ａに伝達して、紫外線ランプ８０の露光量を制御する。これにより、先に処理されるウエハＷは制御前の紫外線ランプ８０から照射される紫外線によって露光処理され、後に処理されるウエハＷは制御された紫外線ランプ８０から照射される紫外線によって露光処理される。したがって、後に処理されるウエハＷはウエハＷ１枚の処理時間だけしか遅れのないフィードバック制御が可能となる。なお、後の処理の遅れは、紫外線ランプ８０の光出力の変動に比較して十分に短い時間であるので、遅れによる問題はない。したがって、ウエハＷ毎の紫外線の露光量を均一にすることができ、ウエハＷ全面の改質、すなわち、塗布液に対する接触角を小さくして、濡れ性の向上を図ることができ、更に、密着性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、光センサ１００によって検出された露光量が所定量以下に達した場合には、ＣＰＵ２００からの制御信号がアラーム表示手段（図示せず）に伝達され、アラーム表示される。これにより、紫外線ランプ８０が寿命や故障等による機能低下状態を知ることができる。
【００４４】
上記説明では、先に露光処理されるウエハＷは、制御前の紫外線ランプ８０からの紫外線によって露光処理されるが、光センサ１００の取付位置を変えることによって一工程の露光処理において、露光量の検出後に露光量の制御をリアルタイムで行うことができる。すなわち、図６に示すように、紫外線ランプ８０の照射領域幅Ｌ１に対して、光センサ１００の取付位置を、載置ステージ６７に載置されるウエハＷの端部から少なくとも照射領域幅Ｌ１以上の距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）とすることにより、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、まず、光センサ１００が紫外線ランプ８０の照射領域を横切って紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出した後、紫外線ランプ８０から制御された紫外線をウエハＷに露光することができる（図６（ｄ）参照）。これにより、リアルタイムでウエハＷ毎の露光処理を行うことができるので、処理効率の向上が図れる。
【００４５】
なお、光センサ１００の取付部材１０１あるいは載置ステージ６７に駆動機構を設けてもよい。これにより、光センサ１００が紫外線ランプ８０を通過後、取付部材１０１とウエハＷが相対的に移動することにより、光センサ１００をウエハＷの近傍あるいはウエハＷ下に移動させることができ、基板処理装置６０の省スペース化が図れる。
【００４６】
また、光センサ１００の取付部材１０１は、支持部材６７ａを支軸として回転可能にしてもよい。例えば、紫外線ランプ８０の特性により、紫外線ランプ８０の両端が露光量の劣化が早い等の問題がある場合は紫外線ランプ８０の端部下に光センサ１００が通過するように調整することにより、紫外線ランプ８０の劣化をいち早く検知することができる。
【００４７】
◎第二実施形態
第二実施形態は、少なくとも紫外線ランプ８０の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出する複数の光センサを用いることにより、紫外線ランプ８０の露光量の検出を更に正確にして、更に露光量の均一化を図れるようにした場合である。
【００４８】
すなわち、第二実施形態では、図７に示すように、光検出手段は、載置ステージ６７の移動方向前方側に配設される第１の光センサ１１０と、載置ステージ６７の移動方向と直交する側方側に配設される第２の光センサ１２０とを具備している。これら第１及び第２の光センサ１１０，１２０は、第一実施形態と同様に積算型の光センサにて形成されており、それぞれ載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａに一端が連結する第１又は第２の取付部材１０１，１０２を介して取り付けられている。なお、第１及び第２の光センサ１１０，１２０の受光面（検出面）は、載置ステージ６７上に載置されるウエハＷの表面と同一平面上に位置されている。このように第１及び第２の光センサ１１０，１２０を配設することにより、第１の光センサ１１０によって紫外線ランプ８０の中央部の露光量を検出することができ、第２の光センサ１２０によって紫外線ランプ８０の端部の露光量を検出することができる。
【００４９】
上記第１及び第２の光センサ１１０，１２０は、ＣＰＵ２００に電気的に接続されており、第１及び第２の光センサ１１０，１２０によって検出された紫外線ランプ８０の中央部及び端部の露光量の検出信号がＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号が紫外線ランプ８０の電力供給手段８０ａに伝達されて、紫外線ランプ８０の露光量が制御されるようになっている。
【００５０】
上記説明では、紫外線ランプ８０の中央部及び端部の２箇所の露光量を検出する第１及び第２の光センサ１１０，１２０を設けた場合について説明したが、光センサの数を３個以上にして更に複数箇所の露光量を検出するようにしてもよい。
【００５１】
なお、第二実施形態において、その他の部分は、第一実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【００５２】
上記のように、第１の光センサ１１０によって紫外線ランプ８０の中央部の露光量を検出し、第２の光センサ１２０によって紫外線ランプ８０の端部の露光量を検出することにより、紫外線ランプ８０の中央部と端部の露光量を制御することができるので、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができる。
【００５３】
◎第三実施形態
図８は、この発明に第三実施形態の概略断面図である。第三実施形態は、紫外線ランプ８０の照射量を調整することによって露光量の制御を行うようにした場合である。すなわち、第三実施形態の基板処理装置６０は、図８に示すように、紫外線ランプ８０の照射側に配設される照射領域幅を調整するためのシャッタ３００と、このシャッタ３００を開閉する開閉手段例えば開閉用シリンダ４００とを具備する。この場合、開閉用シリンダ４００はＣＰＵ２００と電気的に接続され、光センサ１００によって検出された露光量に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって作動して、シャッタ３００を開閉制御するように構成されている。
【００５４】
なお、第三実施形態において、その他の部分は第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５５】
第三実施形態において、第一実施形態と同様に、ウエハＷを載置した載置ステージ６７が移動（走査）して、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号がＣＰＵ２００に伝達される。すると、ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を開閉用シリンダ４００に伝達し、紫外線ランプ８０の照射側に配設されたシャッタ３００の開度を調整して紫外線ランプ８０の露光量を制御する。
【００５６】
◎第四実施形態
図９は、この発明の第四実施形態の基板処理装置の断面図、図１０は、第四実施形態における露光量の制御部を示す概略構成図である。
【００５７】
第四実施形態は、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいて、紫外線ランプ８０の照射領域内に供給される、紫外線（照射光）を減衰する分子例えば酸素分子を含む露光調整用気体の酸素分子を濃度調整することによって紫外線ランプ８０の露光量を制御するようにした場合である。
【００５８】
第四実施形態の基板処理装置６０において、ランプハウス６４には、載置ステージ６７に載置されたウエハＷと紫外線ランプ８０との隙間における紫外線の照射領域８３の対向する端部の一方に給気口８４が設けられ、他方には排気口８５が設けられている。給気口８４には、紫外線の光強度を減衰する酸素分子を含む露光調整用気体の供給源８６（後述する空気供給源８６Ａ及びＮ２ガス供給源８６Ｂ）が接続され、排気口８５には、排気手段である真空ポンプ８７が接続されている。なお、排気口８５に接続される排気手段は、ファンや工場排気等でもよい。この場合、給気口８４及び排気口８５は、図１０及び図１１に示すように、露光調整用気体の流れ方向に沿って複数（図面では８個の場合を示す）に分割されており、分割された各分割給気口８４ａ〜８４ｈに、それぞれ酸素分子の濃度の異なる露光調整用気体が供給され、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給された露光調整用気体は照射領域８３を流れて排気口８５から排出されるようになっている。すなわち、各分割給気口８４ａ〜８４ｈには、切換手段である開閉切換弁８８｛具体的には、開閉切換弁８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ｝を介設する分岐供給管路８９ａ〜８９ｈを介して空気供給源８６Ａが接続され、分岐供給管路８９ａ〜８９ｈに接続する管路９０に流量調整弁９１｛具体的には、流量調整弁９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ｝を介設して窒素（Ｎ２）ガス供給源８６Ｂが接続されている。また、開閉切換弁８８及び流量調整弁９１は、ＣＰＵ２００に電気的に接続されており、ＣＰＵ２００からの制御信号によって制御されるようになっている。なお、この場合、分岐供給管路８９ａ〜８９ｈにマスフローコントローラ（図示せず）を介設し、ＣＰＵ２００からの制御信号によってこのマスフローコントローラを制御するようにしてもよい。このように構成することにより、露光調整用気体の酸素分子濃度の制御を更に高精度に行うことができる。更に、各分割給気口８４ａ〜８４ｈの露光調整用気体の酸素濃度を測定し、ＣＰＵへフィードバックして流量調整弁９１ａ〜９１ｈの開度を制御することもできる。
【００５９】
上記のように構成することにより、光センサ１００によって検出された露光量に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって開閉切換弁８８及び流量調整弁９１が調整（制御）されて分岐供給管路８９ａ〜８９ｈ中を流れる空気（Ａｉｒ）中に所定量のＮ２ガスを混入することによって露光調整用気体の酸素分子濃度を調整することができ、濃度調整された露光調整用気体を照射領域８３に流すことができる。これにより、紫外線ランプ８０の露光量が調整（制御）される。
【００６０】
このようにして、露光調整用気体の酸素分子濃度を調整することにより、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く設定することができる。例えば、分割給気口８４ａ，８４ｈの酸素分子濃度を１％に設定すると共に、分割給気口８４ｂ，８４ｇの酸素分子濃度を５％に設定し、その他の分割給気口８４ｃ〜８４ｆには空気（Ａｉｒ）のみを供給するように設定することができる。
【００６１】
上記のように、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く設定して、濃度調整された露光調整用気体を照射領域８３に流すことにより、図１２に破線で示すように、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰を抑制して、紫外線をウエハＷの全面に均一に露光することができるので、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができる。
【００６２】
なお、上記説明では、透過板８２とウエハＷとの間の照射領域８３に露光調整用気体を流す場合について説明したが、透過板８２の上方側の照射領域に上記と同様に露光調整用気体を流すようにしてもよい。
【００６３】
なお、第四実施形態において、その他の部分は第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６４】
第四実施形態において、ウエハＷを載置した載置ステージ６７を図９において左方向に移動（走査）すると、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号をＣＰＵ２００に伝達する。ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を開閉切換弁８８及び流量調整弁９１｛具体的には、開閉切換弁８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ及び流量調整弁９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ｝に伝達して、紫外線ランプ８０の露光量を制御する。すなわち、露光調整用気体の供給源８６（空気供給源８６Ａ及びＮ２ガス供給源８６Ｂ）から各分割給気口８４ａ〜８４ｈに、それぞれ酸素分子の濃度の異なる露光調整用気体が供給されて、排気口８５から排気される。この際、上述したように、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く（例えば１％、５％）設定されているので、図１２に破線で示すように、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰が抑制されて、紫外線がウエハＷの全面に均一に露光される。したがって、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができ、ウエハＷ全面の改質、すなわち、塗布液に対する接触角を小さくして、濡れ性の向上を図ることができる。
【００６５】
なお、上記説明では、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く（例えば１％、５％）設定する場合について説明したが、必ずしもこのように設定する場合に限定されるものではなく、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給される露光調整用気体の酸素分子濃度を任意に設定可能である。また、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給される露光調整用気体を選択的に供給して、ウエハＷの任意の箇所のみを露光処理することも可能である。
【００６６】
◎その他の実施形態
（１）上記実施形態では、ウエハＷを載置する載置ステージ６７が水平方向に移動（走査）しつつウエハＷに紫外線ランプ８０から紫外線を照射する場合について説明したが、必ずしもこの構造に限定されるものではない。例えば、載置ステージ６７を固定し、紫外線ランプ８０を水平方向に移動（走査）させてもよく、あるいは、載置ステージ６７と紫外線ランプ８０の双方を相対的に水平移動（走査）させるようにしてもよい。
【００６７】
（２）上記実施形態では、被処理基板が半導体ウエハＷである場合について説明したが、ウエハＷ以外に例えばＬＣＤ用ガラス基板やマスク基板（レチクル）の露光処理にも適用できることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００６９】
（１）請求項１，４〜６，８，１１〜１３記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する際、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御するので、被処理基板毎に光照射手段から照射される露光量を安定させることができる。したがって、品質の向上が図れると共に、歩留まりの向上が図れる。
【００７０】
（２）請求項２，９記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射するので、リアルタイムで被処理基板毎の露光処理を行うことができる。したがって、上記（１）に加えて更に処理効率の向上が図れる。
【００７１】
（３）請求項３，１０記載の発明によれば、光検出手段が、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出し、検出された複数の検出信号に基づいて光照射手段の中央部と端部の露光量を制御するので、上記（１）及び（２）に加えて更に、露光量の均一化を図ることができる。
【００７２】
（４）請求項７，１４記載の発明によれば、光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行うことにより、光照射手段の故障や機能低下状態を外部に知らせることができるので、上記（１）〜（３）に加えて更に作業の安全性及び装置の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板処理装置を適用した半導体ウエハのＳＯＤシステムを示す平面図である。
【図２】上記ＳＯＤシステムの側面図である。
【図３】上記ＳＯＤシステム内に組み込まれた処理ユニット群を示す側面図である。
【図４】この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を示す全体斜視図である。
【図５】第一実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図６】この発明における光センサの取付状態を変えた場合の動作を示す概略側面図である。
【図７】この発明の第二実施形態を示す概略平面図である。
【図８】この発明の第三実施形態を示す概略構成図である。
【図９】この発明の第四実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図１０】第四実施形態における露光量の制御部を示す概略構成図である。
【図１１】第四実施形態の要部を示す斜視図である。
【図１２】第四実施形態における露光量の制御の一例を示す露光量と紫外線照射領域との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
６７ 載置ステージ（基板載置手段）
６８ ボールねじ機構（平行移動手段）
８０ 紫外線ランプ（光照射手段）
８０ａ 電力供給装置
８３ 紫外線照射領域
８４，８４Ａ 給気口
８４ａ〜８４ｈ 分割給気口
８６ 露光調整用気体の供給源
８６Ａ 空気供給源（露光調整用気体の供給源）
８６Ｂ 窒素（Ｎ２）ガス供給源（露光調整用気体の供給源）
８８（８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ） 開閉切換弁（切換手段）
９１（９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ） 流量調整弁
１００ 光センサ
１１０ 第１の光センサ
１２０ 第２の光センサ
２００ ＣＰＵ（制御手段）
３００ シャッタ
４００ シリンダ（シャッタ開閉手段）

Claims (14)

1. 被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する基板処理方法であって、
   上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御する、ことを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１記載の基板処理方法において、
   上記被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射する、ことを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項１記載の基板処理方法において、
   上記光検出手段が、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出し、検出された複数の検出信号に基づいて光照射手段の中央部と端部の露光量を制御する、ことを特徴とする基板処理方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記光照射手段の露光量の制御を、光照射手段への供給電力の制御によって行うようにした、ことを特徴とする基板処理方法。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記光照射手段の露光量の制御を、光照射手段の照射側に配設されたシャッタの開閉制御によって行うようにした、ことを特徴とする基板処理方法。
6. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記光照射手段の露光量の制御を、光照射手段の照射領域内に供給される、照射光を減衰する分子を含む露光調整用気体の上記分子の濃度調整によって行うようにした、ことを特徴とする基板処理方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理方法において、
   上記光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行うようにした、ことを特徴とする基板処理方法。
8. 被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する基板処理装置であって、
   上記被処理基板を載置する基板載置手段と、
   上記基板載置手段に載置された被処理基板に向かって光を照射する光照射手段と、
   上記基板載置手段と光照射手段とを相対的に平行移動する移動手段と、
   上記基板載置手段に設けられ、この基板載置手段と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記被処理基板が受光する露光量を検出する光検出手段と、
   上記光検出手段の検出信号に基づいて上記光照射手段の露光量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。
9. 請求項８記載の基板処理装置において、
   上記光検出手段を、基板載置手段の移動方向の先端側に間隔をおいて設け、この際、上記光検出手段が光照射手段の照射領域を横切った後に被処理基板が照射領域に達するように形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項８記載の基板処理装置において、
    上記光検出手段が、少なくとも光照射手段の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出する複数の光センサを具備する、ことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段へ電力を供給する電力供給手段を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
12. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射側に配設されるシャッタを開閉制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
13. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射領域内に供給される、照射光を減衰する分子を含む露光調整用気体の上記分子の濃度調整を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
14. 請求項８ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段とアラーム表示手段とを接続し、光検出手段によって検出された露光量が所定量以下の場合に、上記制御手段からの制御信号に基づいて上記アラーム表示手段のアラーム表示を可能にする、ことを特徴とする基板処理装置。

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