JP2009224377A

JP2009224377A - 基板処理方法及び基板処理装置

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Publication number: JP2009224377A
Application number: JP2008064267A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kashiwagi; 秀明柏木; Takeshi Tamura; 武田村; Hideaki Iwasaka; 英昭岩坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: JP5014208B2

Abstract

【課題】光照射手段の照度分布の悪化に影響を受けずに基板上の積算照度を均一にでき、かつ、光照射手段の寿命の増大及び生産性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。
【解決手段】ウエハＷと紫外線照射手段７０とを相対的に平行移動及び水平回転させて紫外線照射手段から照射される紫外線によってウエハの表面を露光処理する基板処理方法（装置）において、紫外線照射手段は、該紫外線照射手段とウエハとの相対移動方向に沿う紫外線ランプ７１を具備し、ウエハと紫外線照射手段の平行移動に伴って移動する光センサ６３によって紫外線照射手段の紫外線ランプが照射する紫外線の照度分布を測定し、その測定された情報に基づいてウエハの紫外線ランプの照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する。これにより、ウエハ上に照射される紫外線の照度分布を均一にすることができる。
【選択図】図６

Description

この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板に光、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。

一般に、半導体デバイスの製造においては、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等（以下にウエハ等という）の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ等にフォトレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。

このようなフォトリソグラフィ工程においては、レジストパターンの光学起因の変形を軽減するためにレジスト上層又は下層に反射防止膜が塗布される。最近では、反射防止膜として昇華物の発生が少ない材料である紫外線硬化樹脂が着目されている。この紫外線硬化樹脂を反射防止膜に使用する場合には、紫外線硬化樹脂液が塗布された基板に紫外線を照射する必要がある。

従来の紫外線照射技術として、基板と紫外線照射手段（紫外線ランプ）とを相対的に平行移動させつつ基板に紫外線を照射し、その後基板を所定角度回転させた後、基板に紫外線を照射する基板処理方法（装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、基板と紫外線照射手段（紫外線ランプ）の平行移動に伴って移動する光検出手段によって露光量（照度）を検出し、その検出信号に基づいて紫外線ランプの露光量（照度）を制御して、基板毎の露光量（照度）を安定させる基板処理方法（装置）が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３１９５５８号公報（特許請求の範囲、図１３，図１４）特開２００４−３１９５５９号公報（特許請求の範囲、図９）

しかしながら、紫外線照射手段（紫外線ランプ）の照度分布は経時的に悪化、すなわち、紫外線ランプの電極部付近から劣化して黒化し、紫外線ランプの軸方向の照度領域が狭くなる。これにより、照度の均一化が図れなくなるという問題があった。

この問題を解決する対策として、基板上の積算照度を均一にするために、紫外線ランプのランプ長を長めに設計するか、あるいは、紫外線ランプの交換周期を短くする等の方法が考えられる。しかし、紫外線ランプのランプ長を長めにすると、装置の大型化を招くと共に、電力等の消費の無駄が生じる。また、紫外線ランプの交換周期を短くすることは、コストが嵩む上、紫外線ランプの交換時の稼働中断等により生産性が低下する懸念がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光照射手段の照度分布の悪化に影響を受けずに基板上の積算照度を均一にでき、かつ、光照射手段の寿命の増大及び生産性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。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理方法であって、上記光照射手段は、該光照射手段と上記被処理基板との相対移動方向に沿う光照射体を具備し、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照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法において、上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、ことを特徴とする。

請求項１又は２記載の基板処理方法において、上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う光照射体を具備するものであれば、光照射体は１個であっても差し支えないが、好ましくは光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備する方がよい（請求項３）。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載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及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理装置であって、上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する光照射体を具備する光照射手段と、上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転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５記載の発明は、請求項２記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項４記載の基板処理装置において、上記制御手段は、上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項４又は５記載の基板処理装置において、上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備している、ことを特徴とする。

請求項１，４記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報すなわち照度分布に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。

請求項２，５記載の発明によれば、照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。また、照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。

請求項３，６記載の発明によれば、光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備することにより、被処理基板上への光の照射を更に均一にすることができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、光照射手段の照度分布の悪化に影響を受けずに被処理基板上の積算照度を均一にでき、かつ、光照射手段の寿命の増大及び生産性の向上が図れる。

以下に、この発明の最良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半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。

図１は、この発明に係る基板処理装置を具備する半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図２は、レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図、図３は、レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。

上記レジスト塗布・現像処理システム１は、図１に示すように、例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部からレジスト塗布・現像処理システム１に対して搬入出すると共に、カセットＣに対してウエハＷを搬入出するカセットステーション２と、このカセットステーション２に隣接して設けられ、塗布現像工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理ユニットを多段配置してなる処理ステーション３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェース部４とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２は、カセット載置台５上の所定の位置に、複数のカセットＣを水平のＸ方向に一列に載置可能となっている。また、カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に沿って移動可能なウエハ搬送アーム７が設けられている。ウエハ搬送アーム７は、カセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウエハＷに対して選択的にアクセスできるように構成されている。

また、ウエハ搬送アーム７は、Ｚ軸を中心としてθ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ステーション３側の第３の処理ユニット群Ｇ３に属するトランジション装置（ＴＲＳ）３１に対してもアクセスできるように構成されている。

処理ステーション３は、複数の処理ユニットが多段に配置された、例えば５つの処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。図１に示すように、処理ステーション３の正面側には、カセットステーション２側から第１の処理ユニット群Ｇ１，第２の処理ユニット群Ｇ２が順に配置されている。また、処理ステーション３の背面側には、カセットステーション２側から第３の処理ユニット群Ｇ３，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理ユニット群Ｇ３と第４の処理ユニット群Ｇ４との間には、第１の搬送機構１１０が設けられている。第１の搬送機構１１０は、第１の処理ユニット群Ｇ１，第３の処理ユニット群Ｇ３及び第４の処理ユニット群Ｇ４に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。第４の処理ユニット群Ｇ４と第５の処理ユニット群Ｇ５との間には、第２の搬送機構１２０が設けられている。第２の搬送機構１２０は、第２の処理ユニット群Ｇ２，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。

第１の処理ユニット群Ｇ１には、図２に示すように、ウエハＷに所定の処理液を供給して処理を行う液処理ユニット、例えばウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）１０，１１，１２、露光時の光の反射を防止するための紫外線硬化樹脂液を塗布して反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３，１４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２には、液処理ユニット、例えばウエハＷに現像処理を施す現像処理ユニット（ＤＥＶ）２０〜２４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理ユニット群Ｇ１及び第２の処理ユニット群Ｇ２の最下段には、各処理ユニット群Ｇ１及びＧ２内の前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室（ＣＨＭ）２５，２６がそれぞれ設けられている。

一方、第３の処理ユニット群Ｇ３には、図３に示すように、下から順に、温調ユニット（ＴＣＰ）３０、ウエハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置（ＴＲＳ）３１と、ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３，１４で塗布された反射防止膜を露光処理する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（ＵＶ）３２及び精度の高い温度管理下でウエハＷを加熱処理する熱処理ユニット（ＵＬＨＰ）３３〜３８が９段に重ねられている。

第４の処理ユニット群Ｇ４では、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）４０、レジスト塗布処理後のウエハＷを加熱処理するプリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１〜４４及び現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）４５〜４９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理ユニット群Ｇ５では、ウエハＷを熱処理する複数の熱処理ユニット、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５０〜５３、露光後のウエハＷを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）５４〜５９が下から順に１０段に重ねられている。

また、第１の搬送機構１１０のＸ方向正方向側には、図１に示すように、複数の処理ユニットが配置されており、例えば図３に示すように、ウエハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）８０，８１、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）８２，８３が下から順に４段に重ねられている。また、第２の搬送機構１２０の背面側には、図１に示すように、例えばウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット（ＷＥＥ）８４が配置されている。

また、図２に示すように、カセットステーション２、処理ステーション３及びインターフェース部４の各ブロックの上部には、各ブロック内を空調するための空調ユニット９０が備えられている。この空調ユニット９０により、カセットステーション２，処理ステーション３及びインターフェース部４内は、所定の温度及び湿度に調整できる。また、図３に示すように、例えば処理ステーション３の上部には、第３の処理ユニット群Ｇ３、第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５内の各装置に所定の気体を供給する、例えばＦＦＵ（ファンフィルタユニット）などの気体供給手段である気体供給ユニット９１がそれぞれ設けられている。気体供給ユニット９１は、所定の温度、湿度に調整された気体から不純物を除去した後、当該気体を所定の流量で送風できる。

インターフェース部４は、図１に示すように、処理ステーション３側から順に第１のインターフェース部１００と、第２のインターフェース部１０１とを備えている。第１のインターフェース部１００には、ウエハ搬送アーム１０２が第５の処理ユニット群Ｇ５に対応する位置に配設されている。ウエハ搬送アーム１０２のＸ方向の両側には、例えばバッファカセット１０３（図１の背面側），１０４（図１の正面側）が各々設置されている。ウエハ搬送アーム１０２は、第５の処理ユニット群Ｇ５内の熱処理装置とバッファカセット１０３，１０４に対してアクセスできる。第２のインターフェース部１０１には、Ｘ方向に向けて設けられた搬送路１０５上を移動するウエハ搬送アーム１０６が設けられている。ウエハ搬送アーム１０６は、Ｚ方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能であり、バッファカセット１０４と、第２のインターフェース部１０１に隣接した図示しない露光装置に対してアクセスできるようになっている。したがって、処理ステーション３内のウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０２，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０６を介して露光装置に搬送でき、また、露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０２を介して処理ステーション３内に搬送できる。

次に、反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３，１４を構成する塗布処理ユニット１５（以下に塗布処理装置１５という）の構成について、図４及び図５を参照して説明する。塗布処理装置１５は、内部を密閉するこができる処理容器１５０を有している。この処理容器１５０の一側面には、ウエハＷの搬送手段である上記第１の搬送機構１１０の搬送領域に臨む面にウエハＷの搬入出口１５１が形成され、搬入出口１５１には、開閉シャッタ１５２が開閉可能に設けられている。

処理容器１５０の内部には、ウエハＷの保持手段としてその上面にウエハＷを水平に真空吸着保持するスピンチャック１５３が配設されている。このスピンチャック１５３はモータなどを含む回転駆動部１５４により鉛直周りに回転でき、かつ、昇降可能に形成されている。

スピンチャック１５３の周囲には、カップ体１５５が配設されている。このカップ体１５５の上面には、ウエハＷを保持した状態のスピンチャック１５３が昇降できるようにウエハＷ及びスピンチャック１５３よりも大きい開口部１５６が形成されている。また、カップ体１５５の底部には、ウエハＷ上から零れ落ちる塗布液を排出するための排液口１５７が設けられており、この排液口１５７には排液管１５８が接続されている。

スピンチャック１５３の上方には、ウエハＷ表面の中心部に紫外線硬化樹脂液からなる塗布液を塗布するための塗布ノズル１６０が配設されている。この塗布ノズル１６０は、塗布液供給管１６１を介して塗布液を供給する塗布液供給源１６２に接続されている。また、塗布液供給管１６１にはバルブや流量調整部等を有する供給制御装置１６３が設けられている。塗布液供給源１６２から供給される塗布液すなわち紫外線硬化樹脂液には例えばＸＵＶ（日産化学工業株式会社製品）が用いられ、塗布液には液体状の塗布膜形成成分と溶剤が含まれる。塗布膜形成成分には、例えばインドニウム塩などの光重合開始剤，エポキシ樹脂，プロピレングリコールモノメチルエーテル，プロピレングリコールモノエチルアセテートなどが含まれている。また、溶剤としては、例えばシンナーが用いられている。

塗布ノズル１６０は、図５に示すように、アーム１７１を介してノズル移動機構１７０に連結されている。アーム１７１はノズル移動機構１７０により、処理容器１５０の長手方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイドレール１７２に沿って、カップ体１５５の一端側（図５では左側）の外側に設けられた待機領域１７３から他端側に向かって移動できると共に、上下方向に移動できる。待機領域１７３は、塗布ノズル１６０を収納できるように構成されていると共に、塗布ノズル１６０の先端部を洗浄できる洗浄部１７４を有している。

塗布処理装置１５は、後述する一連の動作を制御するコンピュータプログラムを有する制御部２００を備えている。制御部２００は、回転駆動部１５４，供給制御装置１６３及びノズル移動機構１７０等を制御するように構成されている。

次に、この発明に係る基板処理装置について、第３の処理ユニット群Ｇ３内に配置される紫外線照射ユニット３２（以下に、紫外線照射処理装置３２という）を参照して説明する。

紫外線照射処理装置３２は、図６に示すように、側壁部にウエハＷの搬入出口６１を有する筐体６０内に、ウエハＷを水平状態に吸着保持する基板保持体であるチャック６２と、このチャック６２に保持されたウエハＷの表面に紫外線を照射する複数（図面では６個の場合を示す）の光照射体である紫外線ランプ７１を具備する光照射手段７０（以下に紫外線照射手段７０という）と、チャック６２に設けられ、このチャック６２と紫外線照射手段７０が相対的に平行移動した際に、紫外線ランプ７１の照度を測定する照度測定手段である光センサ６３と、光センサ６３の測定情報に基づいてウエハＷの紫外線ランプ７１の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段である制御部２００と、を具備している。なお、ウエハ搬入出口６１は、シャッタ６７によって開閉可能になっている。

この場合、紫外線照射手段７０を構成する複数の紫外線ランプ７１は、チャック６２と紫外線照射手段７０との相対移動方向（Ｘ方向）に沿って互いに平行に配置されている。これら紫外線ランプ７１は、筐体６０の片側（図６における右側）に配置されている。

また、チャック６２は、移動機構６５によって筐体６０内のウエハ搬入出口６１と対向する位置と紫外線照射手段７０の直下位置との間を平行移動可能に形成されている。また、チャック６２は回転機構であるモータ６６によって水平方向に回転可能に形成されている。

この場合、移動機構６５は、筐体６０のＸ方向に沿って配設されるねじ軸６５ａと、チャック６２の下部に回転機構のモータ６６を介して連結され、ねじ軸６５ａに摺動自在に係合する摺動台６５ｂと、ねじ軸６５ａを正逆回転可能に駆動する駆動モータ６５ｃとからなるボールねじ機構によって構成されている。なお、移動機構６５は必ずしもボールねじ機構である必要はなく、例えばプーリとタイミングベルトとを具備するベルト機構やエアーシリンダ等のシリンダ装置にて形成してもよい。

また、光センサ６３は、チャック６２の非回転部例えばモータ６６の外側部から水平に突設される支持部材６３ａの先端部に取り付けられている。このように取り付けられる光センサ６３は、上記のように配置される紫外線ランプ７１の一つに対して軸方向に沿って移動しながら紫外線ランプ７１の照度領域（照度分布）を測定することができる。ここで、光センサ６３は複数の紫外線ランプ７１の一つの照度領域（照度分布）を測定しているが、各紫外線ランプ７１は同じ特性を有しており、同様に経時的に劣化するため、紫外線ランプ７１の一つの照度領域（照度分布）を測定することで、全ての紫外線ランプ７１の照度領域（照度分布）を測定することができる。

上記光センサ６３，紫外線ランプ７１，回転機構のモータ６６及び移動機構６５の駆動モータ６５ｃは、それぞれ制御部２００と電気的に接続されている。制御部２００は、光センサ６３が測定した情報（信号）を受け取り、紫外線照射手段７０の照射状態、具体的には紫外線ランプ７１の照度分布を検知する。そして、その検知情報（信号）に基づく制御部２００からの制御信号を紫外線ランプ７１，回転機構のモータ６６及び移動機構６５の駆動モータ６５ｃに伝達して、チャック６２に保持されたウエハＷを紫外線ランプ７１の照射領域内に移動し、水平回転することで、ウエハＷ上の紫外線の積算照度を均一にすることができる。また、光センサ６３の測定により紫外線ランプ７１の照度が使用不可能な状態に悪化している場合は、制御部２００からアラームが発せられるようになっている。このアラームにより紫外線ランプ７１の交換が促される。

次に、図７ないし図１１を参照して、紫外線ランプ７１の照度分布の状態に応じた紫外線の照射態様を詳細に説明する。まず、図１１に示すように、移動機構６５を駆動してチャック６２と共に光センサ６３を点灯された紫外線ランプ７１の軸方向に移動して紫外線ランプ７１の照度分布を測定する（Ｓ−１）。この紫外線ランプ７１の照度分布の測定は、処理されるウエハＷのロットの前に行われる。測定された情報は制御部２００に伝達され、紫外線ランプ７１の照度分布は正常か否かが判断される（Ｓ−２）。紫外線ランプ７１の照度分布が正常の場合は、図７及び図９（ａ），（ｂ）に示すように、チャック６２に保持されたウエハＷを紫外線照射手段７０（紫外線ランプ７１）の中心部の直下位置に移動し、その後、回転機構のモータ６６が回転駆動してウエハＷを水平回転した状態で紫外線ランプ７１から紫外線が照射される（図９（ｃ），Ｓ−３）。このとき、紫外線ランプ７１の点灯時期はウエハＷの移動途中（図７参照）、ウエハＷが紫外線ランプ７１の中心部直下に移動した後（図９（ｃ）参照）のいずれであってもよい。なお、ウエハＷ上の紫外線の積算照度は紫外線ランプ７１の点灯時間によって決定されるので、これに基づいてウエハＷの移動速度、回転速度を任意に設定することができる。例えば、紫外線ランプ７１の点灯時間：２〜７秒としたとき、ウエハＷの移動速度：≦３５０ｍｍ／ｓｅｃ，ウエハＷの回転速度：≦２５０ｒｐｍとすることができる。

ウエハＷ上に紫外線が照射された後、図９（ｄ），（ｅ）に示すように、移動機構６５が駆動してウエハＷを保持するチャック６２が初期位置に戻る（Ｓ−４）。

一方、（Ｓ−２）に戻って、紫外線ランプ７１の照度分布が低下していると判断された場合は、紫外線ランプ７１は使用可能な状態にあるか否かが判断される（Ｓ−５）。紫外線ランプ７１が使用可能な状態の場合は、図８及び図１０（ａ），（ｂ）に示すように、チャック６２に保持されたウエハＷの紫外線ランプ７１の照度領域外の周縁部の照度低下部に相当する量（Ｈ）だけ紫外線ランプ７１の照度の低下していない照度領域（Ｈ）内まで移動し、この状態で、ウエハＷを水平回転しつつ紫外線ランプ７１から紫外線を照射する（図１０（ｃ），Ｓ−６）。このとき、ウエハＷの周縁部（Ｈ）のみに所望の積算照度の紫外線が照射されるように、紫外線ランプ７１の点灯時間（紫外線照射時間）と、ウエハＷの回転速度が設定される。例えば、紫外線ランプ７１の点灯時間：２〜７秒としたとき、ウエハＷの回転速度：≦２５０ｒｐｍとすることができる。その後、図１０（ｄ）に示すように、ウエハＷを水平回転しつつ紫外線ランプ７１の中心部の直下位置に移動した後、紫外線ランプ７１から紫外線を照射する（図１０（ｅ），Ｓ−７）。このとき、ウエハＷの外周部の領域（Ｈ）には紫外線は照射されないが、既に所望の積算照度の紫外線が照射されているので問題はない。なお、紫外線ランプ７１の点灯時期はウエハＷの移動途中（図８参照）、ウエハＷが紫外線ランプ７１の中心部直下に移動した後（図１０（ｅ）参照）のいずれであってもよい。ウエハＷの移動途中に紫外線ランプ７１を点灯してウエハＷ上に紫外線を照射した場合は、ウエハＷの外周部の領域（Ｈ）以外の中心部に所望の積算照度以上に紫外線が照射されるが、ウエハＷ上には所望の積算照度のしきい値以上が照射されていればよい。なお、（Ｓ−７）において、ウエハＷ上の紫外線の積算照度は紫外線ランプ７１の点灯時間によって決定されるので、これに基づいてウエハＷの移動速度、回転速度を任意に設定することができる。例えば、紫外線ランプ７１の点灯時間：２〜７秒としたとき、ウエハＷの移動速度：≦３５０ｍｍ／ｓｅｃ，ウエハＷの回転速度：≦２５０ｒｐｍとすることができる。

ウエハＷ上に紫外線が照射された後、図１０（ｆ），（ｇ）に示すように、移動機構６５が駆動してウエハＷを保持するチャック６２が初期位置に戻る（Ｓ−８）。

上記のようにして、紫外線照射手段７０の紫外線ランプ７１からウエハ表面に紫外線が照射されることにより、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤が活性化し、活性化した光重合開始剤が拡散することで紫外線硬化樹脂が硬化される。

なお、（Ｓ−５）において、紫外線ランプ７１の使用が不可能な状態と判断された場合は、制御部２００からアラームが発せられる（Ｓ−９）。これにより、紫外線ランプ７１の交換が促される。

上記のように構成されるこの発明に係る紫外線照射処理装置３２によれば、紫外線照射手段７０の紫外線ランプ７１の照度分布の悪化に影響を受けずにウエハ上の積算照度を均一にすることができ、また、紫外線ランプ７１の寿命の増大が図れると共に、紫外線ランプ７１の交換時期を長くすることができるので、生産性の向上を図ることができる。

次に、以上のように構成されたレジスト塗布・現像処理システム１で行われるウエハＷの処理プロセスについて説明する。まず、未処理のウエハＷが複数枚収容されたカセットＣが載置台６上に載置されると、カセットＣからウエハＷが１枚取り出され、ウエハ搬送アーム７によって第３の処理装置群Ｇ３の温調ユニット（ＴＣＰ）３０に搬送される。温調ユニット（ＴＣＰ）３０に搬送されたウエハＷは、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送機構１１０によってボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３を構成する塗布処理装置１５に搬送される。塗布処理装置１５において、塗布ノズル１６０からウエハ表面に紫外線硬化樹脂液が塗布され、紫外線硬化樹脂膜（反射防止膜）が形成される。

紫外線硬化樹脂膜（反射防止膜）が形成されたウエハＷは、第１の搬送機構１１０によって塗布処理装置１５から搬出され、紫外線照射処理装置３２に搬送される。紫外線照射処理装置３２において、図７ないし図１１に示したように、光センサ６３によって紫外線照射手段７０の紫外線ランプ７１の照射分布が測定され、その測定された照度分布に基づいてウエハＷの紫外線ランプ７１の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御することにより、ウエハＷ上に均一な積算照度の紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤が活性化し、活性化した光重合開始剤が拡散することで紫外線硬化樹脂が硬化される。

紫外線照射処理装置３２によって紫外線が照射されたウエハＷは、第１のウエハ搬送機構１１０によって紫外線照射処理装置３２から取り出された後、熱処理ユニット（ＵＬＨＰ）３３〜３８に搬送されて、熱処理が施される。これにより、ウエハＷは、所定の加熱温度例えば１３０℃に昇温されて紫外線硬化樹脂液中の液分例えば残存溶剤が蒸発除去され、安定した膜厚の紫外線硬化樹脂膜（反射防止膜）が形成される。

このようにして熱処理が行われたウエハＷは、第１の搬送機構１１０によって熱処理ユニット（ＵＬＨＰ）３３〜３８内から取り出された後、レジスト塗布ユニット１０に搬送されて、レジスト塗布処理が施される。レジスト処理が施されたウエハＷは、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１に搬送されて、加熱処理される。

プリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１において加熱処理の終了したウエハＷは、第２の搬送機構１２０によって周辺露光装置８４に搬送され、周辺露光処理された後、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５３に搬送される。その後、ウエハＷは、第１のインターフェース部１００のウエハ搬送体１０２によってバッファカセット１０４に搬送され、次いで第２のインターフェース部１０１のウエハ搬送アーム１０６によって図示しない露光装置に搬送される。露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６及びウエハ搬送アーム１０２によってバッファカセット１０４を介してバッファカセット１０３に搬送される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０２によって例えば熱処理装置（ＰＥＢ）５４に搬送される。

熱処理装置（ＰＥＢ）５４における加熱処理の終了したウエハＷは、第２の搬送機構１２０によって高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５１、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２０、ポストベーキングユニット（ＰＥＢ）４５に順次搬送されて、各ユニットで所定の処理が施される。ポストベーキング処理の終了したウエハＷは、第１の搬送機構１１０によりトランジション装置３１に搬送され、その後ウエハ搬送アーム７によりカセットＣに戻される。このようにして、レジスト塗布・現像処理システム１における一連のウエハ処理が終了する。レジスト塗布・現像処理システム１では、複数枚のウエハＷに対し同時期に上述したようなウエハ処理が連続して行われている。

なお、上記実施形態では、紫外線照射手段７０が複数（６個）の紫外線ランプ７１によって構成される場合について説明したが、６個以外の複数個又は１個の紫外線ランプ７１によって紫外線照射手段７０を構成してもよい。

また、上記実施形態では、移動機構６５によってチャック６２を紫外線照射手段７０に対して平行移動させる場合について説明したが、紫外線照射手段７０をチャック６２にて保持されたウエハＷに対して平行移動してもよく、あるいは、チャック６２と紫外線照射手段７０の双方を相対的に平行移動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置（方法）が紫外線硬化樹脂膜（反射防止膜）をレジストの下層に配置するタイプに適用される場合について説明したが、紫外線硬化樹脂膜（反射防止膜）をレジストの上層に配置するタイプにも適用できる。

また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用する場合について説明したが、半導体ウエハ以外の被処理基板、例えばＬＣＤ（液晶ガラス）基板，マスク基板等にも適用できる。

この発明に係る基板処理装置を適用したレジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。上記レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図である。上記レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。この発明における下地膜の塗布処理装置を示す概略断面図である。上記塗布処理装置の概略平面図である。この発明に係る基板処理装置である紫外線照射処理装置の概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。この発明における光照射手段の照度分布が正常状態である場合のウエハの移動と光照射手段の照射状態の関係を示す説明図である。この発明における光照射手段の照度分布が低下状態である場合のウエハの移動と光照射手段の照射状態の関係を示す説明図である。上記光照射手段の照度分布が正常状態である場合の照射状態を示す説明図である。上記光照射手段の照度分布が低下状態である場合の照射状態を示す説明図である。この発明に係る基板処理方法による紫外線の照射状態を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｗ半導体ウエハ（被処理基板）
３２紫外線照射処理装置（基板処理装置）
６２チャック（基板保持体）
６３光センサ（照度測定手段）
６５移動機構
６６モータ（回転機構）
７０紫外線照射手段（光照射手段）
７１紫外線ランプ（光照射体）
２００制御部（制御手段）

Claims

被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理方法であって、
上記光照射手段は、該光照射手段と上記被処理基板との相対移動方向に沿う光照射体を具備し、
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照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する、ことを特徴とする基板処理方法。
請求項１記載の基板処理方法において、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、
ことを特徴とする基板処理方法。
請求項１又は２記載の基板処理方法において、
上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備している、ことを特徴とする基板処理方法。
被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理装置であって、
上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、
上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する光照射体を具備する光照射手段と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、
上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、
上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転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記載の基板処理装置において、
上記制御手段は、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、
ことを特徴とする基板処理装置。
請求項４又は５記載の基板処理装置において、
上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備している、ことを特徴とする基板処理装置。