JP2013128004A

JP2013128004A - Processing apparatus

Info

Publication number: JP2013128004A
Application number: JP2011276096A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Watanabe; 成一渡辺; Yutaka Takatsuma; 豊高妻; Toru Aramaki; 徹荒巻; Hisateru Yasui; 尚輝安井; Norihiko Ikeda; 紀彦池田
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing apparatus capable of uniformly processing a substrate by irradiating the entire surface of the substrate with VUV (vacuum ultraviolet light) in a uniform manner when a distance between a light source and the substrate is large.SOLUTION: A processing apparatus comprises: a light source 2 for emitting vacuum ultraviolet light having 200 nm or less of wavelength; a processing chamber 7; a stage 9, arranged inside the processing chamber 7, for setting a substrate 8 which is to be processed with the vacuum ultraviolet light emitted from the light source 2. The light source 2 includes a light-emitting part 11 having a donut-like shape.

Description

本発明は、ＶＵＶ（真空紫外光）を用いた処理装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus using VUV (vacuum ultraviolet light).

従来の波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置は、例えば、特許文献１〜５に開示されている。特許文献１には、真空紫外光を利用して活性化された酸素による処理では充分な処理速度が得られないような処理、例えばイオン注入されたレジストの灰化・除去等を可能にするための処理装置が開示されている。また、特許文献２には、隣接する円筒状誘電体バリア放電ランプ間の直下の放射照度が充分高く、かつ、点灯時間の経過に連れて照度分布が不均一にならないようにするための誘電体バリア放電ランプ装置が開示されている。また、特許文献３には、ウェハ全面にわたって均一なキュア処理を実施するための半導体製造装置が開示されている。また、特許文献４には、効率的にエキシマ光の照射を行うためのフラット形のエキシマランプ及びエキシマ照射装置が開示されている。また、特許文献５には、照射すべき平面にエキシマ光を効率よく均一に、かつ継続的に安定して照射するためのエキシマ照射装置が開示されている。 Conventional VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatuses using an excimer lamp having a wavelength of 200 nm or less are disclosed in Patent Documents 1 to 5, for example. Patent Document 1 discloses a process in which sufficient treatment speed cannot be obtained by treatment with oxygen activated using vacuum ultraviolet light, for example, ashing / removal of an ion-implanted resist. A processing apparatus is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a dielectric for ensuring that the irradiance immediately below between adjacent cylindrical dielectric barrier discharge lamps is sufficiently high and that the illuminance distribution does not become non-uniform as the lighting time elapses. A barrier discharge lamp device is disclosed. Patent Document 3 discloses a semiconductor manufacturing apparatus for performing a uniform curing process over the entire wafer surface. Patent Document 4 discloses a flat excimer lamp and an excimer irradiation apparatus for efficiently performing excimer light irradiation. Further, Patent Document 5 discloses an excimer irradiation apparatus for efficiently and uniformly irradiating excimer light uniformly and continuously on a plane to be irradiated.

特開２００５−１５８７９６号公報JP 2005-158796 A 特開平８−１５３４９３号公報JP-A-8-153493 特開２００５−１９７３４８号公報JP 2005-197348 A 特開２００５−３１７５５５号公報JP 2005-317555 A 特開２０１０−１１８３７０号公報JP 2010-118370 A

半導体素子等の製造に用いられる基板は拡大の方向にあり、基板内における均一処理が益々重要になると思われる。そこで発明者らは、エキシマランプ等を用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置における均一処理について検討した。 Substrates used for manufacturing semiconductor elements and the like are in the direction of expansion, and uniform processing within the substrate is expected to become increasingly important. Therefore, the inventors examined uniform processing in a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus using an excimer lamp or the like.

発明者等が検討したＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図を図１に示す。この場合、波長２００ｎｍ以下の誘電体バリア放電を用いた円板状エキシマランプ１がランプハウス２内に設置されている。円板状エキシマランプ１は、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用する場合が多い。円板状エキシマランプ１は、合成石英の容器３にガスが封入されており、また円板状容器３の上部に電極４と下部に電極５が設置されている。また下部電極５は接地され、上部電極４は、電源６に接続されており、円板状容器３内に誘電体バリア放電を発生させる。下部電極５をメッシュあるいはパンチメタル構造とすることにより、上記誘電体バリア放電からの真空紫外光を取り出している。処理室７内には、被処理材であるウェハ８が、ウェハステ−ジ９上に載置される。ここでウェハの直径は３００ｍｍである。またランプハウス２と処理室７の間には、円板状エキシマランプ１から放射される真空紫外光が、ウェハ８に照射されるように、真空紫外光を透過することができる窓１０が設置されている。この場合、窓材としては、波長１７２ｎｍのエキシマ光が透過可能な合成石英のフラットな板を使用した。ランプハウス２と処理室７は、窓１０で隔壁されている。ランプハウス２には、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられており、この場合、Ｎ２ガスを導入し、ランプハウス２内をＮ２に置換することにより、空気中のＯ２による真空紫外光の減衰を抑制している。同様に、処理室７にも、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられており、この場合、Ｎ２ガスを導入し、処理室７内をＮ２に置換することにより、真空紫外光の空気中のＯ２による減衰を抑制している。また別のケ−スでは、処理室７に設けた真空排気口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）により、処理室７内を真空とし、ウェハ８に真空紫外光を照射する。更に別のケ−スでは、処理室７に設けた真空排気口（図示省略）およびガス導入口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）およびガス供給システム（図示省略）により、処理室７内を真空排気後、ガスを導入し、減圧下で、ウェハ８に真空紫外光を照射する。 A longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus investigated by the inventors is shown in FIG. In this case, a disc-shaped excimer lamp 1 using a dielectric barrier discharge having a wavelength of 200 nm or less is installed in the lamp house 2. The disk-shaped excimer lamp 1 often uses an Xe excimer lamp that emits excimer light having a wavelength of 172 nm. In the disk-shaped excimer lamp 1, a gas is sealed in a synthetic quartz container 3, and an electrode 4 is installed in the upper part of the disk-shaped container 3 and an electrode 5 is installed in the lower part. The lower electrode 5 is grounded, and the upper electrode 4 is connected to a power source 6 to generate a dielectric barrier discharge in the disc-like container 3. By making the lower electrode 5 have a mesh or punch metal structure, vacuum ultraviolet light from the dielectric barrier discharge is taken out. In the processing chamber 7, a wafer 8 that is a material to be processed is placed on a wafer stage 9. Here, the diameter of the wafer is 300 mm. Further, a window 10 capable of transmitting vacuum ultraviolet light is installed between the lamp house 2 and the processing chamber 7 so that the vacuum ultraviolet light emitted from the disc-shaped excimer lamp 1 is irradiated onto the wafer 8. Has been. In this case, a synthetic quartz flat plate capable of transmitting excimer light having a wavelength of 172 nm was used as the window material. The lamp house 2 and the processing chamber 7 are separated by a window 10. The lamp house 2 is provided with a gas inlet (not shown) and a gas outlet (not shown). In this case, by introducing N2 gas and replacing the inside of the lamphouse 2 with N2, the air is discharged into the air. Attenuation of vacuum ultraviolet light due to O2 is suppressed. Similarly, the processing chamber 7 is also provided with a gas inlet (not shown) and a gas outlet (not shown). In this case, N2 gas is introduced and the inside of the processing chamber 7 is replaced with N2. In addition, attenuation of vacuum ultraviolet light due to O 2 in the air is suppressed. In another case, the inside of the processing chamber 7 is evacuated by a vacuum exhaust port (not shown) and a vacuum exhaust system (not shown) provided in the processing chamber 7, and the wafer 8 is irradiated with vacuum ultraviolet light. In still another case, the processing chamber 7 includes a vacuum exhaust port (not shown), a gas introduction port (not shown), a vacuum exhaust system (not shown), and a gas supply system (not shown) provided in the processing chamber 7. After evacuating the inside, gas is introduced and the wafer 8 is irradiated with vacuum ultraviolet light under reduced pressure.

図２に、ランプの発光部が直径３３０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果を示す。簡単のために、（１）ランプ直下では、放射光強度分布は均一、（２）窓１０なし、（３）気相中で、真空紫外光の減衰なしとし、計算した。図２に示すように、ランプ１−ウェハ８間距離が増加するに伴って、真空紫外光の光強度が減少し、ランプ１の下部と言えども、均一性が劣化する。このことは、ランプ１からの光の放射が立体角に関係することから、理解することができる。ランプの発光部が円板状の場合は、ランプの発光部が、ウェハ８に対して非常に大きく、且つ、ランプ−ウェハ間距離が小さい場合は良好な光均一性が得られる。しかしながら、円板状エキシマランプ１とウェハ８には、窓１０の設置が必要である。窓１０は、ランプハウス２と処理室７を隔壁し、ランプハウス２内にＮ２ガス導入等により、誘電体バリア放電により高温となる円板状エキシマランプ１を冷却するとともに、ランプハウス２内からの微小異物がウェハ８に付着し、歩留まりが低下することを抑制する。また（１）ウェハ８のウェハステ−ジ９への搬送／搬出（図示省略）、（２）ウェハ８からの揮発物の窓１０への付着抑制の観点から、窓１０とウェハ８との間隔は、ある程度の距離は必要である。 FIG. 2 shows a calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of vacuum ultraviolet light having a diameter of 330 mm in the lamp and the lamp-wafer distance (axial direction). For the sake of simplicity, the calculation was performed assuming that (1) the intensity distribution of the radiated light was uniform immediately under the lamp, (2) no window 10 and (3) no attenuation of vacuum ultraviolet light in the gas phase. As shown in FIG. 2, as the distance between the lamp 1 and the wafer 8 increases, the light intensity of the vacuum ultraviolet light decreases, and the uniformity of the lower part of the lamp 1 deteriorates. This can be understood because the light emission from the lamp 1 is related to the solid angle. When the light emitting part of the lamp is disk-shaped, good light uniformity is obtained when the light emitting part of the lamp is very large with respect to the wafer 8 and the distance between the lamp and the wafer is small. However, the disk-like excimer lamp 1 and the wafer 8 need to be provided with a window 10. The window 10 partitions the lamp house 2 and the processing chamber 7, cools the disc-shaped excimer lamp 1 that becomes high temperature due to dielectric barrier discharge by introducing N 2 gas into the lamp house 2, and from the inside of the lamp house 2. It is possible to prevent the minute foreign matter from adhering to the wafer 8 and reducing the yield. In addition, from the viewpoint of (1) transporting / unloading the wafer 8 to / from the wafer stage 9 (not shown) and (2) suppressing adhesion of volatiles from the wafer 8 to the window 10, the distance between the window 10 and the wafer 8 is Some distance is necessary.

以上のように、有限の大きさの円板状エキシマランプ１で、ウェハ８の搬送／搬入が自動で行える機構を備えた、波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置では、真空紫外光の照射光強度のウェハ面内均一性について十分が配慮がされておらず、ウェハ８全面に均一に真空紫外光を照射し、均一にウェハ８を処理することが困難であることが分かった。 As described above, a VUV (vacuum ultraviolet light) process using an excimer lamp having a wavelength of 200 nm or less and the like having a mechanism capable of automatically carrying / carrying in the wafer 8 with the disc-shaped excimer lamp 1 having a finite size. The apparatus does not give sufficient consideration to the uniformity of the irradiation intensity of the vacuum ultraviolet light within the wafer surface, and it is difficult to uniformly irradiate the entire surface of the wafer 8 with the vacuum ultraviolet light and uniformly treat the wafer 8. I found out.

そこで、従来の均一性向上策について更に検討した。
特許文献１には、管状のエキシマランプを複数設置し、被処理材であるウェハに真空紫外光を照射し、ウェハを処理する処理装置が開示されている。しかしながら、真空紫外光の照射光強度のウェハ面内均一性およびそれに伴うウェハ処理の均一性については、十分に考慮されていない。 Therefore, the conventional measures for improving uniformity were further examined.
Patent Document 1 discloses a processing apparatus in which a plurality of tubular excimer lamps are installed, and a wafer that is a material to be processed is irradiated with vacuum ultraviolet light to process the wafer. However, sufficient consideration has not been given to the uniformity of the irradiation intensity of the vacuum ultraviolet light within the wafer surface and the uniformity of the wafer processing associated therewith.

特許文献２には、円筒状誘電体バリア放電ランプを複数設置し、隣接したランプ間に概略Ｖ字型の光反射板を設けた放電ランプ装置が開示され、真空紫外光の照射光強度の均一性について考慮されている。しかし、この場合でも、真空紫外光の照射光強度のウェハ面内均一性は十分ではないことが予想された。即ち、円筒状ランプ（軸方向）に垂直方向（複数のランプを並べる方向）の均一性については、配慮されているものの、円筒状ランプとウェハ間に間隔がある場合で、円筒状ランプの軸方向の照射光強度のウェハ面内均一性については、配慮されていない。 Patent Document 2 discloses a discharge lamp device in which a plurality of cylindrical dielectric barrier discharge lamps are installed and a substantially V-shaped light reflector is provided between adjacent lamps, and the irradiation light intensity of vacuum ultraviolet light is uniform. Sexuality is taken into account. However, even in this case, it was expected that the in-wafer uniformity of the irradiation intensity of the vacuum ultraviolet light was not sufficient. That is, although the uniformity in the direction perpendicular to the cylindrical lamp (axial direction) (the direction in which a plurality of lamps are arranged) is taken into consideration, there is a space between the cylindrical lamp and the wafer. No consideration is given to the in-wafer uniformity of the irradiation light intensity in the direction.

特許文献３には、ランプに対し、ウェハステ−ジを回転運動あるいは並進運動させる半導体製造装置が開示されている。ウェハステ−ジを回転運動させる場合、周方向の均一性は改善されるものの、径方向の均一性を十分に改善することが困難である。特に中心付近では、光強度の特異点が生じ易く、ウェハ全面で高均一に真空紫外光を照射することが困難である。ウェハステ−ジを並進運動させる場合でも、上述したように、円筒状ランプとウェハ間に間隔がある場合で、円筒状ランプの軸方向の照射光強度のウェハ面内均一性については、配慮されておらず、一般的な並進運動の方向である、ランプの軸方向に対し垂直方向に並進運動させた場合、ランプの長さ方向の均一性を改善することができず、ウェハ全面で高均一に真空紫外光を照射することが困難である。また特に半導体素子を製造するウェハの場合、微細加工が要求されるため、歩留まりの観点から、微小異物の低減が必須となる。ウェハステ−ジを駆動させる場合、駆動部から異物が発生するリスクが高い。このため微小異物低減の観点からは、ウェハステ−ジ固定で、真空紫外光の照射光強度のウェハ面内均一性を向上することが望ましい。 Patent Document 3 discloses a semiconductor manufacturing apparatus for rotating or translating a wafer stage relative to a lamp. When the wafer stage is rotated, the circumferential uniformity is improved, but it is difficult to sufficiently improve the radial uniformity. Particularly in the vicinity of the center, a singular point of light intensity is likely to occur, and it is difficult to irradiate vacuum ultraviolet light uniformly over the entire surface of the wafer. Even when the wafer stage is translated, as described above, there is a gap between the cylindrical lamp and the wafer, and the uniformity in the wafer surface of the irradiation light intensity in the axial direction of the cylindrical lamp is taken into consideration. If the translation is performed in a direction perpendicular to the axial direction of the lamp, which is a general translational motion direction, the uniformity in the length direction of the lamp cannot be improved. It is difficult to irradiate vacuum ultraviolet light. In particular, in the case of a wafer for manufacturing a semiconductor element, since fine processing is required, it is essential to reduce minute foreign matter from the viewpoint of yield. When driving the wafer stage, there is a high risk that foreign matter will be generated from the drive unit. For this reason, from the viewpoint of reducing minute foreign matter, it is desirable to improve the uniformity of the irradiation intensity of the vacuum ultraviolet light within the wafer surface by fixing the wafer stage.

また特許文献４や５には、薄板箱状ランプを設けたエキシマ照射装置が開示されている。これらの装置では、放電容器の内部には、窓面に平行な面内で互いに直交する２方向のそれぞれに沿って等間隔で複数の支柱が配置されている。上記は、（１）薄板箱状ランプのサイズが、被処理材のサイズよりも非常に大きく、（２）薄板箱状ランプと被処理材との間隔が小さく、（３）上述の複数の支柱のサイズが小さい場合に、良好な照射光強度の均一性が得られる。しかし、ランプと被処理材との間隔が広い程、照射光強度は凸型分布となる。 Patent Documents 4 and 5 disclose an excimer irradiation device provided with a thin box-shaped lamp. In these apparatuses, a plurality of support columns are arranged in the discharge vessel at equal intervals along each of two directions orthogonal to each other in a plane parallel to the window surface. In the above, (1) the size of the thin box-shaped lamp is much larger than the size of the material to be processed, (2) the distance between the thin box-shaped lamp and the material to be processed is small, and (3) the above-mentioned plurality of support columns When the size is small, good uniformity of irradiation light intensity can be obtained. However, the wider the distance between the lamp and the material to be processed, the more the irradiation light intensity has a convex distribution.

上述のように、従来の波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置は、真空紫外光の照射光強度のウェハ面内均一性およびそれに伴うウェハ処理の均一性が今後の要求を満たすには不十分であると思われる。 As described above, a conventional VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus using an excimer lamp having a wavelength of 200 nm or less, etc. will have a uniformity in the wafer surface of the irradiation intensity of the vacuum ultraviolet light and the accompanying wafer processing uniformity. It seems to be insufficient to meet the demands of

本発明の目的は、光源からウェハ等の処理基板までの距離が離れている場合、処理基板表面全面に均一にＶＵＶ（真空紫外光）を照射し、処理基板を均一に処理することのできる処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to perform processing that can uniformly treat a processing substrate by irradiating the entire surface of the processing substrate with VUV (vacuum ultraviolet light) uniformly when the distance from the light source to the processing substrate such as a wafer is long. To provide an apparatus.

上記目的を達成するための一実施形態として、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を発する光源と、処理室と、前記処理室内に設置され前記真空紫外光により処理される被処理材を設置するステ−ジとを有する処理装置において、前記光源は、ド−ナツ状の発光部を有することを特徴とする処理装置とする。 As an embodiment for achieving the above object, a light source that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less, a processing chamber, and a stage that is installed in the processing chamber and is processed by the vacuum ultraviolet light is disposed. The light source includes a donut-shaped light emitting unit.

本発明によれば、光源からウェハ等の処理基板までの距離が離れている場合、光源がド−ナツ状の発光部を有することにより、処理基板表面全面に均一にＶＵＶ（真空紫外光）を照射し、処理基板を均一に処理することのできる処理装置を提供することができる。 According to the present invention, when the distance from the light source to the processing substrate such as a wafer is long, the light source has a donut-shaped light emitting portion, so that VUV (vacuum ultraviolet light) is uniformly distributed over the entire surface of the processing substrate. It is possible to provide a processing apparatus capable of performing irradiation and processing a processing substrate uniformly.

発明者らが検討に用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus which the inventors used for examination. 図１に示す処理装置において、ランプの発光部が直径３３０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果を示す図である。In the processing apparatus shown in FIG. 1, it is a figure which shows the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of the vacuum ultraviolet light whose lamp | ramp light emission part is 330 mm in diameter, and the lamp-wafer distance (axial direction). 第１の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of a 1st Example. 第１の実施例の変形例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the modification of a 1st Example. ランプの発光部外径３３０ｍｍ−内径１１０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果である。It is the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (diameter direction) of the vacuum ultraviolet light in the light emission part outer diameter 330mm-internal diameter 110mm of a lamp | ramp, and the lamp-wafer distance (axial direction). ランプの発光部外径３３０ｍｍ−内径２１０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果である。It is the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (diameter direction) of the vacuum ultraviolet light in the light emission part outer diameter 330mm-inner diameter 210mm of a lamp | ramp, and the lamp-wafer distance (axial direction). 第２の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the 2nd Example. 第２の実施例の変形例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the modification of a 2nd Example. ド−ナツ状発光部外径３３０ｍｍ−内径２１０ｍｍ、円板状発光部外径１５０ｍｍで、単位面積当たりの発光強度が、円板状発光部：ドーナツ状発光部＝１：２とした場合の真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果である。Vacuum when donut-shaped light emitting part outer diameter 330 mm-inner diameter 210 mm, disk-shaped light emitting part outer diameter 150 mm, and emission intensity per unit area is disk-shaped light emitting part: doughnut-shaped light emitting part = 1: 2. It is the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of ultraviolet light, and the lamp-wafer distance (axial direction). ランプ−ウェハ間距離８０ｍｍの場合における、（１）円板状発光部（外径３３０ｍｍ）、（２）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径１１０ｍｍ）、（３）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径２１０ｍｍ）と（４）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径２１０ｍｍ）＋円板状発光部（外径１５０ｍｍ）での真空紫外光の光強度分布（径方向）の計算結果である。(1) Disc-shaped light emitting part (outer diameter 330 mm), (2) Donut-shaped light emitting part (outer diameter 330 mm, inner diameter 110 mm), (3) Donut-shaped light emitting part (outer diameter) 330 mm, inner diameter 210 mm) and (4) calculation results of light intensity distribution (radial direction) of vacuum ultraviolet light in a donut-shaped light emitting part (outer diameter 330 mm, inner diameter 210 mm) + disc light emitting part (outer diameter 150 mm). . 第３の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the 3rd Example. 第３の実施例の変形例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the modification of a 3rd Example. 第４の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the 4th Example. 第５の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the 5th Example. 第６の実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of 6th Example.

以下、実施例により詳細に説明する。 Hereinafter, the embodiment will be described in detail.

本発明の第１の実施例を図３、図４、図５及び図６により説明する。図３に、本実施例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図を示す。本実施例において、波長２００ｎｍ以下の誘電体バリア放電を用いた円板状エキシマランプ１１がランプハウス２内に設置されている。円板状エキシマランプ１１の中央部に合成石英の支柱を設置し、発光部はドーナツ状とした。また円板状エキシマランプ１１は、ウェハ（処理基板）８に対し、同軸上となるように設置した。なお、同一符号は同一構成要素を示す。本実施例の場合、円板状エキシマランプ１１は、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用したが、波長１２６ｎｍのＡｒエキシマランプ、波長１４６ｎｍのＫｒエキシマランプ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマランプ等、他のＶＵＶ（真空紫外光）光源を使用しても良い。円板状エキシマランプ１１は、合成石英の円板状容器３にガスが封入されており、また円板状容器３の上部に上部電極４と下部に下部電極５が設置されている。また下部電極５は接地され、上部電極４は、電源６に接続されており、円板状容器３内に誘電体バリア放電を発生させる。下部電極５をメッシュあるいはパンチメタル構造とすることにより、上記誘電体バリア放電からの真空紫外光を取り出している。処理室７内には、被処理材であるウェハ８が、ウェハステ−ジ９上に載置される。本実施例では、ウェハの直径は３００ｍｍである。またランプハウス２と処理室７の間には、円板状エキシマランプ１１から放射される真空紫外光が、ウェハ８に照射されるように、真空紫外光を透過することができる窓１０が設置されている。この場合、窓材としては、波長１７２ｎｍのエキシマ光が透過可能な合成石英のフラットな板を使用したが、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化リチウム（ＬＩＦ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）等の他のＶＵＶ（真空紫外光）を透過する材料を用いても良い。但し、材料に応じてＶＵＶ（真空紫外光）の透過スペクトルが異なるので、使用するＶＵＶ（真空紫外光）光源の光が透過する材料を選択する必要がある。ランプハウス２と処理室７は、窓１０で隔壁されている。ランプハウス２には、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられており、本実施例では、Ｎ２ガスを導入し、ランプハウス２内をＮ２に置換することにより、空気中のＯ２による真空紫外光の減衰を抑制している。真空紫外光による減衰が小さければ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ａｒ等、他の希ガスを用いても良い。同様に、処理室７にも、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられており、本実施例では、Ｎ２ガスを導入し、処理室７内をＮ２に置換することにより、真空紫外光の空気中のＯ２による減衰を抑制している。上述と同じく、Ｈｅ等、他の希ガスを用いても良い。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5 and 6. FIG. FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of this embodiment. In this embodiment, a disc-shaped excimer lamp 11 using a dielectric barrier discharge having a wavelength of 200 nm or less is installed in the lamp house 2. A column made of synthetic quartz was installed at the center of the disc-shaped excimer lamp 11, and the light emitting portion was formed in a donut shape. The disk-shaped excimer lamp 11 was installed so as to be coaxial with the wafer (processing substrate) 8. In addition, the same code | symbol shows the same component. In this embodiment, the disk-shaped excimer lamp 11 is an Xe excimer lamp that emits excimer light having a wavelength of 172 nm. However, an Ar excimer lamp having a wavelength of 126 nm, a Kr excimer lamp having a wavelength of 146 nm, and an ArF excimer lamp having a wavelength of 193 nm. Other VUV (vacuum ultraviolet light) light sources may be used. In the disk-shaped excimer lamp 11, a gas is sealed in a disk-shaped container 3 made of synthetic quartz, and an upper electrode 4 and a lower electrode 5 are installed at the upper part and the lower part of the disk-shaped container 3, respectively. The lower electrode 5 is grounded, and the upper electrode 4 is connected to a power source 6 to generate a dielectric barrier discharge in the disc-like container 3. By making the lower electrode 5 have a mesh or punch metal structure, vacuum ultraviolet light from the dielectric barrier discharge is taken out. In the processing chamber 7, a wafer 8 that is a material to be processed is placed on a wafer stage 9. In this embodiment, the diameter of the wafer is 300 mm. Further, a window 10 capable of transmitting vacuum ultraviolet light is installed between the lamp house 2 and the processing chamber 7 so that the vacuum ultraviolet light emitted from the disk-shaped excimer lamp 11 is irradiated onto the wafer 8. Has been. In this case, a synthetic quartz flat plate capable of transmitting excimer light having a wavelength of 172 nm was used as the window material, but magnesium fluoride (MgF2), calcium fluoride (CaF2), lithium fluoride (LIF), and sapphire. You may use the material which permeate | transmits other VUV (vacuum ultraviolet light), such as (Al2O3). However, since the transmission spectrum of VUV (vacuum ultraviolet light) varies depending on the material, it is necessary to select a material that transmits light from the VUV (vacuum ultraviolet light) light source to be used. The lamp house 2 and the processing chamber 7 are separated by a window 10. The lamp house 2 is provided with a gas inlet (not shown) and a gas outlet (not shown). In this embodiment, N2 gas is introduced and the inside of the lamphouse 2 is replaced with N2. Attenuation of vacuum ultraviolet light by O2 in the air is suppressed. Other rare gases such as He, Ne, Kr, and Ar may be used as long as attenuation by vacuum ultraviolet light is small. Similarly, the processing chamber 7 is also provided with a gas inlet (not shown) and a gas outlet (not shown). In this embodiment, N2 gas is introduced and the inside of the processing chamber 7 is replaced with N2. This suppresses the attenuation of vacuum ultraviolet light due to O 2 in the air. As described above, other rare gases such as He may be used.

また別のケ−スでは、処理室７に設けた真空排気口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）により、処理室７内を真空とし、ウェハ８に真空紫外光を照射する。更に別のケ−スでは、処理室７に設けた真空排気口（図示省略）およびガス導入口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）およびガス供給システム（図示省略）により、処理室７内を真空排気後、光励起反応ガスあるいはウェハ８との光アシスト表面反応ガスを導入し、減圧下で、ウェハ８に真空紫外光を照射する。またランプハウス２および処理室７から排出されたガスは、必要に応じて、排ガス処理装置（図示省略）を通して、処理する。 In another case, the inside of the processing chamber 7 is evacuated by a vacuum exhaust port (not shown) and a vacuum exhaust system (not shown) provided in the processing chamber 7, and the wafer 8 is irradiated with vacuum ultraviolet light. In still another case, the processing chamber 7 includes a vacuum exhaust port (not shown), a gas introduction port (not shown), a vacuum exhaust system (not shown), and a gas supply system (not shown) provided in the processing chamber 7. After the inside is evacuated, a photoexcited reaction gas or a photo-assisted surface reaction gas with the wafer 8 is introduced, and the wafer 8 is irradiated with vacuum ultraviolet light under reduced pressure. The gas discharged from the lamp house 2 and the processing chamber 7 is processed through an exhaust gas processing device (not shown) as necessary.

図４に、本実施例の変形例を示す。図４では、ドーナツ状エキシマランプ１２とし、中央部は空洞である。図３の場合と同様に、発光部は、ドーナツ状であり、ウェハ８に対し、同軸上となるように配置した。 FIG. 4 shows a modification of this embodiment. In FIG. 4, it is set as the donut-shaped excimer lamp 12, and the center part is a cavity. As in the case of FIG. 3, the light emitting portion has a donut shape, and is arranged so as to be coaxial with the wafer 8.

図５に、ランプの発光部外径３３０ｍｍ−内径１１０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果を示す。また図６に、ランプの発光部外径３３０ｍｍ−内径２１０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果を示す。簡単のために、（１）ランプ直下では、放射光強度分布は均一、（２）窓１０なし、（３）気相中で、真空紫外光の減衰なしとし、計算した。図５、図６ともに、図２と比較すると、ランプ−ウェハ間距離８０ｍｍで良好な光均一性が得られている。ランプの発光部の外径と内径を調整すれば、所望のランプ−ウェハ間距離で良好な光均一性を得ることができる。 FIG. 5 shows the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of the vacuum ultraviolet light and the lamp-wafer distance (axial direction) when the light emitting part has an outer diameter of 330 mm and an inner diameter of 110 mm. FIG. 6 shows the calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of vacuum ultraviolet light and the lamp-wafer distance (axial direction) when the outer diameter of the light emitting part of the lamp is 330 mm-210 mm. For the sake of simplicity, the calculation was performed assuming that (1) the intensity distribution of the radiated light was uniform immediately under the lamp, (2) no window 10 and (3) no attenuation of vacuum ultraviolet light in the gas phase. 5 and FIG. 6, compared with FIG. 2, good light uniformity is obtained at a lamp-wafer distance of 80 mm. By adjusting the outer diameter and inner diameter of the light emitting portion of the lamp, good light uniformity can be obtained at a desired lamp-wafer distance.

また通常、エキシマランプ１、１１、１２の内部は、減圧されている。このため、発光部が円板状のランプ１よりも、発光部がドーナツ状のランプ１１、１２の方が、圧力容器の強度の点で有利と言える。 Usually, the inside of the excimer lamps 1, 11, and 12 is depressurized. For this reason, it can be said that the lamps 11 and 12 having a light emitting portion donut-shaped are more advantageous in terms of the strength of the pressure vessel than the lamp 1 having a light emitting portion.

従って本実施例によれば、波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いたＶＵＶ（真空紫外光）処理装置において、ＶＵＶ光（真空紫外光）を発するド−ナツ状の発光部を有する光源を、被処理材料に対し、同軸上となるように配置することにより、ウェハ搬送等に必要な、窓１０−ウェハ８間距離を十分確保した上で、ウェハ８全面に均一に真空紫外光を照射することができ、その結果、ウェハ８全面を均一に処理することができると言う効果がある。 Therefore, according to the present embodiment, in a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus using an excimer lamp having a wavelength of 200 nm or less, a light source having a donut-shaped light emitting portion that emits VUV light (vacuum ultraviolet light) is used. By arranging the processing material so as to be coaxial, a sufficient distance between the window 10 and the wafer 8 necessary for wafer transfer or the like is secured, and the entire surface of the wafer 8 is uniformly irradiated with vacuum ultraviolet light. As a result, there is an effect that the entire surface of the wafer 8 can be processed uniformly.

本発明の第２の実施例を図７、図８、図９および図１０により説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9 and 10. FIG. Note that the matters described in the first embodiment but not described in the present embodiment can be applied to the present embodiment as long as there is no particular circumstance.

図７は本実施例に係るＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図であり、図３に示す第１の実施例において、ランプの中央部に円板状の発光部を設けたものである。ドーナツ状発光部と円板状発光部を有するランプ１３を、ウェハ８に対し同軸上となるように配置した。またドーナツ状発光部と円板状発光部には、各々、電源６と上部電極４を設けることにより、各発光部は独立した誘電体バリア放電を生成できるように構成した。接地される下部電極５は共通としたが、上記と同様に別々に設けても良い。上述の構成により、ドーナツ発光部と円板状発光部の光強度を、所望の比率に設定できる。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus according to this embodiment. In the first embodiment shown in FIG. 3, a disk-like light emitting portion is provided at the center of the lamp. is there. A lamp 13 having a donut-shaped light emitting portion and a disk-shaped light emitting portion was arranged so as to be coaxial with the wafer 8. The donut-shaped light emitting section and the disk-shaped light emitting section are each provided with a power source 6 and an upper electrode 4 so that each light emitting section can generate an independent dielectric barrier discharge. Although the lower electrode 5 to be grounded is common, it may be provided separately as described above. With the above-described configuration, the light intensity of the donut light emitting part and the disk-shaped light emitting part can be set to a desired ratio.

図８は、ドーナツ状発光部と円板状発光部を有することは、図７と同じだが、ド−ナツ状ランプ１２の内側に、円板状ランプ１を設けることにより、個別のランプとした第２の実施例の変形例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。この場合もドーナツ状ランプ１２と円板状ランプ１は、ウェハ８に対し同軸上となるように配置した。また各々のランプには、各々、電源６と電源６に接続された上部電極４と接地された下部電極５を設けることにより、独立した誘電体バリア放電を生成できるように構成した。上述の構成により、ドーナツ状ランプ１２と円板状ランプ１の光強度を、所望の比率に設定できる。 FIG. 8 is the same as FIG. 7 in having a donut-shaped light emitting portion and a disk-shaped light emitting portion, but by providing the disk-shaped lamp 1 inside the donut-shaped lamp 12, an individual lamp is obtained. It is a longitudinal cross-sectional view of the VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus of the modification of a 2nd Example. Also in this case, the donut-shaped lamp 12 and the disk-shaped lamp 1 are arranged so as to be coaxial with the wafer 8. Each lamp is provided with a power source 6, an upper electrode 4 connected to the power source 6, and a grounded lower electrode 5, so that independent dielectric barrier discharge can be generated. With the above-described configuration, the light intensity of the donut-shaped lamp 12 and the disk-shaped lamp 1 can be set to a desired ratio.

図９に、ド−ナツ状発光部外径３３０ｍｍ−内径２１０ｍｍ、円板状発光部外径１５０ｍｍで、単位面積当たりの発光強度が、円板状発光部：ドーナツ状発光部＝１：２とした場合の真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウェハ間距離（軸方向）との関係の計算結果を示す。また図１０に、ランプ−ウェハ間距離８０ｍｍの場合における、（１）円板状発光部（外径３３０ｍｍ）、（２）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径１１０ｍｍ）、（３）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径２１０ｍｍ）と（４）ドーナツ状発光部（外径３３０ｍｍ、内径２１０ｍｍ）＋円板状発光部（外径１５０ｍｍ）での真空紫外光の光強度分布（径方向）の計算結果の比較を示す。図９に示すように、ランプ−ウェハ間距離８０ｍｍで良好な光量均一性が得られている。また図１０に示すように、図１に示す円板状発光部、第１の実施例のドーナツ状発光部よりも、本実施例のドーナツ状発光部＋円板状発光部の場合が、良好な光量均一性を得ることができる。 FIG. 9 shows a donut-shaped light emitting part outer diameter of 330 mm-inner diameter of 210 mm, a disk-shaped light emitting part outer diameter of 150 mm, and a light emission intensity per unit area of disk-shaped light emitting part: donut-shaped light emitting part = 1: 2. The calculation result of the relationship between the light intensity distribution (radial direction) of the vacuum ultraviolet light and the lamp-wafer distance (axial direction) is shown. FIG. 10 shows (1) a disc-shaped light emitting portion (outer diameter 330 mm), (2) a donut-shaped light emitting portion (outer diameter 330 mm, inner diameter 110 mm), and (3) a donut shape when the lamp-wafer distance is 80 mm. Light intensity distribution (radial direction) of vacuum ultraviolet light at the light emitting part (outer diameter 330 mm, inner diameter 210 mm) and (4) donut-like light emitting part (outer diameter 330 mm, inner diameter 210 mm) + disc light emitting part (outer diameter 150 mm) Comparison of calculation results is shown. As shown in FIG. 9, good light quantity uniformity is obtained at a lamp-wafer distance of 80 mm. Also, as shown in FIG. 10, the case of the donut-shaped light emitting portion of this embodiment + the disk-shaped light emitting portion is better than the disk-shaped light emitting portion shown in FIG. 1 and the donut-shaped light emitting portion of the first embodiment. Uniform light amount uniformity.

またドーナツ状発光部と円板状発光部の発光強度比率を変化させれば、所望のランプ-ウェハ間距離で、良好な光量均一性を得ることができる。またウェハ８に照射する光量を凹型分布〜凸型分布に任意に変化させることができる。これにより、ウェハ処理の均一性を、必要に応じて、補正することができる。 Further, by changing the emission intensity ratio between the donut-shaped light emitting part and the disk-shaped light emitting part, it is possible to obtain a good light quantity uniformity at a desired lamp-wafer distance. Further, the amount of light applied to the wafer 8 can be arbitrarily changed from a concave distribution to a convex distribution. Thereby, the uniformity of wafer processing can be corrected as necessary.

従って本発明の第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の作用効果に加えて、
所望のランプ-ウェハ間距離で、良好な光量均一性を得ることができ、また光量分布を凹型〜凸型に任意に変化させ、所望の光量分布でウェハ８を処理することができると言う効果がある。 Therefore, according to the second embodiment of the present invention, in addition to the same operational effects as the first embodiment,
It is possible to obtain a good light quantity uniformity at a desired lamp-wafer distance, and to change the light quantity distribution arbitrarily from concave to convex so that the wafer 8 can be processed with the desired light quantity distribution. There is.

本発明の第３の実施例を図１１および図１２により説明する。なお、実施例１又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that matters described in the first or second embodiment but not described in the present embodiment can also be applied to the present embodiment unless there are special circumstances.

図１１は本実施例に係るＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図であり、図７に示す第２の実施例において、ランプの中央部にドーナツ状の発光部を設けたものである。内外の２つのドーナツ状発光部を有するランプ１４を、ウェハ８に対し同軸上となるように配置した。 FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus according to the present embodiment. In the second embodiment shown in FIG. 7, a donut-shaped light emitting section is provided at the center of the lamp. . A lamp 14 having two inner and outer donut-shaped light emitting portions was arranged so as to be coaxial with the wafer 8.

図１２は、内外の２つのドーナツ状発光部を有することは、図１１と同じだが、内外に個別のド−ナツ状ランプ１２を設けた第３の実施例の変形例のＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図である。この場合も内外に２つのドーナツ状ランプ１２は、ウェハ８に対し同軸上となるように配置した。 FIG. 12 is the same as FIG. 11 in that it has two inner and outer doughnut-shaped light emitting portions, but a VUV (vacuum ultraviolet light) of a modification of the third embodiment in which individual donut-shaped lamps 12 are provided inside and outside. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a processing apparatus. Also in this case, the two donut-shaped lamps 12 were arranged so as to be coaxial with the wafer 8.

本発明の第３の実施例によれば、第２の実施例と同様の作用効果がある。 According to the third embodiment of the present invention, there are the same effects as the second embodiment.

本発明の第４の実施例を図１３により説明する。なお、実施例１乃至３のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the matters described in any of the first to third embodiments but not described in the present embodiment can be applied to the present embodiment as long as there are no special circumstances.

図１３は本実施例に係るＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図であり、図１２に示す第３の実施例の変形例において、内外のドーナツ状ランプ１２に、電源６を電力分配器１５を介して接続したものである。電力分配器１５は、所望の分配比率で、電力を内外のドーナツ状ランプ１２に供給することができる。 FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus according to the present embodiment. In the modification of the third embodiment shown in FIG. 12, the power supply 6 is distributed to the inner and outer donut-shaped lamps 12. It is connected via a device 15. The power distributor 15 can supply power to the inner and outer donut-shaped lamps 12 at a desired distribution ratio.

従って、本発明の第４の実施例によれば、第３の実施例と同様の作用効果に加えて、使用する電源の数を削減し、簡素化できると言う作用効果がある。 Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, in addition to the same effects as the third embodiment, there is an effect that the number of power supplies to be used can be reduced and simplified.

本発明の第５の実施例を図１４により説明する。なお、実施例１乃至４のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。 A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that matters described in any of the first to fourth embodiments but not described in the present embodiment can also be applied to the present embodiment unless there are special circumstances.

図１４は本実施例に係るＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図であり、図８に示す第２の実施例の変形例において、内外のランプ１、１２とウェハ８との各々の距離を異なるようにしたものである。また必要に応じて、内外のランプ１、１２とウェハ８との各々の距離を変化されるように、駆動機構（図示省略）を設けたものである。これにより、ウェハ８に照射する光量分布を広範囲に変化されることができる。 FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus according to the present embodiment. In a modification of the second embodiment shown in FIG. 8, each of the inner and outer lamps 1 and 12 and the wafer 8 is shown. The distance is different. Further, a drive mechanism (not shown) is provided so that the distance between the inner and outer lamps 1 and 12 and the wafer 8 can be changed as necessary. As a result, the distribution of the amount of light applied to the wafer 8 can be changed over a wide range.

従って、本発明の第５の実施例によれば、第３の実施例と同様の作用効果に加えて、更に高均一のウェハ８処理を行うことができると言う効果がある。また更に広範囲の所望の光量分布でウェハ８を処理することができるので、ウェハ８処理の均一性を高精度に補正することができると言う効果がある。 Therefore, according to the fifth embodiment of the present invention, in addition to the same effect as the third embodiment, there is an effect that the wafer 8 can be processed with higher uniformity. Further, since the wafer 8 can be processed with a desired light amount distribution in a wider range, there is an effect that the uniformity of the wafer 8 processing can be corrected with high accuracy.

本発明の第６の実施例を図１５により説明する。なお、実施例１乃至５のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。 A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the matters described in any of the first to fifth embodiments but not described in the present embodiment can be applied to the present embodiment as long as there are no special circumstances.

図１５は本実施例に係るＶＵＶ（真空紫外光）処理装置の縦断面図であり、図３に示す第１の実施例において、ランプ１１にガスを封入するのではなく、ガス導入口１６とガス排出口１７を設けたものである。所望のガスをガス供給装置（図示省略）より、ガス導入口１６を介して容器３に導入する。一方、ガス排出口１７を介して、ガス排出装置（図示省略）により、ガスを排出する。圧力調整装置（図示省略）により、容器３内を所望の圧力に調整する。従って、実施例では、ガスを封入した所謂、ランプではなく、ガスが容器３内を流入、流出する所謂、プラズマ光源１８である。ガスを封入したランプの場合、長時間の放電により、（１）ガスの劣化や（２）容器３の温度上昇に伴うガス圧力の変化等により、光量の経時変化が生じる。一方、プラズマ光源の場合は、容器３内に常時、新鮮なガスが流入し、圧力も一定に調整されるため、光量の経時変化が小さい。 FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus according to the present embodiment, and in the first embodiment shown in FIG. A gas discharge port 17 is provided. A desired gas is introduced into the container 3 via a gas inlet 16 from a gas supply device (not shown). On the other hand, gas is discharged through a gas discharge port 17 by a gas discharge device (not shown). The inside of the container 3 is adjusted to a desired pressure by a pressure adjusting device (not shown). Therefore, in the embodiment, it is not a so-called lamp enclosing gas, but a so-called plasma light source 18 in which gas flows in and out of the container 3. In the case of a lamp filled with gas, the light quantity changes with time due to (1) gas deterioration or (2) gas pressure change accompanying the temperature rise of the container 3 due to long-time discharge. On the other hand, in the case of a plasma light source, since a fresh gas always flows into the container 3 and the pressure is adjusted to be constant, the change in the amount of light with time is small.

従って、本発明の第６の実施例によれば、第１の実施例と同様の作用効果に加えて、光量の経時変化を小さくできるので、ウェハ８処理の経時変化を小さくできると言う効果がある。 Therefore, according to the sixth embodiment of the present invention, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the temporal change of the light amount can be reduced, so that the temporal change of the wafer 8 process can be reduced. is there.

以上の実施例では、円板状エキシマランプ、ドーナツ状エキシマランプは、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用したが、波長１２６ｎｍのＡｒエキシマランプ、波長１４６ｎｍのＫｒエキシマランプ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマランプ等、他のＶＵＶ（真空紫外光）光源を使用しても良い。プラズマ光源の場合にも同様に、Ｘｅガス、Ａｒガス、Ｋｒガス等（混合ガスを含む）による誘電体バリア放電、あるいはマイクロ波放電、ＥＣＲ放電、ＩＣＰ放電、平行平板型放電、マグネトロン放電、ホローカソード放電、ＤＣ放電等によるＶＵＶ光源（真空紫外光源）を使用しても良い。また上記実施例では、２つのランプあるいは２つの発光部を有する場合について述べたが、複数のランプあるいは複数の発光部を有する場合でも良い。多数のランプあるいは多数の発光部を有するほど、高精度に光量分布を調整することができる。 In the above embodiment, the disk-shaped excimer lamp and the donut-shaped excimer lamp used the Xe excimer lamp that emits excimer light having a wavelength of 172 nm, but the Ar excimer lamp having a wavelength of 126 nm, the Kr excimer lamp having a wavelength of 146 nm, and the wavelength of 193 nm. Other VUV (vacuum ultraviolet light) light sources such as ArF excimer lamps may be used. Similarly, in the case of a plasma light source, dielectric barrier discharge with Xe gas, Ar gas, Kr gas, etc. (including mixed gas), microwave discharge, ECR discharge, ICP discharge, parallel plate discharge, magnetron discharge, hollow You may use the VUV light source (vacuum ultraviolet light source) by cathode discharge, DC discharge, etc. In the above embodiment, the case of having two lamps or two light emitting units has been described. However, a plurality of lamps or a plurality of light emitting units may be provided. As the number of lamps or the number of light emitting portions is increased, the light amount distribution can be adjusted with higher accuracy.

また以上の実施例のアプリケ−ションとしては、ウェハ上の有機汚染除去、Ｌｏｗ-ｋ膜キュア、レジストパターンのＬＷＲ低減、レジストパターンのＣＤ変動抑制、レジストトリム（ＣＤ制御）等に適用することができる。特にレジストパターン処理では、レジスト（ドライＡｒＦレジスト、液浸ＡｒＦレジスト、ＥＵＶレジスト等）を、露光機（ＡｒＦ露光機、ＥＵＶ露光機等）で露光後、現像し、レジストパタ−ニングする。その後、本ＶＵＶ（真空紫外光）処理装置で、処理室内を真空あるいは、Ｎ２等の真空紫外光を吸収せず、かつ、不活性なガス雰囲気でＶＵＶ（真空紫外光）を照射することにより、レジスト初期ＬＷＲ（ＬｉｎｅＷｉｄｔｈＲｏｕｇｈｎｅｓｓ）を低減することができる。このＬＷＲ低減後のレジストをマスクとして、レジストの下地膜をプラズマ等でエッチングすることにより、ＬＷＲの小さい微細加工を実現することができる。レジストパターンのＣＤ変動抑制についても、同様に、レジスト露光、現像後にＶＵＶ（真空紫外光）を照射することにより、レジストの電子線によるシュリンク（ＣＤ減少）を抑制することができ、ＣＤ−ＳＥＭ等で安定に測定することができる。正確にマスクであるレジストパターンの寸法を計測することができるので、レジストの下地膜をプラズマ等でエッチングすることにより、精度高く目標ＣＤ寸法に微細加工できる。レジストトリムでは、処理室を減圧後、Ｏ２等の反応性ガス導入、あるいは、処理室をＮ２等の真空紫外光を吸収せず、かつ、不活性なガス雰囲気とした後、Ｏ２等の反応性ガスを導入することにより、レジストをトリミングし、所望のＣＤに調節することができる。またリソグラフィ後のレジストパターンの初期ＣＤ面内分布あるいは初期ＬＷＲ分布に応じて、真空紫外光の面内分布を所望の分布（凹分布、凸分布等）に補正することにより、レジストパターンのＣＤ面内分布あるいはＬＷＲ分布を高均一分布等、所望の分布に補正することができる。その他、ＶＵＶ光（真空紫外光）をウェハ等の被処理材に照射し、処理するアプリケ−ションであれば、本発明を適用することができ、同様の作用効果がある。 The applications of the above embodiments can be applied to organic contamination removal on a wafer, low-k film cure, LWR reduction of a resist pattern, CD variation suppression of a resist pattern, resist trim (CD control), and the like. it can. In particular, in resist pattern processing, a resist (dry ArF resist, immersion ArF resist, EUV resist, etc.) is exposed with an exposure machine (ArF exposure machine, EUV exposure machine, etc.), developed, and subjected to resist patterning. Then, with this VUV (vacuum ultraviolet light) processing apparatus, by irradiating VUV (vacuum ultraviolet light) in an inert gas atmosphere without absorbing vacuum ultraviolet light such as N2 or the like in the processing chamber, The initial resist LWR (Line Width Roughness) can be reduced. By using the resist after the LWR reduction as a mask, the resist base film is etched with plasma or the like, so that fine processing with a small LWR can be realized. Similarly, for resist pattern CD fluctuation suppression, shrinkage (CD reduction) due to electron beam of resist can be suppressed by irradiating VUV (vacuum ultraviolet light) after resist exposure and development, such as CD-SEM. Can be measured stably. Since the dimension of the resist pattern, which is a mask, can be accurately measured, fine processing to the target CD dimension can be performed with high accuracy by etching the resist base film with plasma or the like. In resist trim, after reducing the pressure of the processing chamber, introducing a reactive gas such as O2, or setting the processing chamber to an inert gas atmosphere that does not absorb vacuum ultraviolet light such as N2, and then reacting such as O2. By introducing the gas, the resist can be trimmed and adjusted to a desired CD. Further, by correcting the in-plane distribution of vacuum ultraviolet light to a desired distribution (concave distribution, convex distribution, etc.) according to the initial CD in-plane distribution or initial LWR distribution after lithography, the CD surface of the resist pattern is corrected. The internal distribution or the LWR distribution can be corrected to a desired distribution such as a highly uniform distribution. In addition, the present invention can be applied to any application that irradiates a VUV light (vacuum ultraviolet light) to a material to be processed such as a wafer and processes the same, and has similar effects.

１…円板状エキシマランプ、２…ランプハウス、３…容器、４…上部電極、５…下部電極、６…電源、７…処理室、８…ウェハ、９…ウェハステージ、１０…窓、１１…円板状エキシマランプ（ドーナツ状発光部）、１２…ドーナツ状エキシマランプ、１３…ドーナツ状発光部と円板状発光部を有するエキシマランプ、１４…内外にドーナツ状発光部を有するエキシマランプ、１５…電力分配器、１６…ガス導入口、１７…ガス排出口、１８…プラズマ光源。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disc-shaped excimer lamp, 2 ... Lamp house, 3 ... Container, 4 ... Upper electrode, 5 ... Lower electrode, 6 ... Power supply, 7 ... Processing chamber, 8 ... Wafer, 9 ... Wafer stage, 10 ... Window, 11 ... disk-shaped excimer lamp (doughnut-shaped light emitting portion), 12 ... donut-shaped excimer lamp, 13 ... excimer lamp having a donut-shaped light emitting portion and a disk-shaped light emitting portion, 14 ... excimer lamp having a donut-shaped light emitting portion inside and outside, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Electric power distributor, 16 ... Gas inlet, 17 ... Gas outlet, 18 ... Plasma light source.

Claims

In a processing apparatus having a light source that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less, a processing chamber, and a stage that is installed in the processing chamber and in which a material to be processed that is processed by the vacuum ultraviolet light is installed.
The processing apparatus, wherein the light source has a donut-shaped light emitting portion.

The processing apparatus according to claim 1, wherein
The processing apparatus, wherein the light source further includes an inner light emitting part inside the donut-shaped light emitting part.

The processing apparatus according to claim 2, wherein
The doughnut-shaped light emitting section and the inner light emitting section are disposed so as to be coaxial with the material to be processed placed on the stage.

The processing apparatus according to claim 3, wherein
The processing apparatus, wherein the light source is connected to a plurality of light source power supplies or output distributors that respectively supply power to the donut-shaped light emitting unit and the inner light emitting unit.

The processing apparatus according to claim 4, wherein
The donut-shaped light emitting part and the inner light emitting part are separated from each other,
The processing further comprising a mechanism for changing a relative height position of the donut-shaped light emitting section or the inner light emitting section on the same axis with respect to the material to be processed arranged on the stage. apparatus.

The processing apparatus according to claim 1, wherein
The processing apparatus, wherein the light source is a light source using dielectric barrier discharge.

The processing apparatus according to claim 6, wherein
The processing apparatus, wherein the light source is an excimer light source.

The processing apparatus according to claim 1, wherein
The processing apparatus, wherein the light source is a plasma light source having a gas inlet, a gas outlet, a gas supply device, a vacuum exhaust device, a pressure adjustment device, and a power supply device.

The processing apparatus according to claim 2, wherein
The processing device according to claim 1, wherein the inner light-emitting portion has a disk shape or a donut shape.

The processing apparatus according to claim 1, wherein
The processing apparatus further comprising a window that partitions the light source and the processing chamber and transmits the vacuum ultraviolet light.

The processing apparatus according to claim 10, wherein
The processing chamber further includes a gas inlet and a gas outlet.

The processing apparatus according to claim 10, wherein
The processing chamber further includes a vacuum exhaust port.