JP3742986B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
【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、被処理基板表面の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。この紫外線照射洗浄技術は、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185nm、254nm、誘電体バリア放電ランプでは172nm)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、上記のような紫外線光源となるランプを石英ガラスの窓を有するランプ室内に複数本並べて収容し、該石英ガラス窓を介してランプ室に隣接する洗浄処理室内に被処理基板を配置し、ランプ室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表面に一定時間照射するようになっている。最近は、被処理基板の表面と平行にランプを相対移動つまり走査させる機構により、装置のコンパクト化(ランプ数の削減や石英ガラス窓の小型化等)も図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような紫外線照射式洗浄装置において、所期の洗浄効果を得るには、紫外線ランプより被処理基板に照射される紫外線の照度および光量をそれぞれ所定値以上確保する必要があり、そのような紫外線照射条件を満たすように装置各部の仕様がなされてはいる。しかしながら、紫外線ランプの輝度が経時変化で低下すると、被処理基板に対する紫外線の照度ないし光量が不足して、洗浄不良を来すおそれがある。しかるに、従来のこの種の装置は、被処理基板における紫外線照度を正確に測定する手段や、紫外線照度の変化を適確に補償する手段を備えておらず、紫外線洗浄処理の品質および効率を安定に維持するのが難しかった。
【0006】
また、誘電体バリア放電ランプを用いる装置では、該ランプより放射される波長172nmの紫外エキシマ光が酸素に非常に吸収されやすく、石英ガラス窓を出てから被処理基板の表面に到達するまでの距離が大きいほど指数関数的に減衰する。このため、両者(石英ガラス窓と被処理基板)間の隙間をできるだけ狭くするのが好ましく、通常は寸法誤差や機械精度の誤差を勘案して3〜7mmに設定している。しかし、このような小さな隙間でも紫外線の照度は数分の1程度まで大幅に減衰してしまい、エネルギー効率が低かった。
【0007】
さらに、この種の装置では、石英ガラスの外側表面(基板側の表面)に紫外線による反応生成物が付着する現象が問題となっている。すなわち、被処理基板の表面またはその付近に付着または漂遊している有機物や薬品等が紫外線の光エネルギーで反応して、その反応生成物が基板と間近に対向する石英ガラスに付着して白色の析出物となり、それによって石英ガラスの紫外線透過特性が低下したり、石英ガラスから反応生成物または析出物が剥がれてパーティクルの原因になることがある。
【0008】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、紫外線照射処理において被処理基板に対する紫外線の照度を適確に管理して、処理品質および効率を安定に維持するようにした基板処理装置を提供することを第1の目的とする。
【0009】
本発明の第2の目的は、紫外線照射用の窓部材を紫外線反応生成物から効果的に保護するようにした基板処理装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の基板処理装置は、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、前記基板を載置して支持する載置台と、電力の供給を受けて紫外線を発する複数のランプと紫外線を透過させる窓部材とを有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記窓部材を通して前記載置台上の前記基板に照射する紫外線照射手段と、前記基板に干渉しない位置で前記載置台に設けられた光センサを有し、前記紫外線照射手段からの前記載置台上の前記基板に照射される紫外線の照度を測定する紫外線照度測定手段と、前記基板に対する紫外線照射処理を開始する前に、前記紫外線照度測定手段より得られる紫外線照度測定値に応じて前記紫外線照射手段と前記載置台との間の距離を可変調整する照射距離調整手段と、前記紫外線照射処理中に、前記紫外線照射手段からの紫外線が前記載置台上の前記基板の被処理面を走査すると同時に前記光センサが前記窓部材の下を通過するように、前記載置台および前記紫外線照射手段のいずれか一方または双方を所定の方向に移動させる駆動手段と、前記紫外線照射処理中に、前記紫外線照度測定手段より得られる紫外線照度測定値に基づいて前記窓部材の下の紫外線照度分布を測定ないし監視し、輝度が異常に低いランプまたは点灯不能のランプを検出する紫外線照度モニタ手段とを有する。
【0011】
上記の基板処理装置においては、紫外線照射手段より載置台上の被処理基板に与えられる紫外線の照度が経時的に変化しても、紫外線照射処理に先立って紫外線照度測定手段により紫外線の照度を測定し、その紫外線照度測定値に応じて照射距離調整手段により照度変化を補償するように照射距離を可変調整するので、紫外線照度を一定または安定に維持することができる。さらに、紫外線照射処理中は、紫外線照射手段からの紫外線が載置台上の基板の被処理面を走査するように紫外線照射手段に対して載置台が相対的に移動する際に、載置台上に設けられている紫外線照度測定手段の光センサが窓部材の下を通過し、紫外線照度測定手段より得られる紫外線照度測定値に基づいて紫外線照度モニタ手段が窓部材の下の紫外線照度分布を測定ないし監視し、使用中のランプの中で輝度が異常に低いランプまたは点灯不能のランプがあればそれを検出する。このように、紫外線照度の経時的変化および空間的変化のいずれも共通の光センサを用いる簡易な構成で適確に監視ないし管理することが可能であり、これによって処理品質および効率を安定に維持することができる。
【0012】
本発明の好適な一態様によれば、前記紫外線照度測定手段の光センサが、前記走査方向において前記基板よりも前の位置に配置される。また、前記複数のランプが、それぞれ円筒状の誘電体バリア放電ランプであり、ランプ長手方向と直交する水平方向に並べて配置される。
【0013】
また、別の好適な一態様として、前記照射距離調整手段が、前記載置台上に載置される前記被処理基板の板厚に応じて前記紫外線照射手段と前記載置台との間の距離を可変調整する手段を含む構成であってよい。このように、被処理基板の板厚を照度調整のパラメータとすることも、照度測定ないし照度調整の精度を高めるうえで有効である。
【0014】
また、基板に対する紫外線照度を所望の値に安定に維持するために、好ましくは、前記照射距離調整手段が、所望の基準照度を設定する基準照度設定手段と、前記紫外線照度測定値を前記基準照度と比較して、その比較誤差を零に近づけるように前記載置台と前記紫外線照射手段との間の相対位置を調整する相対位置調整手段とを有する構成であってよい。
【0015】
また、安定かつ良好な紫外線照射処理を行うために、好ましくは、前記照射距離調整手段が、前記窓部材と前記載置台または前記基板との間隔について最大値を設定する最大間隔設定手段と、前記間隔の可変調整において前記間隔が前記最大値越えそうなときは前記間隔を前記最大値に制限する最大間隔制限手段とを有してよく、および/または、前記窓部材と前記載置台または前記基板との間隔について最小値を設定する最小間隔設定手段と、前記間隔の可変調整において前記間隔が前記最小値を割りそうなときは前記間隔を前記最小値に制限する最小間隔制限手段とを有してよい。
【0016】
また、本発明の好適な一態様によれば、前記窓部材と前記載置台上の前記基板との間の隙間に不活性ガスの流れを形成する不活性ガス流形成手段が設けられる。この不活性ガス流形成手段は、好ましくは、前記載置台と対向して前記窓部材の近くから前記窓部材と前記載置台上の前記基板との間の隙間に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射手段と、前記窓部材を挟んで前記不活性ガス噴射手段とは反対側の位置で前記隙間を通ってきた不活性ガスを吸い込む不活性ガス吸い込み手段とで構成されてよい。この場合、前記載置台側から見て、前記不活性ガス噴射手段と前記不活性ガス吸い込み手段とが前記移動の方向において前記窓部材の前方側と後方側とにそれぞれ配置されるのが好ましい。
【0017】
上記の構成においては、窓部材と載置台上の基板との間の隙間に不活性ガスの流れが形成されることで、隙間から空気、特に酸素が追い出され、紫外線照射手段の窓部材から処理室内に出た紫外線が基板に到達するまでに酸素に吸収されて減衰する度合いが低減される。これにより、所望の照度を得るためのランプ消費電力が少なくて済み、ランプ寿命も延びる。また、紫外線反応生成物も不活性ガスの流れに乗って隙間から排除されるため、窓部材に付着し難くなる。
【0018】
本発明の好適な一態様によれば、前記駆動手段が、前記載置台または前記紫外線照射手段のいずれか一方を第1の位置で固定したまま他方を第2の位置で回転移動させる回転駆動手段を有する。
【0019】
【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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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)46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。
【0026】
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)53とを含んでいる。
【0027】
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,COL,UV等)が配置されている。
【0028】
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。
【0029】
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)。
【0030】
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。
【0031】
次に、基板Gはスクラバ洗浄ユニット(SCR)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(HP)32で加熱による脱水処理を受け(ステップS4)、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。
【0032】
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)46に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット(AD)では疎水化処理(HMDS)を受け(ステップS6)、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)。
【0033】
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S8)。
【0034】
次に、基板Gは、加熱/冷却ユニット(HP/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。
【0035】
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S11)。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)12の現像プロセス部26に渡す(ステップS11)。
【0036】
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。
【0037】
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S1)。
【0038】
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11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。
【0039】
図3に示すように、本発明の一実施形態による紫外線照射ユニット(UV)は、下面に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),64(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室66と、このランプ室66の下に隣接して設けられた洗浄処理室68とを有する。
【0040】
ランプ室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(120)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。
【0041】
ランプ室66内には、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)や、紫外線を吸収する(ランプ発光効率を悪化させる)酸素の室内への進入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させるガス流通機構(図示せず)等も設けられてよい。
【0042】
ランプ室66の両側には、紫外線洗浄処理中に紫外線照射窓62の下面に沿って酸素または空気排除用の不活性ガスたとえばN2ガスを流すための不活性ガス噴射部72および不活性ガス吸い込み部74が設けられている。
【0043】
不活性ガス噴射部72は、図3においてランプ室66の右隣つまり後述する走査時のテーブル移動方向(Y方向)において前方側に配置されており、紫外線ランプ64(1)〜64(n)と平行に延在するガス配管76と、このガス配管76に一定の間隔を置いて一列に設けられた多数の不活性ガス噴射口78と、ガス配管76に不活性ガスを所定の流量および圧力で供給する不活性ガス供給部80と、各不活性ガス噴射口78より噴射される不活性ガスを紫外線照射窓62の下に案内するガス案内部材82とを有している。
【0044】
不活性ガス吸い込み部74は、図3においてランプ室66の左隣つまり走査時のテーブル移動方向(Y方向)において後方側に配置されており、紫外線ランプ64(1)〜64(n)と平行に延在するガス配管84と、このガス配管84に一定の間隔を置いて一列に設けられた多数のガス吸気口86と、ガス配管84に負圧を与えるとともに、流入したガスを排気するガス排気部88と、不活性ガス噴射部72より紫外線照射窓62の下を流れて来た不活性ガスをガス吸気口86に向けて案内するためのガス案内部材90とを有している。なお、ランプ室66に対して不活性ガス噴射部72および不活性ガス吸い込み部74の配置位置を反対にしてもよい。
【0045】
不活性ガス噴射部72および不活性ガス吸い込み部74の外側に隣接して、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を収容するユーティリティ・ユニット92が設けられている。
【0046】
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94が設けられている。この実施形態では、ボールネジ96を用いる自走式のステージ駆動部98の上にステージ94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98がボールネジ96およびこれと平行に延在するガイド100に沿って図のY方向に、つまりランプ室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。
【0047】
ステージ94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102が垂直に貫通している。この実施形態では、各リフトピン102が基板受け渡し用の所定高さ位置で固定され、基板Gの搬入/搬出時には、これらの固定リフトピン102に対してステージ94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94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。
【0048】
ステージ94は基板Gよりも一回り大きなサイズに形成され、基板Gを載置する中心部付近の所定領域(基板載置領域)94a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。そして、図3において基板載置領域94aの右隣、より詳細には図4に示すようにステージ往動方向(Y方向)の前隣に位置するステージ右側端部94b上には、ランプ室66からステージ94上の基板Gに照射される紫外線の照度を測定するための光センサ104が設けられている。
【0049】
図3において、ステージ94のY方向原点位置に隣接する洗浄処理室68の側壁には、固定リフトピン102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)106が取り付けられている。このシャッタ106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104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。
【0050】
洗浄処理室68の側壁または底面には1つまたは複数の排気口108が設けられており、各排気口108は排気管110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。
【0051】
図5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112は、マイクロコンピュータおよび所要の周辺回路で構成されてよく、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。
【0052】
この実施形態において、制御部112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106を開閉駆動するためのシャッタ駆動部114、ステージ94をZ方向で昇降駆動するためのステージ昇降駆動部116、ステージ94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118、ランプ室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120、ランプ室66の紫外線照射窓62の下に不活性ガスの流れをつくるための不活性ガス流駆動部122、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124等である。
【0053】
ステージ昇降駆動部116および走査駆動部118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98内に設けられる。不活性ガス流駆動部122は、不活性ガス噴射部72の不活性ガス供給部80および不活性ガス吸い込み部74のガス排気部88にそれぞれ設けられる開閉弁を開閉駆動する。センサ類112には、ステージ94の右側端部94bに設置されている上記光センサ104が含まれる。
【0054】
図6に、この紫外線照射ユニット(UV)においてランプ室66よりステージ94上の基板Gに照射される紫外線の照度を所定値に調整するための照度調整部の構成を示す。この照度調整部において、光センサ104およびステージ昇降駆動部116を除く部分128〜138は制御部112に含まれる。
【0055】
光センサ104の出力信号(たとえば光電流)は照度測定回路128に入力される。照度測定回路128は、光センサ104の出力信号の値と光センサ104の受光面と基板Gの表面との間の高さ位置のオフセットdとを変数としてステージ94上の基板Gの表面における紫外線照度の測定値(または推定値でもよい)Eを所要の信号処理または演算処理で求める。ここで、ステージ94の基板載置面94aを基準面として、光センサ104の受光面の高さ位置Shは一定であり、基板Gの板厚Gtはこの塗布現像処理システムで現在流れている(処理を受けている)被処理基板に関する条件データまたは属性データの1つとして板厚設定部130にセットされる。したがって、上記の高さ位置オフセットdはd=Gt−Shで与えられる。
【0056】
照度測定回路128より得られた紫外線照度測定値Eは、照度比較部132に与えられる。照度比較部132は、紫外線照度測定値Eを基準照度設定部134からの基準照度Esと比較し、両者の差分つまり誤差δEを求める。ここで、基準照度Esは、所定の走査速度の下で所望の紫外線洗浄効果を保証できる適当な照度に設定されてよい。
【0057】
ステージ昇降制御部136は、照度比較部132からの照度誤差δEに応じて、その誤差δEを零に近づけるようにステージ昇降駆動部116を駆動制御してステージ94の基板載置用高さ位置Haを変える。これにより、照度測定回路128より得られる紫外線照度測定値Eが基準照度Esに一致したところで、ステージ高さ位置の可変調整が停止するようになっている。
【0058】
ただし、ステージ昇降制御部136は、所定の位置センサ(図示せず)等からのステージ高さ位置を表す位置情報と、板厚設定部130からの基板板厚(Gt)データとからステージ94上の基板Gとランプ室66の紫外線照射窓62との間の間隔Dをモニタするとともに、この間隔Dについて最大/最小間隔設定部138より最大値Dmaxおよび最小値Dminのデータを受け取る。そして、照度比較部132からの照度誤差δEに応じてステージ94の高さ位置を変えていく過程で間隔Dが最大値Dmax(たとえば7mm)または最小値Dmin(たとえば3mm)に達したときは、そこで強制的にステージ94の高さ調整を停止して、間隔Dを最大値Dmaxまたは最小値Dminに制限または固定保持するようになっている。
【0059】
図7に、この紫外線照射ユニット(UV)における主要な動作手順を示す。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112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94は、Y方向ではシャッタ106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。
【0060】
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112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)。
【0061】
より詳細には、先ずシャッタ駆動部114を制御してシャッタ106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106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102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102の上に搬入載置されたなら、シャッタ106を閉める。
【0062】
次いで、制御部112は、ステージ昇降駆動部116を制御してステージ94を基板載置用の基準高さ位置Ha0まで上昇させる(ステップA3)。この際、ステージ94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94が基板載置用の基準高さ位置Ha0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。なお、基板載置用の基準高さ位置Ha0と固定リフトピン102の先端の高さ位置との間に適当なマージンが設定されてよい。
【0063】
次に、制御部112は、ランプ電源部120を制御して紫外線ランプ64(1)〜64(n)を点灯させるとともに(ステップA4)、不活性ガス流駆動部122を制御して不活性ガス噴射部72および不活性ガス吸い込み部74を作動させる(ステップA5)。これにより、ランプ室66の右側の不活性ガス噴射部72が紫外線照射窓62の下に向けて不活性ガス(N2ガス)を送り込み、ランプ室66の左側または下流側で不活性ガス吸い込み部74が不活性ガスを吸い込むことにより、紫外線照射窓62の下面に沿ってステージ移動方向(Y方向)と平行に不活性ガスの流れ(フロー)が形成される。
【0064】
次に、制御部112は、紫外線洗浄処理(ステップA7)に入る前に照度調整を行う(ステップA6)。
【0065】
図8に、一実施例による照度調整の手順を示す。先ず、ランプ室66に対して照度測定用光センサ104の位置合わせが必要であればこれを行う(ステップB1)。たとえば、図3のY方向原点位置ではステージ右側端部94b上の光センサ104が紫外線照射窓62直下の紫外線照射領域から外れるようであれば、ステージ94をY方向に幾らか移動させて光センサ104を該紫外線照射領域の中に入れるようにしてよい。また、Z方向においては、上記基板載置用の基準高さ位置Ha0とは異なる照度調整用の基準位置Ha1を設定し、ステージ94をその高さ位置Ha1に合わせることも可能である。
【0066】
上記のようにランプ室66に対して光センサ104を所定位置にセットしたうえで、上記照度制御部(図6)における照度測定回路128および板厚設定部130によりステージ94上の基板Gに対する紫外線の照度を測定する(ステップB2)。次いで、照度比較部132および基準照度設定部134により基準照度Esに対する照度測定値Eの誤差δE(δE=Es−E)を求める(ステップB3)。
【0067】
そして、ステージ昇降制御部136が、この誤差δEの極性および絶対値を判定し(ステップB4)、ステージ昇降駆動部116を制御してステージ94の高さ位置を選択的に可変調整する(ステップB5〜B11)。
【0068】
この実施例では、δE<0のとき、つまり照度測定値Eが基準照度Esよりも大きいときは、原則的にはステージ高さ位置Haを所定ピッチ(たとえば0.1mm)だけ下げて紫外線照射窓62とステージ94上の基板Gとの間隔Dを当該ピッチだけ広げ(ステップB6)、それから照度測定に戻る(ステップB12,B2)。しかし、間隔Dが最大/最小間隔設定部138より与えられる最大値Dmaxに達しているか、これを越えるようであるときは、間隔Dが最大値Dmaxに止まる高さ位置でステージ94を固定する(ステップB8)。通常、間隔Dが最大値Dmax付近に調整されるのは、ランプ室66側のランプ輝度が最大のとき、つまり紫外線ランプ62(1)〜62(n)の使用開始直後または交換直後である。
【0069】
また、δE>0のとき、つまり照度測定値Eが基準照度Esより小さいときは、原則的にはステージ高さ位置Haを所定ピッチ(たとえば0.1mm)だけ上げて紫外線照射窓62とステージ94上の基板Gとの間隔Dを当該ピッチだけ狭め(ステップB10)、それから照度測定に戻る(ステップB12,B2)。しかし、間隔Dが最大/最小間隔設定部138より与えられる最小値Dminに達しているか、これを割るようであるときは、間隔Dが最小値Dminに止まる高さ位置にステージ94を固定する(ステップB11)。さらに、このように間隔Dが最小値Dminに調整されるのは、ランプ室66における紫外線ランプ62(1)〜62(n)の輝度が経時劣化等により相当低下しているときであるから、ランプ交換等のメンテナンスを促すためのアラームを発してもよい(ステップB11)。また、そのようなアラームを発した場合は、紫外線洗浄処理を中止してもよい。
【0070】
照度測定値Eが基準照度Esに一致するとき(δE=0)は、ステージ94の高さ位置Haを変えずに照度測定に戻る(ステップB5,B2)。なお、基準照度Esの値に適当な幅または範囲を持たせ、照度測定値Eがその範囲内に収まるときは両者一致(δE=0)とみなすことも可能である。
【0071】
この実施例では、照度測定値Eが基準照度Esに一致するまでフィードバックをかけるため、精度の高い照度調整を行うことができる。しかし、照度比較部132からの比較誤差δEに応じた間隔またはステージ高さ位置の調整目標値を演算し、その調整目標値に到達するようにステージ94の高さ位置をオープンループ制御で調整することも可能である。
【0072】
上記のような照度調整(ステップA6)が行われている間、紫外線照射窓62とステージ右側端部94bとの隙間Pには後述する紫外線照射洗浄処理のときとほぼ同じ条件で不活性ガス噴射部72から不活性ガス吸い込み部74に向けて不活性ガス(N2ガス)が流れる。この不活性ガスの流れF(図3)は隙間Pから空気、特に酸素を効果的に排除する働きがある。これにより、ランプ室66の紫外線照射窓62より垂直下方に放射された紫外線(紫外エキシマ光)が光センサ104の受光面に到達するまでに酸素に吸収されて減衰する度合いが大幅に軽減され、不活性ガスの流れがないときと比較して同じ間隔Dでのステージ上の照度は大きく向上する。なお、不活性ガスの流れFは、ステージ側よりは紫外線照射窓62側に寄って流れるのが好ましい。
【0073】
上記のような照度調整(ステップA6)の後に、ステージ96上の基板Gに対する紫外線洗浄処理が実行される(ステップA7)。この紫外線照射洗浄処理を行うため、制御部112はステージ駆動部98内の走査駆動部118によりステージ94を原点位置と点線94’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。このステージ移動では、ステージ94がランプ室66の真下を先の照度調整(ステップA6)で決定された高さ位置でY方向に横切ることで、ランプ室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172nmの紫外線が基板Gを基準照度にほぼ等しい照度で照射しながらステージ移動方向(Y方向)とは逆方向に基板の一端から他端まで走査する。
【0074】
このように基板Gに対して波長172nm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りオゾンO3に変わり、さらにこのオゾンO3が該紫外線によって励起され酸素原子ラジカルO*が生成される。この酸素原子ラジカルにより、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108から排気される。
【0075】
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94の移動速度(走査速度)に反比例する。つまり、走査速度F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。
【0076】
この実施形態では、上記のように照度調整(ステップA6)でランプ室66よりステージ94上の基板Gに与えられる紫外線の照度を基準照度付近の値に調整してから、上記のような走査式の紫外線洗浄処理(ステップA7)を行うので、ランプ室66における紫外線ランプ64(1)〜64(n)の輝度が経時劣化等により低下しても紫外線照射時間および走査速度を設定値に保ったまま(したがってスループットを下げることなく)、良好な洗浄処理品質を維持できる。
【0077】
また、紫外線洗浄処理中には、図9に示すように、不活性ガス噴射部72および不活性ガス吸い込み部74によりランプ室66の紫外線照射窓62とステージ94上の基板Gとの間の隙間Pに不活性ガス(N2ガス)の流れFが形成される。先の照度調整(ステップA6)のときと同様に、この不活性ガスの流れFは隙間Pから空気、特に酸素を効果的に排除する働きがある。なお、基板Gの表面付近に付着または浮遊している酸素はそれほど排除されず、紫外線洗浄処理用のオゾンの生成に必要な酸素は十分に確保される。
【0078】
このように不活性ガスの流れFにより隙間Pから空気中の酸素が除去されることで、ランプ室66の紫外線照射窓62より垂直下方に放射された紫外線(紫外エキシマ光)がそれほど減衰せずに基板表面の各部に到達することができる。このため、ランプ室66側ではランプ投入電力をそのぶん低減できるとともに、ランプ64の寿命を延ばすことができる。さらに、紫外線洗浄処理に付随して生成される紫外線反応生成物は不活性ガスの流れFに巻き込まれるようにして不活性ガス吸い込み部74に吸い込まれて外部へ排出されため、紫外線照射窓62には付着し難いという利点もある。
【0079】
上記のようなステージ94上の基板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112はランプ電源部120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A8)。そして、直後に不活性ガス流駆動部122を制御して、紫外線照射窓62直下の不活性ガスの流れFを止める(ステップA9)。
【0080】
次いで、制御部112はステージ94をスタート位置に戻す(ステップA10)。この実施形態では、先ず走査駆動部118によりステージ94を復動させ、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116によりステージ94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102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。
【0081】
上記した実施形態のように走査式で紫外線洗浄処理を行う場合には、ステージ94上の照度測定用の光センサ104がランプ室66の紫外線照射窓62を通過する際に照度調整部(図6)の照度モニタ機能を働かせて、紫外線照射窓62直下の紫外線照度(分布)を測定ないし監視することも可能である。この照度モニタ機能により、ランプ室66内の各紫外線ランプ64(1)〜64(n)の輝度をステージ94側からモニタし、輝度が異常に低いランプまたは点灯不能のランプを検出できる。
【0082】
上記した実施形態では、ランプ室66側を固定し、ステージ94側を基板Gの表面と平行に移動させる走査方式であった。しかし、ステージ94側を所定位置で固定し、ランプ室66側を基板Gの表面と平行に移動させる走査方式も可能である。
【0083】
また、紫外線走査のためのランプ室66とステージ94との相対移動を回転運動で実現することも可能である。図10および図11に回転走査式の装置構成例を示す。図中、上記した実施形態のものと同様の構成または機能を有する部分には同一の符号を附してある。この構成例では、ステージ駆動部140にステージ昇降機構と回転機構(図示せず)を設け、紫外線照射処理を行うときは該回転機構が作動してステージ94および基板Gをステージ中心鉛直軸Oの回りに所定の速度で回転移動させるようにしている。なお、ステージ94側を固定し、ランプ室66側を回転移動させる構成も可能である。
【0084】
このような回転走査式によれば、ステージ94またはランプ室66の平面的スペースは必要最小限で済むので、装置スペースの小型化を実現できる。また、図11に示すように、ランプ室66内の紫外線ランプ64(1)〜64(n)の所要長さ寸法を短くすることもできる。
【0085】
上記した実施形態におけるランプ室66内や洗浄処理室68内の構成、特に紫外線照射窓62、紫外線ランプ64(1)〜64(n)、ステージ94、ステージ駆動部98,140、照度調整部(図6)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。
【0086】
上記実施形態では、照度測定用の光センサ104をステージ94上の基板Gに最近接する位置に配置して、光センサ104の出力信号を基に基板Gにおける紫外線照度を測定するので、精度の高い照度測定を行うことができる。しかし、精度は落ちるが、そのような照度測定用の光センサ104を他の場所、たとえばステージ94の外側に配置することも可能であり、あるいはステージ94上の基板載置領域94a内に受光面を露出させて埋設配置することも可能である。
【0087】
上記実施形態では、ランプ室66とステージ94との距離(照明距離)を可変調整するために、ランプ室66を固定配置し、ステージ94の高さ位置を可変調整した。しかし、反対に、ステージ94の高さ位置を固定し、ランプ室66の高さ位置を可変調整する構成も可能であり、あるいは双方の位置をそれぞれ可変調整する構成も可能である。
【0088】
上記実施形態では、ステージ94上に載置される基板Gの板厚Gtに応じた照度測定ないしステージ高さ位置調整を行うため、より精度の高い照度調整を実現できる。しかし、精度は低くなるが、基板Gの板厚Gtを無視してランプ室66とステージ94との距離(照明距離)を可変調整しても、実用上十分な照度調整が可能である。
【0089】
上記実施形態は、紫外線照射洗浄装置(UV)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。
【0090】
【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、紫外線照射処理において被処理基板に対する紫外線の照度を適確に管理して、処理品質および効率を安定に維持することができる。また、紫外線照射用の窓部材を紫外線反応生成物から効果的に保護することもできる。
【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における照度測定用光センサの取付構造を示す斜視図である。
【図5】実施形態の紫外線照射ユニットの制御系の構成を示すブロック図である。
【図6】実施形態の紫外線照射ユニットにおける照度調整部の一構成例を示すブロック図である。
【図7】実施形態の紫外線照射ユニットにおける主要な動作手順を示すフローチャートである。
【図8】実施形態の紫外線照射ユニットにおける照度調整の手順を示すフローチャートである。
【図9】実施形態の紫外線照射ユニットにおいて紫外線照射窓と基板との間の隙間に不活性ガスを流す方式の作用を示す部分側面図である。
【図10】別の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11】別の実施形態の紫外線照射ユニットの要部を示す平面図である。
【符号の説明】
38 主搬送装置
UV 紫外線照射ユニット
62 紫外線照射窓(石英ガラス窓)
64(1),64(2),‥‥,64(n) 紫外線ランプ
66 ランプ室
68 洗浄処理室
72 不活性ガス噴射部
74 不活性ガス吸い込み部
94 ステージ
94a 基板載置領域
94b ステージ右側端部
98 ステージ駆動部
104 光センサ
112 制御部
116 ステージ昇降駆動部
118 走査駆動部
122 不活性ガス流駆動部
128 照度測定回路
130 板厚設定部
132 照度比較部
134 基準照度設定部
136 ステージ昇降制御部
138 最大/最小間隔設定部
140 ステージ駆動部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs predetermined processing by irradiating a substrate to be processed with ultraviolet rays.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of semiconductor devices, various fine processing is performed on the premise that the surface of a substrate to be processed (for example, a semiconductor wafer, an LCD substrate, etc.) is in a cleaned state. Therefore, the surface of the substrate to be processed is cleaned prior to each processing or between the processings. For example, in the photolithography process, the surface of the substrate to be processed is cleaned prior to resist application.
[0003]
Conventionally, a dry cleaning technique using ultraviolet irradiation is known as a cleaning method for removing organic substances on the surface of a substrate to be processed. This ultraviolet irradiation cleaning technique excites oxygen using ultraviolet rays of a predetermined wavelength (185 nm, 254 nm when a low-pressure mercury lamp is used as an ultraviolet light source, and 172 nm when a dielectric barrier discharge lamp is used), and generates ozone and generation period. The organic matter on the substrate surface is oxidized and vaporized and removed by oxygen.
[0004]
A conventional typical ultraviolet irradiation type cleaning apparatus accommodates a plurality of lamps serving as an ultraviolet light source as described above in a lamp chamber having a quartz glass window, and cleans adjacent to the lamp chamber through the quartz glass window. A substrate to be processed is disposed in the processing chamber, and ultraviolet rays emitted from a lamp in the lamp chamber are irradiated to the surface of the substrate to be processed for a certain period of time through the quartz glass window. Recently, a device has been made compact (reduced number of lamps, miniaturized quartz glass window, etc.) by a mechanism for relatively moving or scanning the lamp in parallel with the surface of the substrate to be processed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the ultraviolet irradiation type cleaning apparatus as described above, in order to obtain the desired cleaning effect, it is necessary to secure the illuminance and light quantity of ultraviolet rays irradiated to the substrate to be processed from the ultraviolet lamp, respectively, above a predetermined value. The specifications of each part of the device are made so as to satisfy the ultraviolet irradiation conditions. However, when the luminance of the ultraviolet lamp decreases with time, the illuminance or light intensity of the ultraviolet rays with respect to the substrate to be processed may be insufficient, leading to poor cleaning. However, this type of conventional device does not have a means for accurately measuring the UV illuminance on the substrate to be processed or a means for accurately compensating for changes in the UV illuminance, thus stabilizing the quality and efficiency of the UV cleaning process. It was difficult to maintain.
[0006]
Further, in an apparatus using a dielectric barrier discharge lamp, ultraviolet excimer light having a wavelength of 172 nm emitted from the lamp is very easily absorbed by oxygen, and it takes from the quartz glass window to the surface of the substrate to be processed. The greater the distance, the more exponentially decays. For this reason, it is preferable to make the gap between the two (the quartz glass window and the substrate to be processed) as narrow as possible, and is usually set to 3 to 7 mm in consideration of dimensional errors and mechanical accuracy errors. However, even in such a small gap, the illuminance of ultraviolet rays is attenuated significantly to about a few, and the energy efficiency is low.
[0007]
Furthermore, in this type of apparatus, there is a problem that a reaction product due to ultraviolet rays adheres to the outer surface (surface on the substrate side) of quartz glass. That is, organic substances or chemicals adhering to or drifting on the surface of the substrate to be processed react with ultraviolet light energy, and the reaction product adheres to the quartz glass facing the substrate close to the white color. As a result, the ultraviolet transmission property of the quartz glass is deteriorated, and the reaction product or the precipitate may be peeled off from the quartz glass to cause particles.
[0008]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the substrate processing in which the illuminance of ultraviolet rays to the substrate to be processed is appropriately managed in the ultraviolet irradiation processing to stably maintain the processing quality and efficiency. It is a first object to provide an apparatus.
[0009]
A second object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that effectively protects a window member for ultraviolet irradiation from an ultraviolet reaction product.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus of the present invention includes a mounting table for mounting and supporting the substrate in a substrate processing apparatus for performing predetermined processing by irradiating a substrate to be processed with ultraviolet rays, and power. Emits UV lightpluralA lamp and a window member that transmits ultraviolet light, and the window member transmits ultraviolet light emitted from the lamp.throughUV irradiation means for irradiating the substrate on the mounting table,An optical sensor provided on the mounting table at a position that does not interfere with the substrate, and irradiating the substrate on the mounting table from the ultraviolet irradiation means.Ultraviolet illuminance measuring means for measuring the illuminance of ultraviolet rays;Before starting the ultraviolet irradiation process on the substrate,Irradiation distance adjustment means for variably adjusting the distance between the ultraviolet irradiation means and the mounting table according to the ultraviolet illuminance measurement value obtained from the ultraviolet illuminance measurement means,During the ultraviolet irradiation treatment,Ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation means scan the surface to be processed of the substrate on the mounting table.At the same time, the light sensor passes under the window member,Drive means for moving either one or both of the mounting table and the ultraviolet irradiation means in a predetermined direction;During the ultraviolet irradiation process, the ultraviolet illuminance distribution under the window member is measured or monitored based on the ultraviolet illuminance measurement value obtained from the ultraviolet illuminance measuring means, and a lamp having an abnormally low brightness or a lamp that cannot be lit is detected. UV illuminance monitoring means toHave
[0011]
The above substrate processing apparatusIn, the illuminance of ultraviolet rays given to the substrate to be processed on the mounting table by the ultraviolet irradiation means isEven if it changes over time, the ultraviolet illuminance is measured by the ultraviolet illuminance measuring means prior to the ultraviolet irradiation treatment, and according to the measured value of the ultraviolet illuminance.Since the irradiation distance is variably adjusted so as to compensate for the illuminance change by the irradiation distance adjusting means, the ultraviolet illuminance can be kept constant or stable.Furthermore, during the ultraviolet irradiation process, when the mounting table moves relative to the ultraviolet irradiation means so that the ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation means scan the surface of the substrate on the mounting table, The light sensor of the ultraviolet illuminance measurement means provided passes under the window member, and the ultraviolet illuminance monitor means measures the ultraviolet illuminance distribution under the window member based on the ultraviolet illuminance measurement value obtained from the ultraviolet illuminance measurement means. Monitor and detect any lamps in use that are abnormally low in brightness or cannot be lit. In this way, both temporal and spatial changes in UV illuminance can be accurately monitored or managed with a simple configuration using a common optical sensor, thereby maintaining stable processing quality and efficiency. can do.
[0012]
According to a preferred aspect of the present invention, the optical sensor of the ultraviolet illuminance measuring means is arranged at a position in front of the substrate in the scanning direction. The plurality of lamps are cylindrical dielectric barrier discharge lamps, and are arranged side by side in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the lamp.
[0013]
AnotherPreferred embodimentThe irradiation distance adjusting means includes means for variably adjusting the distance between the ultraviolet irradiation means and the mounting table according to the thickness of the substrate to be processed placed on the mounting table. It may be. As described above, using the thickness of the substrate to be processed as an illuminance adjustment parameter is also effective in improving the accuracy of illuminance measurement or illuminance adjustment.
[0014]
Further, in order to stably maintain the ultraviolet illuminance on the substrate at a desired value, preferably, the irradiation distance adjusting unit includes a reference illuminance setting unit that sets a desired reference illuminance, and the ultraviolet illuminance measurement value is converted to the reference illuminance. And a relative position adjusting means for adjusting the relative position between the mounting table and the ultraviolet irradiation means so that the comparison error approaches zero.
[0015]
Further, in order to perform stable and good ultraviolet irradiation treatment, preferably, the irradiation distance adjusting unit is a maximum interval setting unit that sets a maximum value for the interval between the window member and the mounting table or the substrate, and When the interval is likely to exceed the maximum value in the variable adjustment of the interval, it may have maximum interval limiting means for limiting the interval to the maximum value, and / or the window member and the mounting table or the substrate. Minimum interval setting means for setting a minimum value with respect to the interval, and minimum interval limiting means for limiting the interval to the minimum value when the interval is likely to divide the minimum value in the variable adjustment of the interval. It's okay.
[0016]
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided an inert gas flow forming means for forming an inert gas flow in a gap between the window member and the substrate on the mounting table. The inert gas flow forming means preferably injects the inert gas from the vicinity of the window member toward the gap between the window member and the substrate on the mounting table so as to face the mounting table. You may comprise an inert gas injection means and the inert gas suction means which sucks the inert gas which passed through the said gap in the position on the opposite side to the said inert gas injection means on both sides of the said window member. In this case, it is preferable that the inert gas injection means and the inert gas suction means are respectively disposed on the front side and the rear side of the window member in the movement direction as viewed from the mounting table side.
[0017]
In the above configuration, an inert gas flow is formed in the gap between the window member and the substrate on the mounting table.Air, especially oxygen, is expelled from the gapAndThe degree to which the ultraviolet rays emitted from the window member of the ultraviolet irradiation means into the processing chamber are absorbed and attenuated by oxygen before reaching the substrate is reduced. This requires less lamp power consumption to obtain the desired illuminance and extends the lamp life. In addition, since the ultraviolet reaction product is also removed from the gap along the flow of the inert gas, it is difficult to adhere to the window member.
[0018]
According to a preferred aspect of the present invention,The drive means includes a rotation drive means for rotating and moving the other one at the second position while fixing either the mounting table or the ultraviolet irradiation means at the first position.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a coating and developing processing system as an example of a system in which the substrate processing apparatus of the present invention can be incorporated. This coating / development processing system is installed in a clean room and uses, for example, an LCD substrate as a substrate to be processed, and performs cleaning, resist coating, pre-baking, development, and post-baking in the photolithography process in the LCD manufacturing process. is there. The exposure process is performed by an external exposure apparatus (not shown) installed adjacent to this system.
[0021]
This coating and developing system is roughly divided into a cassette station (C / S) 10, a process station (P / S) 12, and an interface unit (I / F) 14.
[0022]
A cassette station (C / S) 10 installed at one end of the system has a
[0023]
The process station (P / S) 12 includes, in order from the cassette station (C / S) 10 side, a
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Conveying
[0028]
The interface unit (I / F) 14 installed at the other end of the system is provided with an extension (substrate transfer unit) 57 and a
[0029]
FIG. 2 shows a processing procedure in this coating and developing processing system. First, in the cassette station (C / S) 10, the
[0030]
In the
[0031]
Next, the substrate G is subjected to a scrubbing cleaning process by one of the scrubber cleaning units (SCR) 28 to remove particulate dirt from the substrate surface (step S3). After the scrubbing cleaning, the substrate G is subjected to dehydration treatment by heating in the heating unit (HP) 32 (step S4), and then cooled to a constant substrate temperature by the cooling unit (COL) 34 (step S5). Thus, the pretreatment in the
[0032]
In the
[0033]
Thereafter, the substrate G is coated with a resist solution by a resist coating unit (CT) 40, and then subjected to a drying process by a reduced pressure drying unit (VD) 42, and then an edge remover unit (ER) 44 of the periphery of the substrate. Excess (unnecessary) resist is removed (step S8).
[0034]
Next, the substrate G is sequentially carried into the heating / cooling unit (HP / COL) 48, and the first heating unit (HP) performs baking after coating (pre-baking) (step S9), and then the cooling unit ( COL) to cool to a constant substrate temperature (step S10). In addition, the heating unit (HP) 50 can also be used for baking after this application | coating.
[0035]
After the coating process, the substrate G is transported to the interface unit (I / F) 14 by the
[0036]
In the
[0037]
The substrate G that has undergone a series of processing in the
[0038]
In the coating and developing system, the present invention can be applied to the ultraviolet irradiation unit (UV) of the
[0039]
As shown in FIG. 3, an ultraviolet irradiation unit (UV) according to an embodiment of the present invention has an
[0040]
In the
[0041]
In the
[0042]
On both sides of the
[0043]
The inert
[0044]
The inert
[0045]
Adjacent to the outside of the inert
[0046]
In the
[0047]
A plurality of (for example, six) lift pins 102 for vertically supporting the substrate G when the substrate G is loaded / unloaded through the
[0048]
The
[0049]
In FIG. 3, the side of the cleaning
[0050]
The side of the cleaning processing chamber 68wallAlternatively, one or a plurality of
[0051]
FIG. 5 shows the configuration of the control system in this ultraviolet irradiation unit (UV). The
[0052]
In this embodiment, main parts in the ultraviolet irradiation unit (UV) related to the
[0053]
The stage raising / lowering
[0054]
FIG. 6 shows a configuration of an illuminance adjusting unit for adjusting the illuminance of ultraviolet rays irradiated from the
[0055]
An output signal (for example, photocurrent) of the
[0056]
The ultraviolet illuminance measurement value E obtained from the
[0057]
In accordance with the illuminance error δE from the
[0058]
However, the stage elevating
[0059]
FIG. 7 shows a main operation procedure in the ultraviolet irradiation unit (UV). First, in response to an instruction from the main controller, each unit in the unit including the
[0060]
When the main transport device 38 (FIG. 1) transports the unprocessed substrate G from the cassette station (C / S) 10 to the front of the ultraviolet irradiation unit (UV), the
[0061]
More specifically, first, the
[0062]
Next, the
[0063]
Next, the
[0064]
Next, the
[0065]
FIG. 8 shows an illuminance adjustment procedure according to an embodiment. First, if it is necessary to align the
[0066]
After the
[0067]
Then, the stage
[0068]
In this embodiment, when δE <0, that is, when the illuminance measurement value E is larger than the reference illuminance Es, in principle, the stage height position Ha is lowered by a predetermined pitch (for example, 0.1 mm) to reduce the ultraviolet irradiation window. The distance D between 62 and the substrate G on the
[0069]
When δE> 0, that is, when the illuminance measurement value E is smaller than the reference illuminance Es, in principle, the stage height position Ha is increased by a predetermined pitch (for example, 0.1 mm) and the
[0070]
When the illuminance measurement value E matches the reference illuminance Es (δE = 0), the process returns to the illuminance measurement without changing the height position Ha of the stage 94 (steps B5 and B2). Note that it is possible to give an appropriate width or range to the value of the reference illuminance Es, and when the measured illuminance value E falls within the range, it can be considered that both match (δE = 0).
[0071]
In this embodiment, since feedback is applied until the illuminance measurement value E matches the reference illuminance Es, illuminance adjustment with high accuracy can be performed. However, an adjustment target value of the interval or stage height position corresponding to the comparison error δE from the
[0072]
While the above illuminance adjustment (step A6) is performed, an inert gas injection is performed in the gap P between the
[0073]
After the above illuminance adjustment (step A6), an ultraviolet cleaning process is performed on the substrate G on the stage 96 (step A7). In order to perform this ultraviolet irradiation cleaning process, the
[0074]
By irradiating the substrate G with ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm in this way, oxygen existing in the vicinity of the substrate surface is changed to ozone O3 by the ultraviolet rays, and this ozone O3 is further excited by the ultraviolet rays to generate oxygen atom radicals. O * is generated. By this oxygen atom radical, the organic matter adhering to the surface of the substrate G is decomposed into carbon dioxide and water and removed from the substrate surface. The decomposed and vaporized organic matter is exhausted from the
[0075]
In such a scanning ultraviolet cleaning process, the amount of UV irradiation or the integrated light quantity on the substrate G is inversely proportional to the moving speed (scanning speed) of the
[0076]
In this embodiment, as described above, the illuminance adjustment (step A6) adjusts the illuminance of ultraviolet rays applied to the substrate G on the
[0077]
Further, during the ultraviolet cleaning process, as shown in FIG. 9, a gap between the
[0078]
As described above, oxygen in the air is removed from the gap P by the inert gas flow F, so that ultraviolet rays (ultraviolet excimer light) emitted vertically downward from the
[0079]
When the scanning ultraviolet cleaning process for the substrate G on the
[0080]
Next, the
[0081]
When the UV cleaning process is performed in a scanning manner as in the above-described embodiment, the illuminance adjusting unit (FIG. 6) is used when the illuminance measuring
[0082]
In the above-described embodiment, the scanning method is such that the
[0083]
In addition, the relative movement between the
[0084]
According to such a rotational scanning method, the planar space of the
[0085]
The configuration in the
[0086]
In the above embodiment, the illuminance measurement
[0087]
In the above embodiment, in order to variably adjust the distance (illumination distance) between the
[0088]
In the above embodiment, since the illuminance measurement or the stage height position adjustment according to the thickness Gt of the substrate G placed on the
[0089]
The embodiment described above relates to an ultraviolet irradiation cleaning apparatus (UV). However, the substrate processing apparatus of the present invention can also be applied to processing for irradiating a substrate to be processed with ultraviolet light for purposes other than removal of organic contamination. For example, in the coating and developing treatment system as described above, the same ultraviolet irradiation apparatus as in the above embodiment can be used in the step of irradiating the substrate G with ultraviolet rays for the purpose of curing the resist after post-baking (step S13). The substrate to be processed in the present invention is not limited to an LCD substrate, but may be a semiconductor wafer, a CD substrate, a glass substrate, a photomask, a printed substrate, or the like.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate processing apparatus of the present invention, it is possible to appropriately manage the illuminance of ultraviolet rays with respect to the substrate to be processed in the ultraviolet irradiation processing, and to stably maintain the processing quality and efficiency. Moreover, the window member for ultraviolet irradiation can be effectively protected from the ultraviolet reaction product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a coating and developing processing system to which a substrate processing apparatus of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in the coating and developing treatment system of the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a mounting structure of an illuminance measuring optical sensor in the ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the ultraviolet irradiation unit according to the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of an illuminance adjustment unit in the ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a main operation procedure in the ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for adjusting illuminance in the ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 9 is a partial side view showing the operation of the method of flowing an inert gas through the gap between the ultraviolet irradiation window and the substrate in the ultraviolet irradiation unit of the embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an ultraviolet irradiation unit according to another embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing a main part of an ultraviolet irradiation unit according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
38 Main transfer device
UV UV irradiation unit
62 UV irradiation window (quartz glass window)
64 (1), 64 (2), ..., 64 (n) UV lamp
66 Lamp room
68 Cleaning treatment room
72 Inert gas injection unit
74 Inert gas inlet
94 stages
94a Substrate placement area
94b Stage right end
98 Stage drive unit
104 Optical sensor
112 Control unit
116 Stage lift drive
118 Scan driver
122 Inert gas flow drive
128 Illuminance measurement circuit
130 Thickness setting section
132 Illuminance comparison part
134 Reference illuminance setting section
136 Stage Elevation Control Unit
138 Maximum / minimum interval setting section
140 Stage drive unit
Claims (11)
前記基板を載置して支持する載置台と、
電力の供給を受けて紫外線を発する複数のランプと紫外線を透過させる窓部材とを有し、前記ランプより発せられた紫外線を前記窓部材を通して前記載置台上の前記基板に照射する紫外線照射手段と、
前記基板に干渉しない位置で前記載置台に設けられた光センサを有し、前記紫外線照射手段からの前記載置台上の前記基板に照射される紫外線の照度を測定する紫外線照度測定手段と、
前記基板に対する紫外線照射処理を開始する前に、前記紫外線照度測定手段より得られる紫外線照度測定値に応じて前記紫外線照射手段と前記載置台との間の距離を可変調整する照射距離調整手段と、
前記紫外線照射処理中に、前記紫外線照射手段からの紫外線が前記載置台上の前記基板の被処理面を走査すると同時に前記光センサが前記窓部材の下を通過するように、前記載置台および前記紫外線照射手段のいずれか一方または双方を所定の方向に移動させる駆動手段と、
前記紫外線照射処理中に、前記紫外線照度測定手段より得られる紫外線照度測定値に基づいて前記窓部材の下の紫外線照度分布を測定ないし監視し、輝度が異常に低いランプまたは点灯不能のランプを検出する紫外線照度モニタ手段と
を有する基板処理装置。In a substrate processing apparatus for performing predetermined processing by irradiating a substrate to be processed with ultraviolet rays,
A mounting table for mounting and supporting the substrate;
And a window member for transmitting a plurality of lamps and ultraviolet emitting ultraviolet supplied with electric power, ultraviolet radiation for irradiating the ultraviolet rays emitted from the lamp to the substrate on the mounting table before through the window member Means,
An ultraviolet illuminance measuring means for measuring the illuminance of ultraviolet rays irradiated to the substrate on the mounting table from the ultraviolet irradiation means, having an optical sensor provided on the mounting table at a position not interfering with the substrate ;
Before starting the ultraviolet irradiation process on the substrate, an irradiation distance adjusting unit that variably adjusts the distance between the ultraviolet irradiation unit and the mounting table according to the ultraviolet illuminance measurement value obtained from the ultraviolet illuminance measuring unit,
During the ultraviolet irradiation process, the mounting table and the mounting table are arranged so that the ultraviolet light from the ultraviolet irradiation unit scans the processing surface of the substrate on the mounting table and at the same time the optical sensor passes under the window member. Driving means for moving either one or both of the ultraviolet irradiation means in a predetermined direction;
During the ultraviolet irradiation process, the ultraviolet illuminance distribution under the window member is measured or monitored based on the ultraviolet illuminance measurement value obtained from the ultraviolet illuminance measuring means, and a lamp having an abnormally low brightness or a lamp that cannot be lit is detected. A substrate processing apparatus having ultraviolet illuminance monitoring means for performing the processing.
所望の基準照度を設定する基準照度設定手段と、
前記紫外線照度測定値を前記基準照度と比較して、その比較誤差を零に近づけるように前記載置台と前記紫外線照射手段との間の相対位置を調整する相対位置調整手段と
を有する請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。The irradiation distance adjusting means is
A reference illuminance setting means for setting a desired reference illuminance;
2. A relative position adjusting unit that compares the ultraviolet illuminance measurement value with the reference illuminance and adjusts a relative position between the mounting table and the ultraviolet irradiating unit so that the comparison error approaches zero. Alternatively, the substrate processing apparatus according to claim 2.
前記窓部材と前記載置台または前記基板との間隔について最大値を設定する最大間隔設定手段と、
前記間隔の可変調整において前記間隔が前記最大値を越えそうなときは前記間隔を前記最大値に制限する最大間隔制限手段と
を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。The irradiation distance adjusting means is
Maximum interval setting means for setting a maximum value for the interval between the window member and the mounting table or the substrate;
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising: a maximum interval limiting unit that limits the interval to the maximum value when the interval is likely to exceed the maximum value in the variable adjustment of the interval. .
前記窓部材と前記載置台または前記基板との間隔について最小値を設定する最小間隔設定手段と、
前記間隔の可変調整において前記間隔が前記最小値を割りそうなときは前記間隔を前記最小値に制限する最小間隔制限手段と、
前記間隔が前記最小値を割りそうなときにアラームを発生する警報手段と
を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。The irradiation distance adjusting means is
Minimum interval setting means for setting a minimum value for the interval between the window member and the mounting table or the substrate;
Minimum interval limiting means for limiting the interval to the minimum value when the interval is likely to divide the minimum value in the variable adjustment of the interval;
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising: an alarm unit that generates an alarm when the interval is likely to divide the minimum value.
前記載置台と対向して前記窓部材の近くから前記窓部材と前記載置台上の前記基板との間の隙間に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射手段と、An inert gas injection means for injecting an inert gas from the vicinity of the window member toward the gap between the window member and the substrate on the mounting table facing the mounting table;
前記窓部材を挟んで前記不活性ガス噴射手段とは反対側の位置で前記隙間を通ってきた不活性ガスを吸い込む不活性ガス吸い込み手段とAn inert gas suction means for sucking the inert gas that has passed through the gap at a position opposite to the inert gas injection means across the window member;
を有する請求項8に記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 8, comprising:
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