JP7058177B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本開示の例示的実施形態は、基板処理装置に関する。
特許文献１は、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、基板の表面にレジスト膜を形成することと、レジスト膜を露光することと、レジスト膜をパターニングすることと、レジストパターンの表面に波長２００ｎｍ以下の光を照射することと、レジストパターンをマスクとして基板の表面のエッチングを行うこととを含む微細パターンの形成方法を開示している。レジストパターンに波長２００ｎｍ以下の光を照射することで、レジストパターンの表面のラフネス（凹凸）が改善される。
特開２００１－１２７０３７号公報
本開示は、オゾンの発生を抑制しつつ基板を効率的に処理することが可能な基板処理装置を説明する。
一つの例示的実施形態に係る基板処理装置は、基板の処理が行われるように構成された処理室と、基板の表面に真空紫外光を照射するように構成された光源を含む光源室と、光源室内に不活性ガスを供給するように構成されたガス供給部と、光源室内を不活性ガス雰囲気に維持するようにガス供給部を制御する処理を実行する制御部とを備える。
一つの例示的実施形態に係る基板処理装置によれば、オゾンの発生を抑制しつつ基板を効率的に処理することが可能となる。
図１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を示す図である 図２は、図１の基板処理装置のランプ室内を上方から見た図であって、光通過窓がシャッタ部材によって閉じられていない状態を示す図である。 図３は、図１の基板処理装置のランプ室内を上方から見た図であって、光通過窓がシャッタ部材によって閉じられた状態を示す図である。 図４は、基板処理装置を示すブロック図である。 図５は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。 図６は、ウエハの処理手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、ウエハの処理手順の一例を説明するための図である。 図８は、ウエハの処理手順の一例を説明するための図である。 図９は、ウエハの処理手順の一例を説明するための図である。 図１０は、処理室内の圧力が処理の進行に応じて変化する様子を説明するための図である。 図１１は、他の例に係る基板処理装置のランプ室内を上方から見た図である。 図１２は、他の例に係る基板処理装置のランプ室内を上方から見た図である。
以下に、種々の例示的実施形態について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
［基板処理装置の構成］
図１～図５を参照して、基板処理装置１の一例について説明する。基板処理装置１は、ウエハＷ（基板）に対して所定の処理を行うように構成されている。例えば、基板処理装置１は、ウエハＷの表面に形成されているレジスト膜又はレジストパターンに対して真空紫外光（ＶＵＶ光：Vacuum Ultra Violet Light）を照射して、これらのレジスト材の表面のラフネスを改善するように構成されている。基板処理装置１は、露光後のレジスト材に対して真空紫外線光を照射してもよい。
ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、多角形など円形以外の板状を呈していてもよい。ウエハＷは、一部が切り欠かれた切り欠き部を有していてもよい。切り欠き部は、例えば、ノッチ（Ｕ字形、Ｖ字形等の溝）であってもよいし、直線状に延びる直線部（いわゆる、オリエンテーション・フラット）であってもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ～４５０ｍｍ程度であってもよい。
基板処理装置１は、図１に示されるように、処理室１０と、光源室１２と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。
処理室１０は、筐体１４と、回転保持部１６と、ゲートバルブ１８と、ガス供給部２０と、真空ポンプ２２（排気部）とを含む。筐体１４は、例えば大気雰囲気中に設けられた真空容器の一部であり、図示しない搬送機構によって搬送されたウエハＷを収納可能に構成されている。筐体１４は、上方に向けて開口された有底筒状体を呈している。筐体１４の壁面には、貫通孔１４ａ～１４ｃが設けられている。
回転保持部１６は、回転部１６ａと、シャフト１６ｂと、保持部１６ｃとを有する。回転部１６ａは、コントローラＣｔｒからの動作信号に基づいて動作し、シャフト１６ｂを回転させる。回転部１６ａは、例えば電動モータ等の動力源である。保持部１６ｃは、シャフト１６ｂの先端部に設けられている。保持部１６ｃは、ウエハＷの姿勢が略水平の状態でウエハＷを保持可能である。保持部１６ｃにウエハＷが載置された状態で回転部１６ａが回転すると、ウエハＷは、その表面に対して垂直な軸（回転軸）周りで回転する。
ゲートバルブ１８は、筐体１４の側壁の外表面に配置されている。ゲートバルブ１８は、コントローラＣｔｒの指示に基づいて動作し、筐体１４の貫通孔１４ａを閉鎖及び開放するように構成されている。ゲートバルブ１８によって貫通孔１４ａが開放されている場合、筐体１４に対してウエハＷを搬入出可能である。すなわち、貫通孔１４ａはウエハＷの出入口としても機能する。
ガス供給部２０は、貫通孔１４ｂを介して筐体１４内に不活性ガス（例えば、アルゴン、窒素など）を供給するように構成されている。ガス供給部２０は、ガス源２０ａと、バルブ２０ｂと、配管２０ｃとを有する。ガス源２０ａは、不活性ガスを貯留しており、不活性ガスの供給源として機能する。バルブ２０ｂは、コントローラＣｔｒからの動作信号に基づいて動作し、配管２０ｃを開放及び閉塞させる。配管２０ｃは、上流側から順に、ガス源２０ａ、バルブ２０ｂ及び貫通孔１４ｂを接続している。
真空ポンプ２２は、筐体１４内から気体を排出して、筐体１４内を真空状態とするように構成されている。
光源室１２は、筐体２４と、仕切壁２６と、シャッタ部材２８と、アクチュエータ３０と、複数の光源３２と、ガス供給部３４とを含む。
筐体２４は、例えば大気雰囲気中に設けられた真空容器の一部である。筐体２４は、下方に向けて開口された有底筒状体を呈している。筐体２４は、筐体２４の開放端が筐体１４の開放端に向かい合うように配置されている。筐体２４の壁面には貫通孔２４ａが設けられている。
仕切壁２６は、筐体１４，２４の間に配置されており、筐体１４内の空間と筐体２４内の空間とを仕切るように構成されている。換言すれば、仕切壁２６は、筐体１４の天壁として機能すると共に、筐体２４の底壁として機能する。すなわち、筐体２４は、ウエハＷの表面に垂直な方向（以下、垂直方向）において、筐体１４と隣り合うように配置されている。仕切壁２６によって仕切られた後の筐体２４内の空間Ｖは、垂直方向における高さが水平方向におけるサイズと比較して小さい偏平空間となっている。
仕切壁２６には、複数の貫通孔２６ａと貫通孔２６ｂとが設けられている。複数の貫通孔２６ａは、図２に示されるように、垂直方向においてシャッタ部材２８と重なり合うように配置されている。複数の貫通孔２６ａはそれぞれ、図１及び図２に示されるように、真空紫外光が透過可能な窓部材２６ｃによって塞がれている。窓部材２６ｃは、例えば、ガラス（例えば、フッ化マグネシウムガラス）であってもよい。貫通孔２６ｂは、貫通孔２４ａから離れて位置している。貫通孔２６ｂは、窓部材２６ｃ等によって塞がれておらず、気体が流通可能な流路を構成している。
シャッタ部材２８は、空間Ｖ内に配置されており、光源３２が照射する真空紫外光を遮断及び通過可能に構成されている。シャッタ部材２８は、図２に示されるように、円板状を呈している。シャッタ部材２８には、複数の貫通孔２８ａが設けられている。
アクチュエータ３０は、図１及び図２に示されるように、シャッタ部材２８の中心近傍と接続されている。アクチュエータ３０は、コントローラＣｔｒからの指示に基づいて、シャッタ部材２８を回転させるように構成されている。より具体的には、アクチュエータ３０は、各貫通孔２８ａがそれに対応する貫通孔２６ａ（窓部材２６ｃ）と垂直方向において重なり合う開位置（図２参照）と、各貫通孔２８ａがそれに対応する貫通孔２６ａ（窓部材２６ｃ）と垂直方向において重なり合わない閉位置（図３参照）との間で、シャッタ部材２８を回転させる機能を有する。
複数の光源３２は、筐体２４の天壁に取り付けられている。複数の光源３２は、コントローラＣｔｒからの指示に基づいて、下方に向けて真空紫外光を照射するように構成されている。複数の光源３２はそれぞれ、図１に示されるように、貫通孔２６ａ（窓部材２６ｃ）と垂直方向において重なり合うように配置されている。そのため、シャッタ部材２８が開位置にある場合、各光源３２から照射された真空紫外光は、対応する貫通孔２８ａ及び貫通孔２６ａ（窓部材２６ｃ）を通過して筐体１４内のウエハＷの表面に照射される。一方、シャッタ部材２８が閉位置にある場合、各光源３２から照射された真空紫外光は、シャッタ部材２８によって遮蔽され、筐体１４内には照射されない。
各光源３２は、例えば重水素ランプであり、波長が２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射するように構成されていてもよい。より具体的には、各光源３２は、例えば１１５ｎｍ～４００ｎｍの波長の光、すなわち１１５ｎｍ～４００ｎｍの連続スペクトルをなす光を照射するように構成されていてもよい。この範囲の連続スペクトルは、すなわち波長が１０ｎｍ～２００ｎｍである光（すなわち真空紫外光）を含むと共に、真空紫外光（真空紫外線）よりも波長が大きい近紫外光（近紫外線）を含む。連続スペクトルのピークの波長は、例えば、１６０ｎｍ以下であってもよいし、１５０ｎｍ以上であってもよい。
各光源３２から照射される光のスペクトルの波長域は比較的広いため、ウエハＷの表面のレジスト材は様々な光のエネルギーを受ける。その結果として、当該レジスト材の表面では様々な反応が起こる。具体的には、レジスト材を構成する分子中の様々な位置における化学結合が切断されて様々な化合物が生成されるため、光照射前にレジスト材に存在していた分子が持つ配向性が解消され、レジスト材の表面自由エネルギーが低下し、内部応力が低下する。これにより、レジスト材の表面の流動性が高くなる。従って、ウエハＷの表面の荒れの改善効果を向上させることができる。
ところで、レジスト材に照射される光は、その波長が大きいほどレジスト材の深層へ到達しやすい。この点、各光源３２から照射される光のスペクトルのピークの波長は、上述したように真空紫外光の帯域（１０ｎｍ～２００ｎｍ）に含まれている。そのため、各光源３２から照射される光のうち比較的大きい波長を有する光の強度は、小さい。従って、各光源３２から照射される光は、レジスト材の深層へ到達し難い。その結果、レジスト材の深層においては上記の分子の結合の切断を抑えることができる。すなわち、光照射により反応する領域をレジスト材の表面側に限定することができる。
各光源３２は、ガウシアン分布の光と比較して強度分布がフラットなトップハット型の光を生成しうる。ただし、トップハット型の光であっても、強度分布が完全にフラットになっているわけではなく、中央側（光源３２の直下）から離れるに従って光の強度が弱くなる。光源３２から出射される光は、円錐状の光路をとっていてもよい。
ガス供給部３４は、貫通孔２４ａを介して筐体２４内に不活性ガス（例えば、窒素など）を供給するように構成されている。ガス供給部３４は、ガス源３４ａと、バルブ３４ｂと、配管３４ｃとを有する。ガス源３４ａは、不活性ガスを貯留しており、不活性ガスの供給源として機能する。バルブ３４ｂは、コントローラＣｔｒからの動作信号に基づいて動作し、配管３４ｃを開放及び閉塞させる。配管３４ｃは、上流側から順に、ガス源３４ａ、バルブ３４ｂ及び貫通孔２４ａを接続している。
コントローラＣｔｒは、図４に示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、駆動制御部Ｍ３と、光源制御部Ｍ４と、ガス供給制御部Ｍ５と、排気制御部Ｍ６とを含む。これらの機能モジュールは、コントローラＣｔｒの機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラＣｔｒを構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。
読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る機能を有する。記録媒体ＲＭは、基板処理装置１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶する機能を有する。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み出したプログラム、ウエハＷを処理する際の各種データ（いわゆる処理レシピ）、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。
駆動制御部Ｍ３は、保持部１６ｃに載置された状態のウエハＷを回転させるように回転保持部１６を制御する機能を有する。駆動制御部Ｍ３は、貫通孔１４ａを閉鎖する位置と貫通孔１４ａを開放する位置との間でゲートバルブ１８を移動させるようにゲートバルブ１８を制御する機能を有する。駆動制御部Ｍ３は、光源３２からの真空紫外光が処理室１０に照射される開位置と、光源３２からの真空紫外光が遮蔽される閉位置との間でシャッタ部材２８を移動させるようにアクチュエータ３０を制御する機能を有する。
光源制御部Ｍ４は、光源３２から真空紫外光を照射させるように光源３２を制御する機能を有する。
ガス供給制御部Ｍ５は、貫通孔１４ｂから処理室１０内（筐体１４内）に不活性ガスを供給するようにバルブ２０ｂを制御する機能を有する。ガス供給制御部Ｍ５は、貫通孔２４ａから光源室１２内（筐体２４内）に不活性ガスを供給するようにバルブ３４ｂを制御する機能を有する。
排気制御部Ｍ６は、貫通孔１４ｃを通じて処理室１０内（筐体１４内）の気体を外部に排気するように真空ポンプ２２を制御する機能を有する。
コントローラＣｔｒのハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラＣｔｒは、ハードウェア上の構成として、例えば図５に示される回路Ｃｔｒ１を有する。回路Ｃｔｒ１は、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路Ｃｔｒ１は、具体的には、プロセッサＣｔｒ２と、メモリＣｔｒ３（記憶部）と、ストレージＣｔｒ４（記憶部）と、入出力ポートＣｔｒ５とを有する。プロセッサＣｔｒ２は、メモリＣｔｒ３及びストレージＣｔｒ４の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポートＣｔｒ５を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。
基板処理装置１は、一つのコントローラＣｔｒを備えていてもよいし、複数のコントローラＣｔｒで構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理装置１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラＣｔｒによって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラＣｔｒの組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラＣｔｒが複数のコンピュータ（回路Ｃｔｒ１）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路Ｃｔｒ１）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路Ｃｔｒ１）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラＣｔｒは、複数のプロセッサＣｔｒ２を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサＣｔｒ２によって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサＣｔｒ２の組み合わせによって実現されていてもよい。
［基板処理方法］
続いて、図６～図１０を参照して、基板処理装置１を用いた基板処理方法について説明する。なお、初期状態では、ウエハＷが処理室１０内に存在しておらず、ゲートバルブ１８が貫通孔１４ａを開放しており（処理室１０が大気開放されており）、シャッタ部材２８が閉位置にあり、ガス供給部２０，３４及び真空ポンプ２２の動作が停止している。
まず、コントローラＣｔｒは、光源室１２内（筐体２４内）に不活性ガスを供給するようにガス供給部３４（バルブ３４ｂ）を制御する（図６のステップＳ１１及び図７（ａ）の矢印Ａ１参照）。これにより、光源室１２内が不活性ガスで充填される。光源室１２内の不活性ガスは、空間Ｖを流れた後、貫通孔２６ｂを通じて処理室１０に流入する。
次に、コントローラＣｔｒは、真空紫外光を照射するように光源３２を制御する（図６のステップＳ１２及び図７（ａ）参照）。このとき、シャッタ部材２８が閉位置にあり且つ光源室１２内が不活性ガスで充填されているので、真空紫外光が酸素と反応することがほとんどない。
次に、コントローラＣｔｒは、ウエハＷを処理室１０内に搬入するように、図示しない搬送機構（例えばロボットハンド）を制御する（図６のステップＳ１３及び図７（ａ）の矢印Ａ２参照）。これにより、ウエハＷは保持部１６ｃ上に保持される。なお、この後の工程において処理室１０内が真空引きされるので、ウエハＷは、保持部１６ｃに真空吸着されておらず、保持部１６ｃ上に単に載置されている。
次に、コントローラＣｔｒは、貫通孔１４ａを閉鎖するようにゲートバルブ１８を制御する（図６のステップＳ１４及び図７（ｂ）の矢印Ａ３参照）。次に、コントローラＣｔｒは、処理室１０を排気して処理室１０内を真空状態とするように真空ポンプ２２を制御する（図６のステップＳ１５及び図７（ｂ）の矢印Ａ４参照）。
次に、コントローラＣｔｒは、光源室１２内への不活性ガスの供給を停止するようにガス供給部３４（バルブ３４ｂ）を制御する（図６のステップＳ１６及び図７（ｂ）参照）。この間、真空ポンプ２２による処理室１０の真空引きが継続して行われ、処理室１０の圧力が大気圧から真空ポンプ２２の性能に応じた圧力まで低下する（図１０参照）。このときの圧力は、例えば、０．５Ｐａ以下であってもよい。
次に、コントローラＣｔｒは、処理室１０内（筐体１４内）に不活性ガスを供給するようにガス供給部２０（バルブ２０ｂ）を制御する（図６のステップＳ１７及び図８（ａ）の矢印Ａ５参照）。これにより、処理室１０の圧力が設定圧力まで高まり（図１０参照）、処理室１０内の酸素濃度がごく低い濃度となるよう調節される。このときの酸素濃度は、例えば、５０ｐｐｍ以下であってもよいし、２０ｐｐｍ以下であってもよい。
次に、コントローラＣｔｒは、シャッタ部材２８が開位置となるようにアクチュエータ３０を制御する（図６のステップＳ１８及び図８（ｂ）参照）。これにより、光源３２からの真空紫外光は、貫通孔２６ａ，２８ａ及び窓部材２６ｃを通過してウエハＷの表面に照射される（図８（ｂ）参照）。
次に、コントローラＣｔｒは、ウエハＷが設定された回転数で回転するように回転保持部１６（回転部１６ａ）を制御する（図６のステップＳ１９及び図８（ｂ）の矢印Ａ６参照）。これにより、ウエハＷの表面全体に略均一に真空紫外光が照射される。このときのウエハＷの回転数は、例えば１０ｒｐｍ～３０ｒｐｍ程度であってもよい。ウエハＷの回転回数は、例えば１回転以上であってもよい。
次に、コントローラＣｔｒは、シャッタ部材２８が閉位置となるようにアクチュエータ３０を制御する（図６のステップＳ２０及び図９（ａ）参照）。これにより、光源３２からの真空紫外光は、シャッタ部材２８によって遮蔽され、処理室１０内に照射されなくなる。
次に、コントローラＣｔｒは、光源室１２内（筐体２４内）に不活性ガスを供給するようにガス供給部３４（バルブ３４ｂ）を制御する（図６のステップＳ２１及び図９（ａ）の矢印Ａ７参照）。このとき、ガス供給部２０においては、処理室１０内への不活性ガスの供給が継続されている。
次に、コントローラＣｔｒは、処理室１０の排気を停止するように真空ポンプ２２を制御する（図６のステップＳ２２及び図９（ａ）参照）。このとき、処理室１０内及び光源室１２内には不活性ガスが継続して供給されているので、処理室１０内の圧力が上昇する（図１０参照）。
次に、処理室１０内の圧力が大気圧と同等となると、コントローラＣｔｒは、処理室１０内への不活性ガスの供給を停止するようにガス供給部２０（バルブ２０ｂ）を制御する（図６のステップＳ２３及び図９（ｂ）参照）。一方、ガス供給部３４における、光源室１２内への不活性ガスの供給は継続されている。
次に、コントローラＣｔｒは、貫通孔１４ａを開放するようにゲートバルブ１８を制御する（図６のステップＳ２４及び図９（ｂ）の矢印Ａ８参照）。これにより、処理室１０が大気開放される。次に、コントローラＣｔｒは、ウエハＷを処理室１０外に搬出するように、図示しない搬送機構（例えばロボットハンド）を制御する（図６のステップＳ２５及び図９（ｂ）の矢印Ａ９参照）。以降は、光源３２から真空紫外光が照射されている状態を維持しつつ、図６のステップＳ１２を省略して上記の処理を繰り返す。以上により、複数のウエハＷに対して連続的に処理が行われる。
［作用］
以上の実施形態では、基板処理装置１によるウエハＷの処理中、光源室１２内が常に不活性ガス雰囲気とされる。そのため、ウエハＷの搬入及び搬出の際に処理室１０が大気開放されて処理室１０内に酸素が流入しても、酸素が真空紫外光と反応してオゾンとなることが抑制される。従って、一般に点灯時の立ち上がりに時間を要する真空紫外光の光源３２を、ウエハＷの処理中に常に点灯させておくことができる。その結果、オゾンの発生を抑制しつつウエハＷを効率的に処理することが可能となる。
以上の実施形態では、処理室１０と光源室１２との間を流体的に接続する貫通孔２６ｂが仕切壁２６に設けられている。そのため、光源室１２内の不活性ガスが貫通孔２６ｂを介して処理室１０に流通可能である。従って、光源室１２内に供給される不活性ガスが貫通孔２６ｂを通じて処理室１０に流れるので、光源室１２内に酸素が流入し難くなる。その結果、オゾンの発生をより抑制することが可能となる。
以上の実施形態では、少なくとも真空ポンプ２２が停止しているときに、ガス供給部３４によって、不活性ガスが光源室１２に供給される（図６のステップＳ１１～Ｓ１６，Ｓ２１～Ｓ２５参照）。真空ポンプ２２の動作中は、貫通孔２６ｂを通じて光源室１２からも排気されるので、光源室１２内に酸素が流入し難くなる。一方、真空ポンプ２２の停止中は、ガス供給部３４から不活性ガスが光源室１２内に供給されるので、光源室１２内に不活性ガスが充填され、酸素が真空紫外光と反応してオゾンとなることが抑制される。このように、真空ポンプ２２の動作に応じてガス供給部３４を制御することにより、不活性ガスの使用量を削減することが可能となる。
以上の実施形態では、少なくとも処理室１０が大気開放されているときに、ガス供給部３４によって、不活性ガスが光源室１２に供給される（図６のステップＳ１１～Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ２５参照）。この場合、処理室１０が大気開放されて処理室１０内に酸素が流入してきても、光源室１２内が不活性ガス雰囲気となっているので、光源室１２内において酸素が真空紫外光と反応し難い。そのため、オゾンの発生をいっそう抑制することが可能となる。
以上の実施形態では、処理室１０内を大気圧に戻す際に、処理室１０内及び光源室１２内にそれぞれ不活性ガスを供給している（図６のステップＳ２１参照）。そのため、処理室１０が大気開放される際に、光源室１２内のみならず処理室１０内にも酸素が流入し難くなる。従って、オゾンの発生をよりいっそう抑制することが可能となる。
以上の実施形態では、光源室１２内の空間Ｖは、垂直方向における高さが相対的に小さい偏平空間を呈している。この場合、ガス供給部３４によって光源室１２内に供給される不活性ガスは、ウエハＷの表面に沿う方向に空間Ｖ内を流れる。そのため、光源室１２内を流れる不活性ガスは垂直方向において滞留し難い。従って、仮に光源室１２内に酸素が存在していても、当該酸素は、不活性ガスに随伴して、真空紫外光が照射されない下流側に直ちに流れる。その結果、オゾンの発生を極めて抑制することが可能となる。
［変形例］
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
（１）処理室１０内の圧力よりも光源室１２内の圧力が高くなるように、光源室１２内に不活性ガスが供給されていてもよい。この場合、光源室１２から貫通孔２６ｂを通じて処理室１０に向かって気体が流れやすくなるので、光源室１２内に酸素が流入し難くなる。そのため、オゾンの発生をさらに抑制することが可能となる。
（２）仕切壁２６に貫通孔２６ｂが設けられていなくてもよい。この場合、基板処理装置１は、光源室１２を排気する排気部をさらに備えていてもよい。
（３）ガス供給部３４は、基板処理装置１の動作中常に、不活性ガスを光源室１２内に供給していてもよい。
（４）ウエハＷに真空紫外光が照射される際に処理室１０内に供給される不活性ガスはアルゴンであり、処理室１０を大気圧に戻す際に処理室１０内に供給される不活性ガスはアルゴン又は窒素であってもよい。あるいは、処理室１０を大気圧に戻す際、処理室１０内に不活性ガス以外のガスが供給されてもよい。
（５）シャッタ部材２８は、仕切壁２６の主面と沿う方向（水平方向）にスライドすることにより、開位置と閉位置との間でその姿勢を変更してもよい。
（６）基板処理装置１は、処理室１０内の酸素濃度を測定するように構成されたセンサ（測定部）をさらに備えていてもよい。この場合、シャッタ部材２８を開位置に変更するタイミングは（図６のステップＳ２０参照）、センサによって測定された濃度が目標値以下であるとコントローラＣｔｒが判断したときであってもよい。あるいは、処理室１０を真空引きするために真空ポンプ２２が動作してから経過した時間と、処理室１０内の酸素濃度との関係を予め取得しておき、処理室１０内の酸素濃度が目標値以下となる時間が経過したときに、シャッタ部材２８が開位置に変更されてもよい。これらの場合、処理室１０内の酸素濃度が低い状態で処理室１０内に真空紫外光が照射される。そのため、処理室１０内において真空紫外光と酸素が反応しても、発生するオゾンの濃度を十分に低く抑えることが可能となる。
（７）図１１に示されるように、基板処理装置１が複数のガス供給部３４を備えており、処理室１０の周囲の複数の方向から処理室１０内に不活性ガスが供給されてもよい。
（８）貫通孔２６ｂの位置は、図２に示されるように、垂直方向においてウエハＷと重なり合わない位置であってもよい。この場合、貫通孔２６ｂを通じて処理室１０に流れた気体がウエハＷに直接向い難くなる。あるいは、貫通孔２６ｂの位置は、図１２に示されるように、仕切壁２６の中央近傍であってもよい。
［例示］
処理室に基板を搬入出する際には、処理室が大気開放されるので、処理室内に酸素が流入する。このとき、特許文献１に記載の方法のように、波長２００ｎｍ以下の光が照射されたままであると、酸素が光と反応してオゾンが生ずることがある。オゾンは、基板の表面に形成されているレジスト膜に影響を与える懸念があるのみならず、人体に影響を与える懸念があるので、オゾンの濃度は所定の基準値以下に規制されている。そのため、従来は、処理室の大気開放前に光源を消灯して、処理室内に基板が搬入されて真空引きが完了した後に光源を点灯する処理を行うのが一般的であった。
しかしながら、この種の光源は、立ち上がりに比較的長い時間を要することがある。そのため、基板の処理効率を高めることが困難であった。
そこで、以下に、オゾンの発生を抑制しつつ基板を効率的に処理することが可能な基板処理装置の例を示す。
例１．本開示の一つの例に係る基板処理装置は、基板の処理が行われるように構成された処理室と、基板の表面に真空紫外光を照射するように構成された光源を含む光源室と、光源室内に不活性ガスを供給するように構成されたガス供給部と、光源室内を不活性ガス雰囲気に維持するようにガス供給部を制御する処理を実行する制御部とを備える。この場合、装置の動作中、光源室内が常に不活性ガス雰囲気とされる。そのため、基板の搬入及び搬出の際に処理室が大気開放されて処理室１０内に酸素が流入しても、酸素が真空紫外光と反応してオゾンとなることが抑制される。従って、一般に点灯時の立ち上がりに時間を要する真空紫外光の光源を、装置の動作中に常に点灯させておくことができる。その結果、オゾンの発生を抑制しつつ基板を効率的に処理することが可能となる。
例２．例１の装置は、処理室と光源室との間を流体的に接続する流路をさらに備えてもよい。この場合、光源室内の不活性ガスが流路を介して処理室に流通可能となる。そのため、光源室内に供給される不活性ガスが流路を通じて処理室に流れるので、光源室内に酸素が流入し難くなる。従って、オゾンの発生をより抑制することが可能となる。
例３．例２の装置は、処理室から気体を排気するように構成された排気部をさらに備え、ガス供給部を制御する処理は、少なくとも排気部が停止しているときに、光源室内に不活性ガスを供給するようにガス供給部及び排気部を制御する処理を含んでいてもよい。排気部の動作中は流路を通じて光源室からも排気されるので、光源室内に酸素が流入し難くなる。一方、排気部の停止中は、ガス供給部から不活性ガスが光源室内に供給されるので、光源室内に不活性ガスが充填され、酸素が真空紫外光と反応してオゾンとなることが抑制される。このように、排気部の動作に応じてガス供給部を制御することにより、不活性ガスの使用量を削減することが可能となる。
例４．例２又は例３の装置において、ガス供給部を制御する処理は、光源室内に不活性ガスが供給されているときに、処理室内の圧力よりも光源室内の圧力が高くなるようにガス供給部を制御する処理を含んでいてもよい。この場合、光源室から流路を通じて処理室に向かって気体が流れやすくなるので、光源室内に酸素が流入し難くなる。そのため、オゾンの発生をさらに抑制することが可能となる。
例５．例１～例４のいずれかの装置において、ガス供給部を制御する処理は、少なくとも処理室が大気開放されているときに、光源室内に不活性ガスを供給するようにガス供給部を制御する処理を含んでいてもよい。この場合、処理室が大気開放されて処理室内に酸素が流入してきても、光源室内が不活性ガス雰囲気となっているので、光源室内において酸素が真空紫外光と反応し難い。そのため、オゾンの発生をいっそう抑制することが可能となる。
例６．例１～例５のいずれかの装置において、ガス供給部を制御する処理は、光源室内及び処理室内にそれぞれ不活性ガスを供給するようにガス供給部を制御する処理を含んでいてもよい。この場合、処理室が大気開放される際に、光源室内のみならず処理室内にも酸素が流入し難くなる。そのため、オゾンの発生をよりいっそう抑制することが可能となる。
例７．例１～例６のいずれかの装置において、光源室は、光源と基板との間に位置するように光源室内に配置されたシャッタ部材を含み、シャッタ部材は、光源からの真空紫外光を基板に到達させない閉位置と、光源からの真空紫外光を基板へと通過させる開位置との間で移動可能に構成されており、制御部は、処理室内の酸素濃度が目標値以下になったときにシャッタ部材を開位置とするようにシャッタ部材を制御する処理を実行してもよい。この場合、処理室内の酸素濃度が低い状態で処理室内に真空紫外光が照射される。そのため、処理室内において真空紫外光と酸素が反応しても、発生するオゾンの濃度を十分に低く抑えることが可能となる。
例８．例１～例７のいずれかの装置において、光源室内の空間は、基板の表面に直交する方向における高さが相対的に小さい偏平空間を呈しており、ガス供給部によって光源室内に供給される不活性ガスは、基板の表面に沿う方向に流れてもよい。この場合、光源室内を流れる不活性ガスは、基板の表面に直交する方向において滞留し難い。そのため、仮に光源室内に酸素が存在していても、当該酸素は、不活性ガスに随伴して、真空紫外光が照射されない下流側に直ちに流れる。従って、オゾンの発生を極めて抑制することが可能となる。
１…基板処理装置、１０…処理室、１２…光源室、１８…ゲートバルブ、２０…ガス供給部、２２…真空ポンプ（排気部）、２８…シャッタ部材、３２…光源、３４…ガス供給部、２６ｂ…貫通孔（流路）、Ｃｔｒ…コントローラ（制御部）、Ｖ…空間（偏平空間）、Ｗ…ウエハ（基板）。

Claims (7)

  1. 基板の処理が行われるように構成された処理室と、
    前記基板の表面に真空紫外光を照射するように構成された光源を含む光源室と、
    前記光源室内に不活性ガスを供給するように構成されたガス供給部と、
    前記光源室内を不活性ガス雰囲気に維持するように前記ガス供給部を制御する処理を実行する制御部と、
    前記処理室と前記光源室との間を流体的に接続する流路とを備え、
    前記ガス供給部を制御する処理は、前記光源室内に不活性ガスが供給されているときに、前記処理室内の圧力よりも前記光源室内の圧力が高くなるように前記ガス供給部を制御する処理を含む、基板処理装置。
  2. 前記光源室内の空間は、前記基板の前記表面に直交する方向における高さが相対的に小さい偏平空間を呈しており、
    前記ガス供給部によって前記光源室内に供給される不活性ガスは、前記基板の前記表面に沿う方向に流れる、請求項１に記載の装置。
  3. 基板の処理が行われるように構成された処理室と、
    前記基板の表面に真空紫外光を照射するように構成された光源を含む光源室と、
    前記光源室内に不活性ガスを供給するように構成されたガス供給部と、
    前記光源室内を不活性ガス雰囲気に維持するように前記ガス供給部を制御する処理を実行する制御部とを備え、
    前記光源室内の空間は、前記基板の前記表面に直交する方向における高さが相対的に小さい偏平空間を呈しており、
    前記ガス供給部によって前記光源室内に供給される不活性ガスは、前記基板の前記表面に沿う方向に流れる、基板処理装置。
  4. 前記処理室から気体を排気するように構成された排気部をさらに備え、
    前記ガス供給部を制御する処理は、少なくとも前記排気部が停止しているときに、前記光源室内に不活性ガスを供給するように前記ガス供給部及び前記排気部を制御する処理を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記ガス供給部を制御する処理は、少なくとも前記処理室が大気開放されているときに、前記光源室内に不活性ガスを供給するように前記ガス供給部を制御する処理を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記ガス供給部を制御する処理は、前記光源室内及び前記処理室内にそれぞれ不活性ガスを供給するように前記ガス供給部を制御する処理を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記光源室は、前記光源と前記基板との間に位置するように前記光源室内に配置されたシャッタ部材を含み、
    前記シャッタ部材は、前記光源からの真空紫外光を前記基板に到達させない閉位置と、前記光源からの真空紫外光を前記基板へと通過させる開位置との間で移動可能に構成されており、
    前記制御部は、処理室内の酸素濃度が目標値以下になったときに前記シャッタ部材を前記開位置とするように前記シャッタ部材を制御する処理を実行する、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。
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