KR100540519B1 - 처리 장치 및 처리 방법 - Google Patents

Abstract

처리실에 배치된 피처리물에 대해 전자선 처리를 포함하는 복수의 종류의 처리를 행할 수 있는 처리 장치, 및 이러한 처리 장치를 사용하여 소정의 처리를 유리하게 실시할 수 있는 처리 방법을 제공한다.

처리 장치는, 지지 부재가 설치된 처리실과, 해당 처리실에 설치된, 상기 지지 부재에 의해 지지된 피처리물을 향해 전자선을 방출하는 전자선원과, 상기 처리실에 설치된, 전자선을 받아 자외선을 방출하는 발광 가스를 공급하는 발광 가스 공급 기구를 구비하여 이루어진다. 또, 처리실에 해당 처리실을 감압하는 감압 기구, 및 프로세스 가스를 공급하는 프로세스 가스 공급 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 처리 방법은, 이러한 처리 장치를 사용하여, 처리실 내의 압력을 조정함으로써, 전자선 처리, 자외선 처리 및 프로세스 가스에 의한 특정 처리가 각각 개별적으로 또는 동시에 행해진다.

Description

처리 장치 및 처리 방법{A processing apparatus and A processing method}

도 1은 본 발명의 처리 장치의 구성의 일례를 나타낸 설명용 단면도,

도 2는 발광 가스로서 크세논 가스를 사용한 경우에서의 처리실의 압력과, 처리실의 전자선량 및 자외선량의 관계를 나타낸 특성 곡선도,

도 3은 발광 가스로서 아르곤 가스를 사용한 경우에서의 처리실의 압력과, 처리실의 전자선량 및 자외선량의 관계를 나타낸 특성 곡선도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 … 처리 장치 11 …시료대(지지 부재)

12 … 처리실 121, 122 … 측벽

15 … 피처리물 161 … 발광 가스 공급구

162 … 발광 가스 공급로 163 … 유량 조정 기구

171 … 프로세스 가스 공급구 172 … 프로세스 가스 공급로

173 … 유량 조정 기구 181 … 배기구

182 … 배기로 183 … 감압 조정 기구

191 … 전자선량 검지 수단 192 … 자외선량 검지 수단

20 … 전자 빔 관 21 … 진공 용기

22 … 뚜껑 부재 24 … 전자 빔 출사 창

25 … 전자 빔 발생기 30 … 제어 수단

본 발명은, 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전자선원으로부터 방출되는 전자선을 이용하여 피처리물의 처리를 행하는 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.

현재, 금속, 유리, 반도체 웨이퍼, 기타 재료로 이루어지는 피처리물에 대해, 예를 들면 피처리물의 표면에 부착한 유기 오염 물질을 제거하는 세정 처리나, 피처리물의 표면에 산화막을 형성하는 산화막 형성 처리, 또는 에칭 처리를 행하는 방법으로서, 예를 들면 전자선 처리, 자외선 처리, 프로세스 가스에 의한 특정 처리 등 여러 가지 처리 방법이 알려져 있다.

그런데, 하나의 피처리물에 대해 복수의 처리가 필요한 경우도 적지 않으며, 피처리물에 대해 복수의 처리를 행하는 경우에는, 예를 들면 광원의 종류, 처리실의 분위기 등의 처리 조건이 다른 복수의 처리 장치에 의해 각각의 처리가 개별적으로 행해지므로, 실시해야 할 각 처리마다 피처리물을 이동시킬 필요가 있어, 단순히 그 이동 작업이 번잡해질 뿐만 아니라, 이동 작업에 의해 피처리물이 오염되거나 처리 효과가 감쇄될 위험이 있다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 처리실에 배치된 피처리물에 대해, 전자선 처리를 포함하는 복수의 종류의 처리를 행할 수 있는 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이러한 처리 장치를 사용하여, 피처리물에 대해, 소정의 처리를 유리하게 실시할 수 있는 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 처리 장치는, 피처리물을 지지하는 지지 부재가 설치된 처리실과, 해당 처리실에 설치된, 상기 지지 부재에 의해 지지된 피처리물을 향해 전자선을 방출하는 전자선(電子線源)과, 상기 처리실에 설치된, 전자선을 받아 자외선을 방출하는 발광 가스를 공급하는 발광 가스 공급 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 처리 장치에 있어서는, 발광 가스는, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 및 질소 가스 중으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

상기 처리 장치에 있어서는, 처리실에 해당 처리실을 감압하는 감압 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 처리 장치에 있어서는, 처리실 내의 자외선량 및/또는 전자선량을 검출하는 검출 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 처리 장치에 있어서는, 처리실에 프로세스 가스를 공급하는 프로세스 가스 공급 기구가 설치된 구성으로 할 수 있고, 프로세스 가스는, 세정용 가스, 에칭용 가스 또는 막형성용 가스로부터 선택된 1종인 것이 바람직하다.

본 발명의 처리 방법은, 전자선원이 설치된 처리실을 구비한 처리 장치를 사용하여, 피처리물이 배치된 처리실에 발광 가스를 공급하고, 전자선원으로부터의 전자선을 받은 발광 가스로부터 자외선을 발생시켜, 해당 자외선에 의해 상기 피처리물의 자외선 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 처리 방법은, 전자선원이 설치된 처리실을 구비한 처리 장치를 사용하여, 피처리물이 배치된 처리실에 프로세스 가스를 공급하고, 전자선원으로부터의 전자선을 받은 프로세스 가스에 의해, 상기 피처리물의 특정 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 처리 방법은, 전자선원이 설치된 처리실을 구비한 처리 장치를 사용하여, 피처리물이 배치된 처리실에 발광 가스 및 프로세스 가스를 공급하고, 전자선원으로부터의 전자선을 받은 발광 가스로부터 발생하는 자외선에 의한 상기 피처리물의 자외선 처리와, 전자선원으로부터의 전자선을 받은 프로세스 가스에 의한 상기 피처리물의 특정 처리를 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 처리 방법은, 전자선원이 설치된 처리실을 구비한 처리 장치를 사용하여, 전자선원을 작동시킴과 동시에, 피처리물이 배치된 처리실에 발광 가스 및/또는 프로세스 가스를 공급하여, 처리실의 압력을 조정함으로써, 상기 피처리물의 전자선 처리와, 전자선원으로부터의 전자선을 받은 발광 가스로부터 발생하는 자외선에 의한 상기 피처리물의 자외선 처리 및/또는 전자선원으로부터의 전자선을 받은 프로세스 가스에 의한 상기 피처리물의 특정 처리를 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.

(작용)

본 발명의 처리 장치에 의하면, 처리실에 공급된 발광 가스가 전자선을 받아 자외선을 방출하고, 해당 자외선이 처리실에 배치된 피처리물에 직접 조사되므로, 목적으로 하는 자외선 처리를 높은 효율로 실시할 수 있다.

처리실에 감압 기구가 설치되어 있는 구성에서는, 처리실을 감압 상태로 함으로써, 전자선원으로부터 방출되는 전자선을 충분히 비상시킬 수 있으므로, 피처리물에 대해 전자선 처리를 높은 효율로 실시할 수 있다.

또, 감압 기구 등에 의해 처리실의 압력을 조정함으로써, 전자선량 및 자외선량을 조정할 수 있으므로, 동일 처리실에서, 피처리물을 이동시키지 않고, 자외선 처리와 전자선 처리를 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있다.

또, 처리실에 자외선 및/또는 전자선량을 검출하는 검출 수단이 설치되어 있는 구성에서는, 처리실 내의 자외선량 및/또는 전자선량을 측정함으로써, 처리실 내의 압력 및/또는 전자선원으로의 공급 전류를 제어할 수 있고, 이에 의해 목적으로 하는 처리를 확실하게 행할 수 있다.

본 발명의 처리 방법에 의하면, 상기 처리 장치를 사용함으로써, 피처리물에 대해 전자선 처리, 자외선 처리 및 프로세스 가스에 의한 특정 처리를 각각 개별적으로 또는 동시에, 게다가 높은 효율로 실시할 수 있다.

또, 피처리물에 대해 복수의 종류의 처리를 행하는 경우에는, 피처리물을 이동시키지 않고, 각각의 처리를 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있으므로, 처리 시간을 단축할 수 있고, 또한 유리한 처리 결과를 얻을 수 있다.

(발명의 실시형태)

도 1은 본 발명의 처리 장치의 구성의 일례를 나타낸 설명용 단면도이다.

이 처리 장치(10)는, 기밀하게 구성된 처리실(12)을 갖고, 이 처리실(12)의 하부에는, 그 상면에서 처리되어야 할 피처리물(15)을 지지하는 지지 부재인 시료대(11)가 설치되어 있음과 동시에, 그 상부에는 피처리물(15)과 대향하도록, 예를 들면 전자선 출사 창(24)을 갖는 전자 빔 관(20)으로 이루어지는 전자선원이 설치되어 있다.

처리실(12)의 한쪽 측벽(121)에는 발광 가스 공급구(161)가 형성되어 있으며, 이 발광 가스 공급구(161)에는, 전자선을 받으면 자외선을 방출하는 발광 가스를, 전자 빔 관(20)의 하측 공간(이하, 「반응 공간」이라고도 한다)에 공급하기 위한 발광 가스 공급 기구가 설치되어 있다.

이 발광 가스 공급 기구는, 발광 가스 공급구(161)에 접속된 발광 가스 공급로(162)와, 이 발광 가스 공급로(162)에 접속된, 처리실(12)의 외부에서의 발광 가스 공급원(도시 생략)과, 발광 가스 공급로(162)에 설치된, 발광 가스의 공급량을 조정하는 유량 조정 기구(163)에 의해 구성되어 있다.

발광 가스는, 전자선을 받아 자외선을 방출하는 것이면 제한되지 않으며, 예를 들면 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 또는 질소 가스 중에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있으며, 헬륨 가스 또는 네온 가스를 사용한 경우에는, 파장 100nm 이하의 자외선이 얻어진다.

또, 처리실(12)의 다른쪽 측벽(122)에는 프로세스 가스 공급구(171)가 형성되어 있으며, 이 프로세스 가스 공급구(171)에는 반응 공간에 프로세스 가스를 공급하기 위한 프로세스 가스 공급 기구가 설치되어 있다.

이 프로세스 가스 공급 기구는, 프로세스 가스 공급구(171)에 접속된 프로세스 가스 공급로(172)와, 이 프로세스 가스 공급로(172)에 접속된, 처리실(12)의 외부에서의 프로세스 가스 공급원(도시 생략)과, 프로세스 가스 공급로(172)에 설치된, 프로세스 가스의 공급량을 조정하는 유량 조정 기구(173)에 의해 구성되어 있다.

여기서 「프로세스 가스」란, 전자선을 받아 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하는 것이며, 이 활성종에 의해 피처리물(15)이 예를 들면 세정 처리, 에칭 처리, 막형성 처리 등의 특정 처리를 받는 가스를 말하며, 여기서 「특정 처리」에는 전자선 처리 및 자외선 처리 이외의 처리가 포함된다.

프로세스 가스는, 목적으로 하는 특정 처리의 종류에 따라 선택되며, 예를 들면 세정용 가스, 에칭용 가스, 또는 막형성용 가스로부터 선택된 1종을 사용할 수 있다.

세정용 가스의 구체예로는, 예를 들면 질소 가스, 수소 가스 등을 들 수 있다.

에칭용 가스의 구체예로는, 예를 들면 염소, 불소, 브롬 및 이들의 화합물을 포함하는 할로겐 가스, CF₄, CHF₃, CCl₄, CHCl₃ 등을 들 수 있다.

막형성용 가스의 구체예로는, 디클로로실란 및 암모니아 가스, SiH₄, SiH₂C₁₂, SiC₁₄ 등을 들 수 있다.

또한, 이 처리 장치(10)에서는, 처리실(12)의 한쪽 측벽(121)에서의, 피처리물(15)이 지지되는 높이 위치보다 하측 위치에, 배기구(181)가 형성되어 있으며, 이 배기구(181)에는 감압 기구가 설치되어 있다.

이 감압 기구는, 배기구(181)에 접속된 배기로(182)와, 이 배기로(182)에 접속된, 처리실(12)의 외부에서의 감압 수단(도시 생략)과, 배기로(182)에 설치된 감압 조정 기구(183)에 의해 구성되어 있다.

이 처리 장치(10)에서의 처리실(12)의 상부에는, 전자선량을 검출하는 전자선량 검지 수단(191) 및 자외선량을 검출하는 자외선량 검지 수단(192)이 설치되어 있으며, 이들 검지 수단(191, 192)으로부터의 전자선량 및 자외선량의 데이터 신호가 제어 수단(30)에 공급된다.

이러한 검지 수단(191, 192)으로는, 예를 들면 실리콘 포토다이오드로 이루어지는 신틸레이터 등을 사용할 수 있으며, 이들 신틸레이터에 의해 전자선량 및 자외선량을 개별적으로 검출할 수 있다.

전자선원을 구성하는 전자 빔 관(20)은, 예를 들면 전방측(도면에서 하측)의 개구를 덮는 뚜껑 부재(22)가 설치된 진공 용기(21)와, 이 진공 용기(21)의 내부에 설치된 전자 빔 발생기(25)로 구성되어 있으며, 진공 용기(21)에서의 뚜껑 부재(22)에 형성된, 전자 빔 발생기(25)로부터의 전자 빔이 통과하는 전자 빔 출사 창(24)이 처리실(12)의 반응 공간에 면한 상태로 배치되어 있다.

이상의 구성의 전자 빔 발생기(25)를 구비한 전자 빔 관(20)에 있어서는, 전류가 공급됨으로써 열 전자가 발생하여, 이 열 전자가 전계 형성 전극(도시 생략)의 작용에 의해, 전방을 향해 인출됨으로써 전자 빔으로서 방출되고, 이것이 진공 용기(21)의 전자 빔 출사 창(24)으로부터 출사된다.

상기와 같은 처리 장치에 의해, 피처리물(15)에 대해 이하와 같이 복수의 처리가 행해진다.

(1) 전자선 처리

감압 기구를 작동시켜 처리실(12) 내를 일정한 감압 상태로 하고, 이 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시키면, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선이 비상하여 피처리물(15)에 직접적으로 조사되므로, 이에 의해 피처리물(15)에 대해 전자선 처리가 행해진다. 그리고, 처리실(12) 내가 감압 상태가 됨으로써, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선이 충분한 강도로 피처리물(15)에 조사되므로, 높은 처리 효율이 얻어진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 처리실(12) 내의 압력을 13.3Pa, 전자 빔 관(20)의 가속 전압을 50kV로 한 조건에서, 피처리물(15)에 대한 단위 시간당 전자선 조사량을 10μC/(㎠·sec)으로 할 수 있으며, 예를 들면 직경 150mm의 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상에 도포된 두께 10㎛의 레지스트막에 대해 40sec의 처리 시간으로 목적으로 하는 전자선 처리를 행할 수 있다.

(2) 자외선 처리

발광 가스 공급 기구에 의해 발광 가스를 공급함과 동시에, 유량 조정 기구(163)에 의해 처리실(12)을 일정 압력의 발광 가스 분위기로 하고, 이 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시키면, 반응 공간에서, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선을 받은 발광 가스가 여기하여 자외선을 방출하므로, 이 자외선에 의해 피처리물(15)에 대해 자외선 처리가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 발광 가스를 크세논 가스, 처리실(12)의 압력을 46.6kPa, 전자 빔 관(20)의 가속 전압을 50kV로 한 조건에서, 피처리물(15)에 대한 단위 시간당 자외선량을 0.5mW/((㎠·sec)으로 할 수 있으며, 예를 들면 직경 150mm인 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상의 두께 1㎛의 자외선 레지스트막에 대해 자외선 처리를 행할 수 있다.

(3) 특정 처리

프로세스 가스 공급 기구에 의해 프로세스 가스를 공급함과 동시에, 유량 조정 기구(173)에 의해 처리실(12) 내를 일정 압력의 프로세스 가스 분위기로 하고, 이 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시키면, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선을 받은 프로세스 가스가 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하므로, 이 생성종에 의해 피처리물(15)에 대해 특정 처리가 행해진다.

구체적으로는, 예를 들면 프로세스 가스로서, 불소, 브롬, 또는 염소 등의 할로겐 화합물을 포함하는 에칭용 가스를 사용한 경우에는, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선을 받아 할로겐 화합물이 할로겐의 이온 또는 할로겐 화합물의 이온을 발생시키므로, 이들 활성종에 의해 예를 들면 실리콘 웨이퍼의 에칭 처리가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 처리실(12) 내의 압력을 27Pa, 전자 빔 관(20)의 가속 전압을 50kV로 한 조 건에서, 예를 들면 직경 150mm인 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상의 두께 0.1㎛의 Si막에 대해 에칭 처리를 행할 수 있다.

또, 예를 들면 프로세스 가스로서 막형성용 가스를 사용한 경우에는, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선을 받아 막형성용 가스가 전리(電離)하여 활성종을 생성하므로, 이에 의해 피처리물(15)에 대해 막형성 처리가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 프로세스 가스를 디클로로실란 및 암모니아 가스, 처리실(12) 내의 압력을 66Pa, 전자 빔 관의 가속 전압을 50kV로 한 조건에서, 1400sec의 처리 시간으로, 예를 들면 실리콘 웨이퍼의 표면에 두께 0.2㎛의 질화실리콘(Si₃N₄)으로 이루어지는 막을 형성할 수 있다.

(4) 자외선 처리 및 특정 처리를 동시에 행하는 병행 처리

발광 가스 공급 기구에 의해 발광 가스를 공급함과 동시에, 프로세스 가스 공급 기구에 의해 프로세스 가스를 공급하여, 처리실(12)을 일정 압력의 가스 분위기로 하고, 이 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시키면, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선의 일부를 받은 발광 가스가 여기하여 자외선을 방출함과 동시에, 전자선의 다른 일부를 받은 프로세스 가스가 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하므로, 피처리물(15)에 대해 자외선에 의한 자외선 처리와 활성종에 의한 특정 처리를 동시에 행하는 병행 처리가 행해진다.

구체적으로는, 예를 들면 발광 가스로서 아르곤 가스를 사용하고, 프로세스 가스로서 산소 가스를 사용한 경우에는, 아르곤 가스가 전자선에 의해 여기하여 자외선을 방출하므로, 이 자외선의 일부에 의해 자외선 처리가 행해짐과 동시에, 자외선의 다른 일부가 산소 가스의 일부와 반응하여 오존을 생성하므로, 이 오존에 의해 세정 처리(특정 처리)가 행해진다. 한편, 산소 가스의 다른 일부는 전자선을 받아 오존을 생성하므로, 이 오존에 의해서도 피처리물(15)에 대해 세정 처리(특정 처리)가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 아르곤 가스의 압력을 53.2kPa, 산소 가스의 압력을 133Pa, 전자 빔 관의 가압 전압을 50kV로 한 조건에서, 예를 들면 직경 150mm인 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상의 유기 오염 물질에 대해 50sec의 처리 시간으로 자외선 처리와 세정 처리(특정 처리)를 동시에 행하는 병행 처리를 행할 수 있다.

(5) 자외선 처리 또는 특정 처리와, 전자선 처리를 동시에 행하는 동시 처리

발광 가스 공급 기구에 의해 발광 가스를 공급하고, 필요에 따라 감압 기구를 작동시켜 처리실(12) 내의 발광 가스의 압력을 조정하여, 처리실(12) 내를 일정 압력의 발광 가스 분위기로 한 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시킴으로써, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선의 일부가 피처리물(15)에 조사되는 조건을 실현할 수 있다.

즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 처리실(12) 내의 크세논 가스(발광 가스)가 저압 상태, 예를 들면 0.53kPa 이하에서는 전자선만이 조사되고, 자외선의 조사량은 실질상 제로이나, 전자 빔 관(20)을 작동시킨 채의 상태에서 처리실(12) 내의 크세 논 가스(발광 가스)의 압력을 저압 상태에서 점차 높게 해 가면, 피처리물(15)에 대한 전자선량은 곡선 A로 나타낸 바와 같이 0.53kPa를 초과하면 점차 감소해 가, 10kPa 부근에 달하면 급격하게 감소하여, 46kPa에서 실질상 제로가 되는 것에 비해, 피처리물(15)에 대한 자외선량은 곡선 B로 나타낸 바와 같이 0.53kPa를 초과하면 크게 증가해 간다. 이것은, 크세논 가스에 의해 전자선이 흡수되어 자외선이 방출되기 때문이다. 그리고, 처리실(12) 내의 크세논 가스의 압력이 46kPa를 초과하면, 자외선만이 조사된다. 여기서 자외선량 및 전자선량은 각각 피크값에 대한 상대값으로 나타나 있다.

또, 도 3은 발광 가스로서 아르곤 가스를 사용한 경우에서의 도 2와 동일한 곡선도이며, 이 경우에는 처리실(12) 내의 아르곤 가스의 압력이 예를 들면 1 ∼ 80kPa에서 전자선 및 자외선 양쪽이 얻어지는 압력 상태가 된다.

이상과 같이, 처리실(12) 내의 발광 가스의 압력을 조정함으로써, 전자선 및 자외선 중 어느 한쪽이 얻어지는 압력 상태, 또는 전자선 및 자외선 양쪽이 얻어지는 압력 상태를 실현할 수 있다. 따라서, 처리실(12) 내를 전자선 및 자외선 양쪽이 얻어지는 압력 상태를 형성함으로써, 피처리물(15)에 대해 전자선에 의한 전자선 처리와 자외선에 의한 자외선 처리를 동시에 행할 수 있어, 동시 처리가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm, 발광 가스를 크세논 가스, 처리실(12) 내의 압력을 13.3kPa, 전자 빔 관(20)의 가속 전압을 50kV로 한 조건에서, 피처리물(15)에 대한 단위 시간당 전자선 조사량을 5μC/(㎠·sec), 단위 시간당 자외선 조사량을 5μW/(㎠·sec)1으로 할 수 있으며, 예를 들면 직경 150mm인 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상의 두께 10㎛의 레지스트막에 대해 1600sec의 처리 시간으로 자외선 처리와 전자선 처리가 동시에 행해지는 동시 처리를 행할 수 있다.

이러한 처리 방법에 의하면, 동일한 처리실(12)에서 자외선 처리에 의해 피처리물(15)의 표층 부분을 처리할 수 있음과 동시에, 전자선은 피처리물(15)의 내부에 침입하므로, 큰 처리 깊이로 피처리물(15)을 처리할 수 있으므로, 소정 처리를 높은 처리 효율로 행할 수 있다.

또, 처리실(12) 내의 자외선량 및 전자선량을 검지 수단(19)에 의해 측정함으로써, 예를 들면 전자선의 강도, 가스의 압력을 조정하여 처리실(12) 내의 자외선량 및 전자선량을 정확하게 제어할 수 있으므로, 자외선 처리 및 전자선 처리의 정도를 조정할 수 있다.

또, 발광 가스를 대신하여 프로세스 가스를 사용한 경우에도, 동일하게 피처리물(15)에 대해 특정 처리와 전자선 처리와 동시에 행하는 동시 처리가 행해진다.

(6) 다른 처리의 연속 처리

상기 (1) ∼ (5)의 처리는, 피처리물(15)을 이동시키지 않고, 공통의 처리실(12)에서 연속적으로 행할 수 있다. 이하에, 예를 들면 전자선 처리에 의한 1차 처리를 행한 후, 자외선 처리 및 특정 처리의 병행 처리에 의한 2차 처리를 연속적으로 행하는 경우에 대해 설명한다.

감압 수단을 작동시켜 처리실(12) 내를 일정한 감압 상태로 하고, 이 상태에 서 전자 빔 관(20)을 작동시킴으로써, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선이 비상하여 피처리물(15)에 조사되고, 이에 의해 피처리물(15)에 대해 전자선 처리에 의한 1차 처리가 행해진다.

그 후, 발광 가스 공급 기구에 의해 발광 가스의 공급을 개시함과 동시에, 프로세스 가스 공급 기구에 의해 프로세스 가스의 공급을 개시하여 처리실(12)을 일정한 압력의 가스 분위기로 하고, 이 상태에서 전자 빔 관(20)을 작동시키면, 전자 빔 관(20)으로부터의 전자선의 일부를 받은 발광 가스가 여기하여 자외선을 방출함과 동시에, 전자선의 다른 일부를 받은 프로세스 가스가 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하므로, 피처리물(15)에 대해 자외선에 의한 자외선 처리와 활성종에 의한 특정 처리를 동시에 행하는 병행 처리가 행해진다.

구체적으로는, 예를 들면 발광 가스로서 아르곤 가스, 프로세스 가스로서 산소 가스를 사용한 경우에는, 아르곤 가스로부터 방출되는 자외선의 일부에 의해 자외선 처리가 행해짐과 동시에, 자외선의 다른 일부가 산소 가스의 일부와 반응하여 오존을 생성하므로, 이 오존에 의해 세정 처리(특정 처리)가 행해진다. 한편, 산소 가스의 다른 일부는 전자선을 받아 오존을 생성하므로, 이 오존에 의해서도 피처리물(15)에 대해 세정 처리(특정 처리)가 행해진다.

예를 들면, 전자 빔 관(20)의 출사 창(24)과 피처리물(15)의 이간 거리를 60mm,전자 빔 관(20)의 가속 전압을 50kV로 한 상태에서, 1차 처리에서의 처리실(12) 내의 압력을 13.3Pa로 하고, 2차 처리에서의 아르곤 가스의 압력을 53.2kPa, 산소 가스의 압력을 133Pa로 함으로써, 예를 들면 직경 150mm인 원판형상의 실리콘 웨이퍼 상의 두께 10㎛의 막에 대해, 전자선 처리에 의한 1차 처리와, 자외선 처리 및 세정 처리(특정 처리)의 병행 처리에 의한 2차 처리를 연속적으로 행할 수 있다.

이러한 처리 방법에 의하면, 전자선 처리에 의한 1차 처리에 의해, 큰 처리 깊이로 피처리물(15)의 처리를 행할 수 있음과 동시에, 동일 처리실(12)에서 오존 처리 및 자외선 처리에 의한 2차 처리를 연속적으로 행할 수 있고, 따라서 피처리물(15)을 이동시킬 필요가 없어, 소정 처리를 높은 처리 효율로 행할 수 있다.

피처리물(15)에 대해 연속 처리를 행하는 경우에 있어서는, 처리의 종류(조합), 처리 수, 및 처리의 순서는 특별히 제한되는 것은 아니며, 적절하게 선택할 수 있다.

이상과 같이, 상기와 같은 처리 장치(10)에 의하면, 전자 빔 관(20), 발광 가스 공급 기구, 프로세스 가스 공급 기구 및 감압 기구를 구비하고 있으므로, 피처리물(15)을 이동시키지 않고 동일 처리실(12)에서 복수의 처리를 행할 수 있다. 즉, 발광 가스 공급 기구, 프로세스 가스 공급 기구 및 감압 기구에 의해 처리실(12) 내의 압력을 조정함으로써, 원하는 압력 상태, 예를 들면 전자선 및 자외선 중 어느 한쪽이 얻어지는 압력 상태 또는 전자선 및 자외선 양쪽이 얻어지는 압력 상태를 얻을 수 있으므로, 전자선 처리, 자외선 처리 및 프로세스 가스에 의한 특정 처리를 각각 개별적으로 또는 동시에 실행할 수 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명했으나, 본 발명은 상기의 예 에 한정되는 것은 아니며, 각 부의 구체적 구성에 대해서는 여러 가지 변경을 가하는 것이 가능하다.

(1) 피처리물을 지지하는 지지 부재는, 피처리물에 따라 적절한 구성으로 할 수 있으며, 또한 회전 기구, 가열 기구, 또는 승강 기구 등이 설치되어 있어도 된다. 또, 처리실 자체를 가열하는 가열 기구를 설치할 수도 있다.

(2) 전자선원은, 전자선을 방출하는 것이면, 전자 빔 관에 한정되는 것은 아니다.

(3) 자외선량 검지 수단 및 전자선량 검지 수단이 함께 설치되어 있을 필요는 없으며, 피처리물에 대해 행해지는 처리에 따라서는, 어느 한쪽의 검지 수단만이 설치된 구성이어도 된다.

본 발명의 처리 장치에 의하면, 처리실에 공급된 발광 가스가 전자선을 받아 자외선을 방출하고, 해당 자외선이 처리실에 배치된 피처리물에 직접적으로 조사되므로, 목적으로 하는 자외선 처리를 높은 효율로 실시할 수 있다.

처리실에 감압 기구가 설치되어 있는 구성에서는, 처리실을 감압 상태로 함으로써 전자선원으로부터 방출되는 전자선을 충분히 비상시킬 수 있으므로, 피처리물의 전자선 처리를 높은 효율로 실시할 수 있다.

또, 감압 기구 등에 의해 처리실의 압력을 조정함으로써, 전자선량 및 자외선량을 조정할 수 있으므로, 동일 처리실에서 피처리물을 이동시키지 않고, 자외선 처리와 전자선 처리를 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있다.

또, 처리실의 자외선량 및/또는 전자선량을 검출하는 검출 수단이 설치된 구성에서는, 처리실의 자외선량 및/또는 전자선량을 측정함으로써, 처리실의 압력 및/또는 전자선원으로의 공급 전류를 제어할 수 있고, 이에 의해 목적으로 하는 처리를 확실하게 행할 수 있다.

본 발명의 처리 방법에 의하면, 상기 처리 장치를 사용함으로써 피처리물에 대해, 전자선 처리, 자외선 처리 및 프로세스 가스에 의한 특정 처리를 각각 개별적으로 또는 동시에, 게다가 높은 효율로 실시할 수 있다.

또, 피처리물에 대해 복수의 종류의 처리를 행하는 경우에는, 피처리물을 이동시키지 않고, 각각의 처리를 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있으므로, 처리 시간을 단축할 수 있고, 또한 유리한 처리 결과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 피처리물을 지지하는 지지부재가 설치된 처리실과,

   처리실 내부에 설치되어, 피처리물을 향해 전자선을 방출하는 전자선원과,

   전자선을 받아서 자외선을 방출하는 발광가스를 공급하는 발광가스 공급기구와,

   프로세스가스를 공급하는 프로세스가스 공급기구와,

   처리실을 감압하는 감압기구로 이루어지고, 1개의 처리실에서

   A :자외선처리

   B : 특정처리

   C : 자외선처리와 특정처리

   D : 전자선처리와 자외선처리

   E : 전자선처리와 특정처리

   F : 전자선처리와 자외선처리와 특정처리

   를 선택하여 처리하며,

   상기 전자선처리는, 감압기구를 작동시켜서 처리실내를 특정 감압상태로 하고, 이 상태에서 전자선원으로부터의 전자를 피처리물에 직접적으로 조사하여 피처리물을 처리하는 것이고,

   상기 자외선처리는, 처리실내를 특정 압력의 발광가스분위기로 하고, 이 상태에서 전자선원을 동작시켜, 전자선을 받은 발광가스가 여기하여 자외선을 방사하고, 이 자외선에 의해 피처리물을 처리하는 것이며,

   상기 특정처리는, 처리실내를 특정 압력의 프로세스가스분위기로 하고, 이 상태에서 전자선원을 작동시켜, 전자선을 받은 프로세스가스가 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하고, 이 활성종에 의해 피처리물을 처리하는 것인, 처리 장치.
2. 1개의 처리실내에 전자선원이 설치되어 피처리물을 처리하는 처리 방법에 있어서,

   A :자외선처리

   B : 특정처리

   C : 자외선처리와 특정처리

   D : 전자선처리와 자외선처리

   E : 전자선처리와 특정처리

   F : 전자선처리와 자외선처리와 특정처리

   를 선택하여 처리하며,

   상기 전자선처리는, 처리실내를 특정 감압상태로 하고, 이 상태에서 전자선원으로부터의 전자를 피처리물에 직접적으로 조사하여 피처리물을 처리하는 것으로 이루어지고,

   상기 자외선처리는, 처리실내를 특정 압력의 발광가스분위기로 하고, 이 상태에서 전자선원을 동작시켜, 전자선을 받은 발광가스가 여기하여 자외선을 방사하고, 이 자외선에 의해 피처리물을 처리하는 것으로 이루어지며,

   상기 특정처리는, 처리실내를 특정 압력의 프로세스가스분위기로 하고, 이 상태에서 전자선원을 작동시켜, 전자선을 받은 프로세스가스가 활성화 또는 분해되어 활성종을 생성하고, 이 활성종에 의해 피처리물을 처리하는 것으로 이루어진, 처리 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images