WO2011125394A1 - 真空処理装置及び基板処理方法及び低誘電率膜作製装置 - Google Patents

真空処理装置及び基板処理方法及び低誘電率膜作製装置 Download PDF

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dielectric constant
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processing apparatus
low dielectric
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剛 加賀美
高博 中山
正明 平川
貴久 山崎
一誠 東條
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株式会社アルバック
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    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum processing apparatus and a substrate processing method for performing processing in a vacuum processing chamber.
  • the present invention also relates to a low dielectric constant film production apparatus for producing a low dielectric constant film using a vacuum processing apparatus.
  • an interlayer insulating film material (low dielectric constant material: Low-k material) is applied to a substrate in a liquid state by a spin coater, and the substrate is heated and applied to the low dielectric constant material.
  • a low dielectric constant film having sufficient mechanical strength is produced on a substrate by irradiating with ultraviolet rays (UV) and cured (cured) (see, for example, Patent Document 1).
  • a low dielectric constant film with sufficient mechanical strength is obtained by depositing a low dielectric constant film on the substrate using a CVD device, heating the substrate, and curing (curing) the deposited low dielectric constant film by irradiating ultraviolet rays (UV). It is known to produce a rate film on a substrate (see, for example, Patent Document 2).
  • a process of heating the substrate and irradiating the low dielectric constant material (low dielectric constant film) with ultraviolet rays (UV) is performed.
  • This step is performed by a vacuum processing apparatus having a mechanism for heating the substrate and a mechanism for irradiating ultraviolet rays (UV).
  • a vacuum processing apparatus that cures (cures) a low dielectric constant film includes a heating unit that heats a substrate and an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays (UV) in a processing chamber.
  • the heating means a plate for directly heating the substrate and a heater for raising the temperature in the processing chamber are used.
  • the ultraviolet irradiation means is installed outside the processing chamber, and an ultraviolet transmission window (quartz window) is fixed to the opening of the ceiling with respect to the metal processing chamber, and ultraviolet rays (UV) are transmitted from the quartz window to the substrate in the processing chamber. Irradiated.
  • the temperature of the plate and the temperature in the processing chamber are uniformly adjusted in advance before the substrate is carried in, and the substrate support member, etc. It is necessary to keep the temperature of the jigs at a constant temperature (preheating). If preheating is performed in the absence of a substrate, the quartz window (fixed to the metal processing chamber) and external UV irradiation means will also be affected by heat, and the quartz window will have a coefficient of thermal expansion. There is a possibility that cracks may occur due to the difference between the two and heat damage to the ultraviolet irradiation means.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and in the process of heating the substrate and applying energy from the energy source, the necessary preheating is performed without the influence of heat on the window member of the processing chamber and the energy source.
  • An object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus that can perform the above process.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and in the process of curing (curing) the low dielectric constant film, the necessary preheating is performed without the influence of heat on the ultraviolet transmitting portion and the ultraviolet irradiation means. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method capable of performing the following.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and in the process of curing (curing) a low dielectric constant film, a vacuum process capable of performing the necessary preheating without the influence of heat on the processing chamber and the energy source.
  • An object of the present invention is to provide a low dielectric constant film manufacturing apparatus provided with the apparatus.
  • a vacuum processing apparatus includes a processing chamber in which a substrate is disposed and the inside is set to a predetermined vacuum state, and a surface of the substrate provided outside the processing chamber.
  • An energy source that provides energy to the substrate, a window member that constitutes a part of the processing chamber and transmits energy from the energy source to the inside of the processing chamber, and an interior of the processing chamber that is provided in the processing chamber and
  • a heat source that maintains the substrate at a predetermined temperature distribution by heating the substrate, and a blocking member that is provided inside the processing chamber so as to face the window member and blocks heat from the heat source.
  • a vacuum processing apparatus is the vacuum processing apparatus according to the first aspect, wherein the energy source is an ultraviolet irradiation means, and the window member is a quartz quartz window that transmits ultraviolet rays.
  • the blocking member is provided at a facing portion of the quartz window to block heat from the heat source to at least the quartz window.
  • a vacuum processing apparatus is the vacuum processing apparatus according to the second aspect, wherein the processing chamber is a cylindrical processing chamber, and the quartz window is a ceiling member above the processing chamber.
  • the ultraviolet irradiation means is provided above the quartz window, a substrate support member for supporting the substrate is provided in the processing chamber, the heat source is provided below the substrate support member,
  • the blocking member is formed in a disk shape and is provided on an upper portion of the substrate support member.
  • the influence of the heat from the heat source to the ultraviolet irradiation means through the quartz window or the quartz window can be blocked by the blocking member, and the quartz window and the ultraviolet ray in the processing chamber are used in the process of heating the substrate and irradiating the ultraviolet ray. Necessary preheating can be performed without the influence of heat on the irradiation means.
  • the quartz window for example, a rectangular shape or a disk shape is applied.
  • the vacuum processing apparatus of the present invention is the vacuum processing apparatus according to claim 3, wherein the heat source is a lamp heating means and is provided below the substrate support member.
  • the substrate since the substrate is heated by raising the temperature inside the processing chamber using the lamp heating means, the substrate can be heated without bringing the heating means into contact with the substrate.
  • the vacuum processing apparatus of the present invention according to claim 5 is the vacuum processing apparatus according to claim 4, wherein the blocking member is formed with a circular opening at the center, and mainly the peripheral portion of the quartz window. It is characterized by the fact that the heat to is cut off.
  • the vacuum processing apparatus of the present invention according to claim 6 is the vacuum processing apparatus according to claim 4, wherein the blocking member is formed with a plurality of small holes to maintain the temperature inside the processing chamber. The heat is cut off.
  • the temperature in the processing chamber can be controlled, and the influence of heat on the quartz window and the ultraviolet irradiation means in the processing chamber can be eliminated.
  • the vacuum processing apparatus of the present invention is the vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a low dielectric constant film composition is formed on the substrate,
  • the low dielectric constant film composition is cured as a low dielectric constant film by being irradiated with energy from an energy source and heated by the heat source.
  • the low dielectric constant film composition when the low dielectric constant film composition is cured as a low dielectric constant film, it is possible to eliminate the influence of heat on the window member and the energy source in the processing chamber and perform necessary preheating.
  • a vacuum processing method is such that a substrate coated with a low dielectric constant composition is heated, and the low dielectric constant composition is transmitted from the outside of a processing chamber.
  • the substrate processing method of forming a low dielectric constant film on the substrate by being irradiated with ultraviolet rays, except for the time of processing the substrate, the ultraviolet ray irradiation source and the portion of the processing chamber through which the ultraviolet rays are transmitted The method is characterized in that heat when the inside of the processing chamber is heated is cut off.
  • the necessary preheating can be performed without the influence of the heat on the ultraviolet transmitting portion and the ultraviolet irradiation means.
  • a low dielectric constant film manufacturing apparatus is a coating apparatus that applies a low dielectric constant composition to a substrate, and the low dielectric constant composition is applied by the coating apparatus.
  • a vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate is carried in.
  • the low dielectric constant film manufacturing apparatus provided with a vacuum processing apparatus capable of performing necessary preheating without the influence of heat on the processing chamber and the energy source. It can be.
  • the vacuum processing apparatus of the present invention can perform necessary preheating without the influence of heat on the window member of the processing chamber and the energy source in the process of heating the substrate and applying energy from the energy source. .
  • the substrate processing method of the present invention makes it possible to perform the necessary preheating without the influence of heat on the UV transmitting part and the UV irradiation means in the process of curing (curing) the low dielectric constant film.
  • the low dielectric constant film manufacturing apparatus of the present invention can perform necessary preheating without the influence of heat on the processing chamber and the energy source in the process of curing (curing) the low dielectric constant film.
  • FIG. 1 conceptually shows the overall processing flow of a low dielectric constant film manufacturing apparatus equipped with a vacuum processing apparatus of the present invention.
  • a coating liquid 1 of a low dielectric constant material (low-k material) is applied to a substrate 3 by a spin coater 2.
  • the substrate 3 on which the coating liquid 1 is made uniform is baked at a low temperature (for example, 70 ° C. to 150 ° C.).
  • the substrate 3 on which the low dielectric constant material is baked is transported to a single-wafer type vacuum processing apparatus 4 and irradiated with ultraviolet rays (UV) 5 while the substrate 3 is heated to a predetermined temperature (for example, 350 ° C.). Cured. Thereby, a low dielectric constant film having sufficient mechanical strength is produced on the substrate 3.
  • UV ultraviolet rays
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view from the side of the entire vacuum processing apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows an external appearance of a disk-shaped breaker.
  • the vacuum processing apparatus 4 includes a cylindrical metal chamber 11 having an upper surface opened, and an opening 12 is formed in the upper portion of the chamber 11.
  • a disc-shaped quartz window 13 is disposed in the opening 12 of the chamber 11, and the periphery of the quartz window 13 is fixed to the edge of the opening 12 at the top of the chamber 11 via an O-ring 14.
  • a processing chamber 15 is formed by the chamber 11 and the quartz window 13, and the inside of the processing chamber 15 is exhausted to a predetermined vacuum state by a vacuum exhaust system (not shown).
  • a transfer port 10 is provided on the wall surface of the chamber 11, and the substrate 3 is carried in and out via the transfer port 10.
  • the processing chamber 15 is provided with a substrate support 16 which is a substrate support member on which the substrate 3 is placed and supported, and the substrate support 16 is provided to be movable up and down.
  • a holding member 17 is provided on the upper surface of the substrate support 16, and the substrate 3 is regulated and held at a predetermined position by the holding member 17.
  • a lamp heater 18 is provided below the substrate support 16 as a lamp heating means serving as a heat source.
  • the lamp heater 18 heats the inside of the processing chamber 15 and the substrate 3 to maintain the substrate 3 in a predetermined temperature distribution.
  • a reflector 19 is provided in the processing chamber 15 below the substrate support 16, and the substrate support 16, together with the lamp heater 18, is reflected from below the reflector 19 in a state avoiding the carry-in / carry-out path of the substrate 3 from the transfer port 10. Covered with
  • UV ultraviolet
  • UV irradiation device 21 is provided above the quartz window 13, and ultraviolet (UV) 5 is transmitted from the ultraviolet (UV) irradiation device 21 through the quartz window 13 to the substrate 3 on which the low dielectric constant material is baked. (See FIG. 1).
  • a support member 22 is fixed to a plurality of portions of the inner wall of the chamber 11 at the same height above the substrate support base 16, and a disc-shaped block board 23 serving as a block member is placed on the support member 22.
  • the shut-off plate 23 is carried into the processing chamber 15 through the transfer port 10, and when the processing chamber 15 is heated by the lamp heater 18, ) Heat transfer to the irradiation device 21 is blocked by the block board 23.
  • the barrier 23 is made of an inexpensive material having a high heat-resistant temperature, low thermal expansion, low specific gravity, and inexpensive, for example, ceramics such as alumina, SiC, SiN, and metals such as Ti.
  • the substrate 3 on which the low dielectric constant material is baked by the lamp heater 18 is heated to a predetermined temperature (for example, 350 ° C.), and ultraviolet rays (UV) are emitted from the ultraviolet (UV) irradiation device 21 through the quartz window 13.
  • the substrate 3 is irradiated with UV (5) (see FIG. 1).
  • UV rays (UV) 5 see FIG. 1
  • the low dielectric constant material is cured (cured), and a low dielectric constant film having sufficient mechanical strength is formed on the substrate 3.
  • the temperature of the processing chamber 15 Prior to the processing of irradiating the substrate 3 with ultraviolet (UV) 5 (see FIG. 1), the temperature of the processing chamber 15 is raised by the lamp heater 18 and the jig and the processing chamber are preheated to a predetermined temperature. At this time, the blocking plate 23 is placed on the support member 22, and heat transfer to the quartz window 13 and the ultraviolet (UV) irradiation device 21 is blocked by the blocking plate 23. As a result, the quartz window 13 and the ultraviolet (UV) irradiation device 21 are not affected by the heat for heating the processing chamber 15, and the temperature of the atmosphere below the barrier 23 is kept uniform in a required state. be able to.
  • the quartz window 13 and the ultraviolet (UV) irradiation device 21 are not affected by heat, so there is no possibility of overheating, and the periphery of the quartz window 13 in the metal chamber 11 is not affected.
  • the influence of heat on the fixed portion can be reduced, and cracks are prevented from occurring at the periphery of the quartz window 13 due to deformation due to the difference in thermal expansion coefficient.
  • the ultraviolet (UV) irradiation device 21 is not exposed to heat, and thermal damage does not occur.
  • UV (UV) irradiation device 21 Since the ultraviolet (UV) irradiation device 21 is not exposed to heat, it is possible to simplify the heat countermeasures on the ultraviolet (UV) irradiation device 21 side. Since the lamp heater 18 is used as a heat source, the heat source does not come into contact with the substrate 3 and there is no possibility of contamination.
  • the low dielectric constant composition is cured (cured) to form a low dielectric constant film, the necessary preheating is performed without affecting the quartz window 13 and the ultraviolet (UV) irradiation device 21. It becomes possible.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view from the side of the entire vacuum processing apparatus according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 shows an external appearance of the breaker having an opening.
  • the vacuum processing apparatus of the second embodiment is different from the vacuum processing apparatus of the first embodiment in the shape of the blocking board, and therefore, the same members are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
  • a support member 22 is fixed to a plurality of portions of the inner wall of the chamber 11 at the same height above the substrate support 16, and a blocking plate 26 as a blocking member is placed on the support member 22.
  • the blocking board 26 has a disc shape and a circular opening 27 formed in the center. The barrier 26 is carried into the processing chamber 15 via the transfer port 10 when the processing chamber 15 is preheated, and when the temperature of the processing chamber 15 is raised by the lamp heater 18, the peripheral portion of the quartz window 13. The heat transfer of the (fixed portion with respect to the chamber 11) is blocked by the blocking board 26.
  • the peripheral portion of the quartz window 13 is not affected by heat, so there is no risk of overheating, and heat from the fixed portion of the peripheral portion of the quartz window 13 in the metal chamber 11 is not affected.
  • the influence can be greatly reduced, and cracks are reliably prevented from occurring at the periphery of the quartz window 13 due to deformation due to the difference in thermal expansion coefficient.
  • the opening 27 is formed in the shut-off board 26, it is possible to raise the temperature of the entire processing chamber 15 uniformly.
  • a lightweight barrier board 26 can be provided to prevent the occurrence of cracks in the quartz window 13, and the periphery of the quartz window 13 can be provided. Preheating can be performed in a state in which the occurrence of cracks is reliably prevented.
  • the blocking plate 17 may be held by the holding member 17 of the substrate 3. . It can also be placed on the upper edge of the reflector 19.
  • the shape of the breaker can be a breaker 31 having a disk shape in which the outer peripheral part is thicker than the central part.
  • the shape of the breaker can be a breaker 33 having a disk shape and having a plurality of small holes 32 formed therein.
  • the block board 33 in which the small holes 32 are formed it is possible to perform temperature rise control of the entire atmosphere of the processing chamber 15.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional state from the side of the entire vacuum processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the vacuum processing apparatus of the third embodiment is different from the vacuum processing apparatuses of the first embodiment and the second embodiment in the configuration of the substrate support 16, so that the same members are denoted by the same reference numerals and overlapped. The explanation is omitted.
  • a substrate support 16 is provided inside the chamber 11, and the substrate support 16 is provided so as to be movable up and down.
  • a hot plate 41 as a heat source is provided on the upper surface of the substrate support 16.
  • the substrate 3 is directly placed on the hot plate 41, and the back surface of the substrate 3 is heated to a predetermined temperature.
  • the lamp heater 18 (see FIGS. 2 and 4) is not provided.
  • the vacuum processing apparatus of the third embodiment is a vacuum processing apparatus provided with a hot plate 41, the quartz window 13 and the ultraviolet (UV) irradiation apparatus 21 are not affected by heat.
  • an ultraviolet (UV) irradiation apparatus is taken as an example of an energy source, but other energy sources such as an electron beam apparatus can be applied.
  • the above-described vacuum processing apparatus has been described by taking an example of an apparatus for processing the substrate 3 having a surface coated with a low dielectric constant material by the spin coater 2.
  • the low dielectric constant material is formed by a film forming apparatus such as a CVD apparatus. It is also possible to apply to processing of the formed substrate.
  • the above-described vacuum processing apparatus is applicable not only to the process for producing the low dielectric constant film but also to the curing process for the surface of the substrate.
  • the present invention can be used in the industrial field of a vacuum processing apparatus and a substrate processing method for processing in a vacuum processing chamber, and a low dielectric constant film for producing a low dielectric constant film using the vacuum processing apparatus. It can be used in the industrial field of manufacturing equipment.

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Abstract

ランプヒータ１８により加熱を行う際に、石英窓１３や石英窓１３を通しての紫外線（UV）照射装置２１への熱の影響を遮断盤２３で遮断し、紫外線（UV）の照射により基板３の低誘電率膜部材を硬化させる際に、石英窓１３や紫外線（UV）照射装置２１へのランプヒータ１８による熱の影響をなくして予備加熱を行う。

Description

真空処理装置及び基板処理方法及び低誘電率膜作製装置
　本発明は、真空状態の処理室で処理を行う真空処理装置及び基板処理方法に関する。また、本発明は、真空処理装置を用いて低誘電率膜を作製する低誘電率膜作製装置に関する。
　半導体素子の微細化が進む一方で、信号伝達遅延や消費電力の増大を抑制する必要がある。このため、配線を支える層間絶縁膜材料の誘電率を低くし、配線間の容量の低減が不可欠となっている。
　低誘電率膜を作製する技術として、スピンコータにより層間絶縁膜の材料（低誘電率材料：Low-k材料）を液状にして基板に塗布し、基板を加熱すると共に塗布された低誘電率材料に紫外線（UV）を照射して硬化（キュア）させ、十分な機械的強度を有する低誘電率膜を基板に作製することが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、CVD装置により基板に低誘電率膜を堆積させ、基板を加熱すると共に堆積した低誘電率膜に紫外線（UV）を照射して硬化（キュア）させ、十分な機械的強度を有する低誘電率膜を基板に作製することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
　低誘電率膜を作製する場合、基板を加熱すると共に低誘電率材料（低誘電率膜）に紫外線（UV）を照射して硬化させる工程が実施されている。この工程は、基板を加熱する機構及び紫外線（UV）を照射する機構を備えた真空処理装置により実施されている。低誘電率膜を硬化（キュア）させる真空処理装置には、基板を加熱する加熱手段と、処理室の内に紫外線（UV）を照射する紫外線照射手段が備えられている。
　加熱手段としては、基板を直接加熱するプレートや、処理室内の温度を上昇させるヒータが用いられている。また、紫外線照射手段は処理室の外部に設置され、金属製の処理室に対し天井部の開口に紫外線透過窓（石英窓）が固定され、石英窓から紫外線（UV）が処理室内の基板に照射されるようになっている。
　このような真空処理装置で、基板の低誘電率膜を硬化（キュア）させる際には、基板が搬入される前に予めプレートの温度や処理室内の温度を均一に調整し、基板支持部材等の冶具類の温度を一定の温度に保っておく必要がある（予備加熱）。基板が存在しない状態で予備加熱を行った場合、石英窓（金属製の処理室に対する固定部）や外部の紫外線照射手段に対しても熱の影響が及び、石英窓の固定部に熱膨張率の違いによりクラックが生じたり、紫外線照射手段に熱損傷が生じる虞があった。
特開２００８－４６２８号公報 特開２００６－１６５５７３号公報
　本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、基板を加熱すると共にエネルギー源からのエネルギーを与える処理に際し、処理室の窓部材やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことができる真空処理装置を提供することを目的とする。
　また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、低誘電率膜を硬化（キュア）させる処理に際し、紫外線透過部位や紫外線照射手段への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことができる基板処理方法を提供することを目的とする。
　本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、低誘電率膜を硬化（キュア）させる処理に際し、処理室やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことができる真空処理装置を備えた低誘電率膜作製装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の真空処理装置は、基板が配置されると共に内部が所定の真空状態にされる処理室と、処理室の外部に備えられ前記基板の表面にエネルギーを与えるエネルギー源と、前記処理室の一部を構成し前記エネルギー源からのエネルギーを前記処理室の内部に透過させる窓部材と、前記処理室の内部に設けられ前記処理室の内部及び基板を加熱することで基板を所定の温度分布に保つ熱源と、前記窓部材に対向して前記処理室の内部に設けられ前記熱源からの熱を遮断する遮断部材とを備えたことを特徴とする。
　このため、基板が存在しない状態で熱源により加熱を行う際に、窓部材や窓部材を通してのエネルギー源への熱の影響を遮断部材で遮断することができ、基板を加熱すると共にエネルギー源からのエネルギーを与える際に、処理室の窓部材やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
　そして、請求項２に係る本発明の真空処理装置は、請求項１に記載の真空処理装置において、前記エネルギー源は紫外線照射手段であり、前記窓部材は紫外線を透過する石英製の石英窓であり、前記遮断部材は前記石英窓の対向部に設けられることで少なくとも前記石英窓に対する前記熱源からの熱を遮断することを特徴とする。
　このため、石英窓に対する熱を遮断部材で遮断することで、石英窓の固定部の処理室との熱膨張差による変形に伴うクラックの発生を防止することができる。
　また、請求項３に係る本発明の真空処理装置は、請求項２に記載の真空処理装置において、前記処理室は円筒状の処理室であり、前記処理室の上部に前記石英窓が天井部材として固定され、前記石英窓の上側に前記紫外線照射手段が設けられ、前記基板を支持する基板支持部材が前記処理室の内部に設けられ、前記基板支持部材の下方に前記熱源が設けられ、前記遮断部材は円盤状に形成されて前記基板支持部材の上部に設けられていることを特徴とする。
　このため、石英窓や石英窓を通しての紫外線照射手段への熱源からの熱の影響を遮断部材で遮断することができ、基板を加熱すると共に紫外線を照射する処理に際し、処理室の石英窓や紫外線照射手段への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。石英窓としては、例えば、角型状や円盤状のものが適用される。
　また、請求項４に係る本発明の真空処理装置は、請求項３に記載の真空処理装置において、前記熱源はランプ加熱手段であり、前記基板支持部材の下部に設けられることを特徴とする。
　このため、ランプ加熱手段を用いて処理室の内部の温度を昇温させることで基板を加熱するので、加熱手段を基板に接触させることなく基板を加熱することができる。
　また、請求項５に係る本発明の真空処理装置は、請求項４に記載の真空処理装置において、前記遮断部材には、中央部に円形の開口が形成され、主に前記石英窓の周縁部に対する熱が遮断されることを特徴とする。
　このため、中央部に円形の開口が形成された遮断部材を用いることで、金属製の処理室における石英窓の周縁の固定部に対する熱の影響を低減することができ、熱膨張率の差による変形により石英窓の周縁にクラックが発生することを防止して、処理室の石英窓や紫外線照射手段への熱の影響をなくすことができる。
　また、請求項６に係る本発明の真空処理装置は、請求項４に記載の真空処理装置において、前記遮断部材には、複数の小穴が形成され、前記処理室の内部の温度が維持されて熱が遮断されることを特徴とする。
　このため、複数の小穴が形成された遮断部材を用いることで、処理室内の温度を制御して、処理室の石英窓や紫外線照射手段への熱の影響をなくすことができる。
　また、請求項７に係る本発明の真空処理装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の真空処理装置において、前記基板には低誘電率膜組成物が形成され、前記エネルギー源からのエネルギーが照射されると共に前記熱源による加熱により前記低誘電率膜組成物が低誘電率膜として硬化処理されることを特徴とする。
　このため、低誘電率膜組成物を低誘電率膜として硬化処理する際に処理室の窓部材やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
　上記目的を達成するための請求項８に係る本発明の真空処理方法は、低誘電率組成物が塗布された基板が加熱されると共に、前記低誘電率組成物に処理室の外部から透過する紫外線が照射されることで基板に低誘電率膜を形成する基板処理方法において、前記基板の処理を行う時を除き、前記紫外線の照射源及び前記処理室の前記紫外線が透過する部位に対し、前記処理室の内部を加熱する際の熱を遮断することを特徴とする。
　このため、低誘電率組成物を硬化（キュア）させて低誘電率膜を形成する処理に際し、紫外線透過部位や紫外線照射手段への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことができる。
　上記目的を達成するための請求項９に係る本発明の低誘電率膜作製装置は、基板に低誘電率組成物を塗布する塗布装置と、前記塗布装置で低誘電率組成物が塗布された前記基板が搬入される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の真空処理装置とを備えたことを特徴とする。
　このため、低誘電率膜を硬化（キュア）させる処理に際し、処理室やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことができる真空処理装置を備えた低誘電率膜作製装置とすることができる。
　本発明の真空処理装置は、基板を加熱すると共にエネルギー源からのエネルギーを与える処理に際し、処理室の窓部材やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
　本発明の基板処理方法は、低誘電率膜を硬化（キュア）させる処理に際し、紫外線透過部位や紫外線照射手段への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
　本発明の低誘電率膜作製装置は、低誘電率膜を硬化（キュア）させる処理に際し、処理室やエネルギー源への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
本発明の低誘電率膜作製装置の概念図である。 本発明の第１実施例に係る真空処理装置の断面図である。 遮断部材の外観図である。 本発明の第２実施例に係る真空処理装置の断面図である。 遮断部材の外観図である。 遮断部材の外観図である。 遮断部材の外観図である。 本発明の第３実施例に係る真空処理装置の断面図である。
　図１に基づいて低誘電率膜作製装置を説明する。図１には本発明の真空処理装置を備えた低誘電率膜作製装置の全体の処理のフローを概念的に示してある。
　図に示すように、低誘電率材料（Low-k材料）の塗布液１がスピンコータ２により基板３に塗布される。塗布液１が均一にされた基板３は低温（例えば、７０℃から１５０℃）で焼成される。低誘電率材料が焼成された基板３は枚葉式の真空処理装置４に搬送され、基板３が所定の温度（例えば、３５０℃）に加熱された状態で紫外線（UV）５が照射されて硬化（キュア）される。これにより、十分な機械的強度を有する低誘電率膜が基板３に作製される。
　図２、図３に基づいて低誘電率膜を基板３に作製する真空処理装置４を具体的に説明する。図２には本発明の第１実施例に係る真空処理装置の全体の側面側からの断面状態、図３には円盤状の遮断盤の外観状態を示してある。
　図に示すように、真空処理装置４は、上面が開口した円筒状の金属製のチャンバ１１を備え、チャンバ１１の上部には開口部１２が形成されている。チャンバ１１の開口部１２には円盤状の石英窓１３が配され、石英窓１３の周縁がＯリング１４を介してチャンバ１１の上部の開口部１２の縁に固定されている。チャンバ１１及び石英窓１３により処理室１５が形成され、処理室１５の内部は図示しない真空排気系により所定の真空状態に排気される。
　チャンバ１１の壁面には搬送口１０が設けられ、搬送口１０を介して基板３の搬入・搬出が行われる。処理室１５には基板３が載置されて支持される基板支持部材である基板支持台１６が備えられ、基板支持台１６は昇降自在に備えられている。基板支持台１６の上面には保持部材１７が設けられ、保持部材１７により基板３が所定の位置に規制されて保持される。
　基板支持台１６の下部には熱源となるランプ加熱手段としてランプヒータ１８が設けられ、ランプヒータ１８により処理室１５の内部と基板３が加熱され、基板３が所定の温度分布に保たれる。基板支持台１６の下方における処理室１５にはリフレクタ１９が設けられ、基板３の搬送口１０からの搬入・搬出の経路を避けた状態で、基板支持台１６がランプヒータ１８と共に下方からリフレクタ１９に覆われている。
　また、石英窓１３の上方には紫外線（UV）照射装置２１が設けられ、低誘電率材料が焼成された基板３に対し、紫外線（UV）照射装置２１から石英窓１３を通して紫外線（UV）５（図１参照）が照射される。
　基板支持台１６の上方におけるチャンバ１１の内壁の同一高さの複数個所には支持材２２が固定され、支持材２２には遮断部材としての円盤状の遮断盤２３が載置されている。遮断盤２３は処理室１５を予備加熱する際に搬送口１０を介して処理室１５の内部に搬入され、ランプヒータ１８により処理室１５が昇温された際に、石英窓１３及び紫外線（UV）照射装置２１への熱の伝達が遮断盤２３で遮断される。
　遮断盤２３は、耐熱温度が高く、熱膨張性が低く、比重が低く、安価な材料が適用され、例えば、アルミナ、ＳｉＣ、ＳｉＮ等のセラミックスやＴｉ等の金属が適用される。
　上述した真空処理装置４では、ランプヒータ１８により低誘電率材料が焼成された基板３が所定の温度（例えば、３５０℃）に加熱され、紫外線（UV）照射装置２１から石英窓１３を通して紫外線（UV）５（図１参照）が基板３に照射される。紫外線（UV）５（図１参照）が照射されることにより、低誘電率材料が硬化（キュア）され、十分な機械的強度を有する低誘電率膜が基板３に作製される。
　紫外線（UV）５（図１参照）が基板３に照射される処理に先立ち、ランプヒータ１８により処理室１５が昇温されて冶具や処理室内が所定の温度に予備加熱される。この時、遮断盤２３が支持材２２に載置され、石英窓１３及び紫外線（UV）照射装置２１への熱の伝達が遮断盤２３で遮断される。これにより、処理室１５を加熱するための熱の影響を石英窓１３及び紫外線（UV）照射装置２１が受けることがなくなり、遮断盤２３の下側の雰囲気の温度を必要な状態に均一に保つことができる。
　予備加熱を実施する際に、石英窓１３及び紫外線（UV）照射装置２１は熱の影響を受けることがないので、過熱状態になる虞がなく、金属製のチャンバ１１における石英窓１３の周縁の固定部に対する熱の影響を低減することができ、熱膨張率の差による変形により石英窓１３の周縁にクラックが発生することが防止される。また、紫外線（UV）照射装置２１が熱に曝されることがなくなり、熱損傷が生じることがなくなる。
　このため、処理室１５の予備加熱を十分に実施することが可能になり、低誘電率材料の硬化（キュア）処理を効率よく行うことができる。また、紫外線（UV）照射装置２１が熱に曝されることがないので、紫外線（UV）照射装置２１側での熱の対策を簡素化することができる。熱源としてランプヒータ１８を用いているので、熱源が基板３に接触することがなく、コンタミ等が発生する虞がない。
　従って、低誘電率組成物を硬化（キュア）させて低誘電率膜を形成する処理に際し、石英窓１３や、紫外線（UV）照射装置２１への熱の影響をなくして必要な予備加熱を行うことが可能になる。
　図４、図５に基づいて真空処理装置の第２実施例を説明する。
　図４には本発明の第２実施例に係る真空処理装置の全体の側面側からの断面状態、図５には開口が形成された遮断盤の外観状態を示してある。尚、第２実施例の真空処理装置は、第１実施例の真空処理装置に対して遮断盤の形状が異なるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
　基板支持台１６の上方におけるチャンバ１１の内壁の同一高さの複数個所には支持材２２が固定され、支持材２２には遮断部材としての遮断盤２６が載置されている。遮断盤２６は、円盤状で中央部に円形の開口２７が形成されている。遮断盤２６は、処理室１５を予備加熱する際に搬送口１０を介して処理室１５の内部に搬入され、ランプヒータ１８により処理室１５が昇温された際に、石英窓１３の周縁部（チャンバ１１に対する固定部）の熱の伝達が遮断盤２６で遮断される。
　予備加熱を実施する際に、石英窓１３の周縁部位は熱の影響を受けることがないので、過熱状態になる虞がなく、金属製のチャンバ１１における石英窓１３の周縁の固定部に対する熱の影響を大幅に低減することができ、熱膨張率の差による変形により石英窓１３の周縁にクラックが発生することが確実に防止される。また、遮断盤２６には開口２７が形成されているので、処理室１５の全体の雰囲気を均一に昇温させることができる。
　このため、石英窓１３の周縁のクラック発生を防止すると同時に処理室１５の内部の全体に亘り加熱を均一に行うことができる。紫外線（UV）照射装置として熱の対策が施されたものが使用されている場合、石英窓１３のクラック発生の防止に特化して軽量の遮断盤２６を設けることができ、石英窓１３の周縁のクラック発生を確実に防止した状態で予備加熱を実施することができる。
　上述した第１実施例、第２実施例では、遮断盤２３、遮断盤２６を支持材２２に載置した例を挙げて説明したが、基板３の保持部材１７に保持させることも可能である。また、リフレクタ１９の上縁に載置することも可能である。
　尚、遮断盤の形状は、図６に示すように、円盤状で外周部位の厚さが中心部位の厚さに対して厚くなった遮断盤３１を適用することができる。外周部の厚さを厚くした遮断盤３１を備えることで、金属製のチャンバ１１（図２、図４参照）における石英窓１３（図２、図４参照）の周縁の固定部に対する熱の影響を確実に低減することができ、遮断盤３１の下側を均一に昇温させて予備加熱を実施することができる。
　また、遮断盤の形状は、図７に示すように、円盤状で複数の小穴３２が形成された遮断盤３３を適用することができる。小穴３２が形成された遮断盤３３を備えることで、処理室１５の全体の雰囲気の昇温制御を行うことができる。
　図８に基づいて真空処理装置の第３実施例を説明する。
　図８には本発明の第３実施例に係る真空処理装置の全体の側面側からの断面状態を示してある。尚、第３実施例の真空処理装置は、第１実施例、第２実施例の真空処理装置に対して基板支持台１６の構成が異なるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
　図に示すように、チャンバ１１の内部には基板支持台１６が備えられ、基板支持台１６は昇降自在に備えられている。基板支持台１６の上面には熱源としてのホットプレート４１が設けられている。ホットプレート４１には基板３が直接載置され、基板３の背面が所定の温度に加熱される。そして、ランプヒータ１８（図２、図４参照）は備えられていない。
　第３実施例の真空処理装置は、ホットプレート４１を備えた真空処理装置であっても、石英窓１３及び紫外線（UV）照射装置２１が熱の影響を受けることがない。
　上述した真空処理装置は、エネルギー源として紫外線（UV）照射装置を例に挙げて説明したが、電子ビーム装置等他のエネルギー源を適用することも可能である。また、上述した真空処理装置は、スピンコータ２により表面に低誘電率材料が塗布された基板３を処理する装置を例に挙げて説明したが、ＣＶＤ装置等の成膜装置により低誘電率材料が形成された基板の処理に適用することも可能である。更に、上述した真空処理装置は、低誘電率膜を作製する処理に限らず、基板の表面の硬化処理等に適用することができる。
　本発明は、真空状態の処理室で処理を行う真空処理装置及び基板処理方法の産業の分野で利用することができ、また、真空処理装置を用いて低誘電率膜を作製する低誘電率膜作製装置の産業分野で利用することができる。
　　１　塗布液
　　２　スピンコータ
　　３　基板
　　４　真空処理装置
　　５　紫外線（UV）
　１０　搬送口
　１１　チャンバ
　１２　開口部
　１３　石英窓
　１４　Ｏリング
　１５　処理室
　１６　基板支持台
　１７　保持部材
　１８　ランプヒータ
　１９　リフレクタ
　２１　紫外線（UV）照射装置
　２２　支持材
　２３、２６、３１、３３　遮断盤
　２７　開口
　３２　小穴
　４１　ホットプレート

Claims (9)

  1. 　基板が配置されると共に内部が所定の真空状態にされる処理室と、
    　処理室の外部に備えられ前記基板の表面にエネルギーを与えるエネルギー源と、
    　前記処理室の一部を構成し前記エネルギー源からのエネルギーを前記処理室の内部に透過させる窓部材と、
    　前記処理室の内部に設けられ前記処理室の内部及び基板を加熱することで基板を所定の温度分布に保つ熱源と、
    　前記窓部材に対向して前記処理室の内部に設けられ前記熱源からの熱を遮断する遮断部材とを備えた
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  2. 　請求項１に記載の真空処理装置において、
    　前記エネルギー源は紫外線照射手段であり、前記窓部材は紫外線を透過する石英製の石英窓であり、
    　前記遮断部材は前記石英窓の対向部に設けられることで少なくとも前記石英窓に対する前記熱源からの熱を遮断する
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  3. 　請求項２に記載の真空処理装置において、
    　前記処理室は円筒状の処理室であり、
    　前記処理室の上部に前記石英窓が天井部材として固定され、
    　前記石英窓の上側に前記紫外線照射手段が設けられ、
    　前記基板を支持する基板支持部材が前記処理室の内部に設けられ、
    　前記基板支持部材の下方に前記熱源が設けられ、
    　前記遮断部材は円盤状に形成されて前記基板支持部材の上部に設けられている
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  4. 　請求項３に記載の真空処理装置において、
    　前記熱源はランプ加熱手段であり、前記基板支持部材の下部に設けられる
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  5. 　請求項４に記載の真空処理装置において、
    　前記遮断部材には、中央部に円形の開口が形成され、主に前記石英窓の周縁部に対する熱が遮断される
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  6. 　請求項４に記載の真空処理装置において、
    　前記遮断部材には、複数の小穴が形成され、前記処理室の内部の温度が維持されて熱が遮断される
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
    　前記基板には低誘電率膜組成物が形成され、前記エネルギー源からのエネルギーが照射されると共に前記熱源による加熱により前記低誘電率膜組成物が低誘電率膜として硬化処理される
    　ことを特徴とする真空処理装置。
  8. 　低誘電率組成物が塗布された基板が加熱されると共に、前記低誘電率組成物に処理室の外部から透過する紫外線が照射されることで基板に低誘電率膜を形成する基板処理方法において、
    　前記基板の処理を行う時を除き、前記紫外線の照射源及び前記処理室の前記紫外線が透過する部位に対し、前記処理室の内部を加熱する際の熱を遮断する
    　ことを特徴とする基板処理方法。
  9. 　基板に低誘電率組成物を塗布する塗布装置と、
    　前記塗布装置で低誘電率組成物が塗布された前記基板が搬入される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の真空処理装置とを備えた
    　ことを特徴とする低誘電率膜作製装置。
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