WO2018159006A1 - 露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法 - Google Patents

露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法 Download PDF

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WO2018159006A1
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substrate
exposure
unit
processing chamber
mode
Prior art date
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PCT/JP2017/036258
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French (fr)
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友宏 松尾
靖博 福本
孝文 大木
正也 浅井
将彦 春本
田中　裕二
知佐世 中山
幸司 金山
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus that performs exposure processing on a substrate, a substrate processing apparatus, a substrate exposure method, and a substrate processing method.
  • Patent Document 1 describes an exposure apparatus that performs an exposure process on a film (DSA film) containing an induced self-assembled material on a substrate.
  • the exposure apparatus has a light emitting part capable of emitting a vacuum ultraviolet ray having a cross-sectional band shape, and is configured to be movable from the front position to the rear position of the light emitting part so that the substrate crosses the path of the vacuum ultraviolet ray from the light emitting part.
  • the illuminance of vacuum ultraviolet rays is detected in advance by an illuminance sensor, and the moving speed of the substrate is calculated based on the detected illuminance so that a desired amount of vacuum ultraviolet rays is irradiated.
  • the DSA film on the substrate is irradiated with a desired amount of vacuum ultraviolet light by moving the substrate at the calculated moving speed.
  • the light emitting portion of the exposure apparatus is provided with a glass plate that transmits vacuum ultraviolet rays.
  • a foreign substance made of an organic material generated by the exposure process adheres to the glass plate of the light emitting part.
  • the glass plate is clouded or cloudy
  • the light transmittance of the glass plate is lowered and the light transmittance is locally non-uniform. For this reason, the efficiency and accuracy of the exposure process are reduced.
  • the maintenance worker frequently removes foreign matters attached to the glass plate, the burden on the maintenance worker increases. Further, since a long time is required for the maintenance work, the operation stop time of the exposure apparatus is prolonged and the operation efficiency is lowered.
  • An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, a substrate processing apparatus, an exposure method, and a substrate processing method capable of maintaining the efficiency and accuracy of exposure processing over a long period while reducing the burden on maintenance workers.
  • An exposure apparatus is an exposure apparatus that exposes a substrate, and includes a switching unit that switches an operation mode of the exposure apparatus between an exposure mode and a maintenance mode, and a translucent window member.
  • a processing chamber that accommodates a substrate to be processed in the exposure mode, a light source unit that is capable of emitting vacuum ultraviolet rays into the processing chamber through the window member, an exhaust unit for exhausting the atmosphere in the processing chamber, and an exposure mode.
  • a first exhaust control unit that controls the exhaust unit so that the oxygen concentration in the processing chamber becomes a first concentration lower than the oxygen concentration in the atmosphere; and in the exposure mode, the oxygen concentration in the processing chamber is the first concentration.
  • the first light emission control unit that controls the light source unit to expose the substrate by irradiating the substrate in the processing chamber with vacuum ultraviolet rays, and the oxygen concentration in the processing chamber is the first in the maintenance mode. While a second concentration higher than the degree, and a second light projecting control unit for controlling the light source unit so as to generate ozone by irradiating vacuum ultraviolet rays in the atmosphere in the processing chamber.
  • the operation mode can be switched between the exposure mode and the maintenance mode.
  • a substrate to be processed is accommodated in a processing chamber in which a translucent window member is attached.
  • the atmosphere in the processing chamber is exhausted by the exhaust unit so that the oxygen concentration in the processing chamber becomes a first concentration lower than the oxygen concentration in the atmosphere.
  • the substrate is exposed by irradiating the substrate in the processing chamber with vacuum ultraviolet rays through the window member from the light source unit.
  • the maintenance mode in the state where the oxygen concentration in the processing chamber is a second concentration higher than the first concentration, vacuum ultraviolet rays are irradiated from the light source unit through the window member to the atmosphere in the processing chamber, thereby Ozone is generated.
  • the operation stop time of the exposure apparatus is minimized.
  • the operating efficiency of the exposure apparatus is improved.
  • the window member is prevented from being clouded and clouded by foreign matter, and the window member is maintained in a highly permeable state, so that the efficiency and accuracy of the exposure process are prevented from being lowered even when the exposure apparatus is used for a long time. Is done.
  • the efficiency and accuracy of the exposure process can be maintained over a long period while reducing the burden on the maintenance worker.
  • the exposure apparatus may further include a second exhaust control unit that controls the exhaust unit to exhaust the generated ozone in the processing chamber in the maintenance mode.
  • a second exhaust control unit that controls the exhaust unit to exhaust the generated ozone in the processing chamber in the maintenance mode.
  • ozone remaining in the processing chamber can be easily exhausted after the foreign matters attached to the window member are removed.
  • the second concentration may be an oxygen concentration in the atmosphere. In this case, in the maintenance mode, the second concentration state higher than the first concentration can be easily realized.
  • the first concentration may be an oxygen concentration at which ozone is not generated by vacuum ultraviolet rays emitted from the light source unit.
  • the substrate in the exposure mode, the substrate can be irradiated without attenuating the vacuum ultraviolet rays. Thereby, the efficiency of exposure processing can be improved.
  • the exposure apparatus may further include an air supply unit that supplies an inert gas into the processing chamber in the exposure mode.
  • an air supply unit that supplies an inert gas into the processing chamber in the exposure mode.
  • the oxygen concentration in the processing chamber in the exposure mode can be easily and sufficiently reduced.
  • the light source unit may be configured to emit vacuum ultraviolet rays having a planar cross section.
  • vacuum ultraviolet rays are emitted in a wide range. Therefore, in the exposure mode, the substrate exposure process can be completed in a short time. Further, since a sufficient amount of ozone can be easily generated in the maintenance mode, the decomposition or removal of the foreign matter attached to the window member can be completed in a short time.
  • the emission area of the vacuum ultraviolet rays by the light source unit may be larger than the area of the substrate. In this case, since the entire surface of the substrate can be exposed in the exposure mode, the substrate exposure process can be completed in a shorter time. In the maintenance mode, the decomposition or removal of the foreign matter adhering to the window member can be completed in a shorter time.
  • a substrate processing apparatus includes a coating processing unit that forms a film on a substrate by applying a processing liquid to the substrate, and a thermal processing unit that heat-treats the substrate on which the film is formed by the coating processing unit. And an exposure apparatus according to one aspect of the present invention that exposes the substrate heat treated by the heat treatment section in an exposure mode, and a development processing section that develops a film on the substrate by supplying a solvent to the substrate exposed by the exposure apparatus. Prepare.
  • a film is formed on the substrate by applying the processing liquid to the substrate by the coating processing unit.
  • the substrate on which the film is formed by the coating processing unit is heat-treated by the heat treatment unit.
  • the substrate that has been heat-treated by the heat-treatment unit is exposed in the exposure mode by the above-described exposure apparatus.
  • the film on the substrate is developed by supplying a solvent to the substrate exposed by the exposure apparatus by the development processing unit.
  • the exposure apparatus when the substrate is exposed in the exposure mode, a foreign material made of an organic material gradually adheres to the window member attached to the processing chamber. Even in this case, the foreign matter adhering to the window member is decomposed or removed by ozone generated in the processing chamber in the maintenance mode. Thereby, the efficiency and precision of substrate processing by the substrate processing apparatus can be maintained over a long period of time while reducing the burden on the maintenance worker.
  • the treatment liquid may contain an induced self-organizing material.
  • microphase separation occurs on one surface of the substrate by heat-treating the substrate coated with the treatment liquid containing the induced self-organizing material. Further, the substrate on which two types of polymer patterns are formed by microphase separation is exposed and developed. Thereby, one of the two types of polymers is removed, and a fine pattern can be formed.
  • An exposure method is a substrate exposure method using an exposure apparatus, the step of switching an operation mode of the exposure apparatus between an exposure mode and a maintenance mode, The step of accommodating the substrate to be processed in the processing chamber to which the optical window member is attached, and the exhaust section so that the oxygen concentration in the processing chamber becomes a first concentration lower than the oxygen concentration in the atmosphere in the exposure mode. And evacuating the substrate in the processing chamber through the window member from the light source unit in a state where the oxygen concentration in the processing chamber is the first concentration in the exposure mode and the step of exhausting the atmosphere in the processing chamber by the exposure mode.
  • processing is performed from the light source unit through the window member in a state where the oxygen concentration in the processing chamber is a second concentration higher than the first concentration.
  • the foreign material made of an organic material gradually adheres to the portion of the window member attached to the processing chamber. Even in this case, the foreign matter attached to the window member is decomposed or removed by ozone generated in the processing chamber in the maintenance mode. As a result, the efficiency and accuracy of the exposure process can be maintained over a long period while reducing the burden on the maintenance worker.
  • a substrate processing method includes a step of forming a film on a substrate by applying a processing liquid to the substrate by a coating processing unit, and heat-treating the substrate on which the film has been formed by the coating processing unit.
  • a foreign substance made of an organic material gradually adheres to the window member attached to the processing chamber when the substrate is exposed in the exposure mode of the exposure apparatus. Even in this case, the foreign matter attached to the window member is decomposed or removed by ozone generated in the processing chamber in the maintenance mode of the exposure apparatus. Thereby, the efficiency and precision of substrate processing can be maintained over a long period of time while reducing the burden on maintenance workers.
  • the efficiency and accuracy of exposure processing can be maintained over a long period of time while reducing the burden on maintenance workers.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the control unit of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the exposure apparatus in the exposure mode.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the exposure apparatus in the exposure mode.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the exposure apparatus in the exposure mode.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the exposure apparatus in the exposure mode.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of exposure processing performed by the control unit of FIG. 2 in the exposure mode.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of an exposure process performed by the control unit of FIG. 2 in the exposure mode.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of maintenance processing performed by the control unit of FIG. 2 in the maintenance mode.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram showing the overall configuration of the substrate processing apparatus provided with the exposure apparatus of FIG.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an example of substrate processing by the substrate processing apparatus of FIG.
  • a substrate means a semiconductor substrate, a liquid crystal display device or an FPD (Flat Panel Display) substrate such as an organic EL (Electro Luminescence) display device, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, or a magneto-optical disk. It refers to a substrate, a photomask substrate, a solar cell substrate, or the like.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the exposure apparatus 100 includes a control unit 110, a processing chamber 120, a closing unit 130, a delivery unit 140, an elevating unit 150, a light projecting unit 160, a replacement unit 170, and a measuring unit 180.
  • the control unit 110 acquires measurement values from the measurement unit 180 and controls operations of the blocking unit 130, the lifting unit 150, the light projecting unit 160, and the replacement unit 170. The function of the control unit 110 will be described later.
  • the processing chamber 120 includes a casing 121 having an upper opening and an internal space, an annular member 122, and a covering member 123.
  • a transport opening 121 a for transporting the substrate W to be processed is formed between the inside and the outside of the housing 121.
  • a film containing an induced self-organizing material hereinafter referred to as a DSA (Directed Self Assembly) film
  • a connecting member 152 of an elevating unit 150 described later passes is formed on the bottom surface of the housing 121.
  • the housing 161 of the light projecting unit 160 which will be described later, is disposed on the top of the housing 121 via the annular member 122, whereby the upper opening of the housing 121 is closed.
  • Seal members s1 and s2 are attached between the casing 121 and the annular member 122 and between the annular member 122 and the housing 161, respectively.
  • a covering member 123 is attached between the housing 121 and the housing 161 so as to cover the outer peripheral surface of the annular member 122.
  • the closing part 130 includes a shutter 131, a rod-shaped connecting member 132, and a driving device 133.
  • the connecting member 132 connects the shutter 131 and the driving device 133.
  • the drive device 133 is a stepping motor, for example.
  • the driving device 133 moves the shutter 131 between an open position where the shutter 131 opens the transport opening 121a and a closed position where the shutter 131 closes the transport opening 121a.
  • a seal member 131 a is attached to the shutter 131.
  • the inside of the housing 121 is hermetically sealed by the seal member 131a being in close contact with a portion of the housing 121 surrounding the transport opening 121a.
  • the driving device 133 moves the shutter 131 away from the casing 121 when moving the shutter 131 between the open position and the closed position. Move up and down in the state.
  • Position sensors 133 a and 133 b for detecting the upper limit position and the lower limit position of the shutter 131 are attached to the drive device 133.
  • the position sensors 133a and 133b give the detection result to the control unit 110.
  • the delivery unit 140 includes, for example, a disk-shaped support plate 141 and a plurality (three in this example) of support pins 142.
  • the support plate 141 is disposed in a horizontal posture within the housing 121.
  • an opening 141a is formed through which a connecting member 152 of an elevating unit 150 described later passes.
  • the plurality of support pins 142 extend upward from the upper surface of the support plate 141 so as to surround the opening 141a.
  • the substrate W to be processed can be placed on the upper ends of the plurality of support pins 142.
  • the elevating unit 150 includes a plate-shaped mounting plate 151, a rod-shaped connecting member 152, and a driving device 153.
  • the mounting plate 151 is disposed in a horizontal posture above the support plate 141 of the delivery unit 140 in the housing 121.
  • a plurality of through holes 151 a corresponding to the plurality of support pins 142 of the support plate 141 are formed in the mounting plate 151.
  • the connecting member 152 is disposed to extend vertically through the opening 121 b of the housing 121 and the opening 141 a of the support plate 141, and the driving device 153 is disposed below the housing 121.
  • the connecting member 152 connects the mounting plate 151 and the driving device 153.
  • a seal member s3 is disposed between the outer peripheral surface of the connecting member 152 and the inner peripheral surface of the opening 121b so that the connecting member 152 can slide in the vertical direction.
  • the driving device 153 is, for example, a stepping motor, and moves the mounting plate 151 between a processing position above the upper ends of the plurality of support pins 142 and a standby position below the upper ends of the plurality of support pins 142. Move up and down. In the state where the mounting plate 151 is in the standby position, the plurality of support pins 142 are inserted through the plurality of through holes 151a, respectively.
  • Position sensors 153 a and 153 b for detecting the upper limit position and the lower limit position of the mounting plate 151 are attached to the driving device 153. The position sensors 153a and 153b give the detection result to the control unit 110.
  • the light projecting unit 160 includes a housing 161 having a lower opening and an internal space, a translucent plate 162, a planar light source unit 163, and a power supply device 164.
  • translucent plate 162 is a quartz glass plate.
  • the housing 161 is disposed on the upper portion of the housing 121 so as to close the upper opening of the housing 121.
  • the translucent plate 162 is attached to the housing 161 so as to close the lower opening of the housing 161.
  • the internal space of the housing 121 and the internal space of the housing 161 are separated by a translucent plate 162 so as to be optically accessible.
  • the light source unit 163 and the power supply device 164 are accommodated in the housing 161.
  • the light source unit 163 is configured by horizontally arranging a plurality of rod-shaped light sources that emit vacuum ultraviolet rays having a wavelength of about 120 nm or more and about 230 nm or less at predetermined intervals.
  • Each light source may be, for example, a xenon excimer lamp, or another excimer lamp or a deuterium lamp.
  • the light source unit 163 emits vacuum ultraviolet rays having a substantially uniform light amount distribution in the housing 121 through the translucent plate 162.
  • the area of the emission surface of the vacuum ultraviolet ray in the light source unit 163 is larger than the area of the surface to be processed of the substrate W.
  • the power supply device 164 supplies power to the light source unit 163.
  • the replacement unit 170 includes pipes 171p, 172p, 173p, valves 171v, 172v, and a suction device 173.
  • the pipes 171p and 172p are connected between an air supply port of the casing 121 and an inert gas supply source.
  • the inert gas is, for example, nitrogen gas.
  • Valves 171v and 172v are inserted in the pipes 171p and 172p.
  • the inert gas is supplied into the housing 121 from the side of the support plate 141 through the pipe 171p.
  • An inert gas is supplied into the housing 121 from below the support plate 141 through the pipe 172p.
  • the flow rate of the inert gas is adjusted by valves 171v and 172v.
  • nitrogen gas is used as the inert gas.
  • the pipe 173p branches into a branch pipe 173a and a branch pipe 173b.
  • the branch pipe 173 a is connected to the exhaust port of the casing 121, and the end of the branch pipe 173 b is disposed between the casing 121 and the shutter 131.
  • a suction device 173 is inserted into the pipe 173p.
  • a valve 173v is inserted in the branch pipe 173b.
  • the suction device 173 is, for example, an ejector.
  • the pipe 173p is connected to the exhaust facility. The suction device 173 discharges the atmosphere in the housing 121 through the branch pipe 173a and the pipe 173p.
  • the suction device 173 discharges the atmosphere between the housing 121 and the shutter 131 through the branch pipe 173b and the pipe 173p together with dust and the like generated by the movement of the shutter 131.
  • the gas discharged by the suction device 173 is rendered harmless by the exhaust facility.
  • the measuring unit 180 includes an oxygen concentration meter 181, an ozone concentration meter 182, and an illuminance meter 183.
  • the oxygen concentration meter 181, the ozone concentration meter 182, and the illuminance meter 183 are connected to the control unit 110 through connection ports p 1, p 2, and p 3 provided in the housing 121.
  • the oxygen concentration meter 181 is, for example, a galvanic cell type oxygen sensor or a zirconia type oxygen sensor, and measures the oxygen concentration in the housing 121.
  • the ozone concentration meter 182 measures the ozone concentration in the housing 121.
  • the illuminance meter 183 includes a light receiving element such as a photodiode, and measures the illuminance of vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 irradiated on the light receiving surface of the light receiving element.
  • the illuminance is a work rate of vacuum ultraviolet rays irradiated per unit area of the light receiving surface.
  • the unit of illuminance is represented by “W / m 2 ”, for example.
  • the exposure apparatus 100 selectively operates in an exposure mode for performing an exposure process on the substrate W and a maintenance mode for performing a maintenance process on the light transmitting plate 162 of the light projecting unit 160.
  • exposure processing is performed by irradiating the substrate W from the light source unit 163 with vacuum ultraviolet rays.
  • the oxygen concentration in the housing 121 is high, oxygen molecules absorb vacuum ultraviolet rays and are separated into oxygen atoms, and ozone is generated by recombining the separated oxygen atoms with other oxygen molecules.
  • the vacuum ultraviolet rays that reach the substrate W are attenuated.
  • the attenuation of vacuum ultraviolet rays is greater than the attenuation of ultraviolet rays with wavelengths longer than about 230 nm. Therefore, in the exposure mode, the atmosphere in the housing 121 is replaced with an inert gas by the replacement unit 170. Thereby, the oxygen concentration in the housing 121 is reduced.
  • the substrate W is irradiated with vacuum ultraviolet rays.
  • the oxygen concentration in the atmosphere is the oxygen concentration in the atmosphere in which the component adjustment is not performed, for example, the oxygen concentration in the air in the standard state.
  • the exposure concentration is preferably an oxygen concentration (for example, 1%) at which ozone is not generated by the vacuum ultraviolet rays emitted from the light source unit 163.
  • the exposure amount of the vacuum ultraviolet rays applied to the substrate W reaches a predetermined set exposure amount, the irradiation of the vacuum ultraviolet rays is stopped and the exposure process is ended.
  • the exposure amount is the energy of vacuum ultraviolet rays irradiated per unit area of the surface to be processed of the substrate W during the exposure process.
  • the unit of the exposure amount is represented by “J / m 2 ”, for example. Therefore, the exposure amount of vacuum ultraviolet rays is acquired by integrating the illuminance of vacuum ultraviolet rays measured by the illuminance meter 183.
  • the maintenance mode vacuum ultraviolet rays are emitted from the light source unit 163 in a state where the oxygen concentration in the housing 121 is higher than the exposure concentration.
  • ozone is generated in the housing 121.
  • the oxygen concentration in the housing 121 in the maintenance mode may be an oxygen concentration in the atmosphere.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the control unit 110 in FIG.
  • the control unit 110 includes a block control unit 1, a lift control unit 2, an exhaust control unit 3, an air supply control unit 4, a concentration acquisition unit 5, a concentration comparison unit 6, an illuminance acquisition unit 7, and an exposure amount.
  • a calculation unit 8, an exposure amount comparison unit 9, a light projection control unit 10, and a switching unit 11 are included.
  • the control unit 110 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • a control program is stored in advance in the memory of the control unit 110.
  • the function of each unit of the control unit 110 is realized by the CPU of the control unit 110 executing the control program stored in the memory.
  • the closing control unit 1 controls the driving device 133 so that the shutter 131 moves between the closing position and the opening position based on the detection results of the position sensors 133a and 133b in FIG.
  • the elevation control unit 2 controls the driving device 153 so that the mounting plate 151 moves between the standby position and the processing position based on the detection results of the position sensors 153a and 153b in FIG.
  • the exhaust control unit 3 controls the suction device 173 and the valve 173v so as to discharge the atmosphere in the casing 121 and the atmosphere between the casing 121 and the shutter 131 in FIG.
  • the air supply control unit 4 controls the valves 171v and 172v in FIG. 1 so as to supply an inert gas.
  • the concentration acquisition unit 5 acquires the value of the oxygen concentration measured by the oxygen concentration meter 181 of FIG.
  • the concentration comparison unit 6 compares the oxygen concentration measured by the concentration acquisition unit 5 with the exposure concentration.
  • the illuminance acquisition unit 7 acquires the illuminance value of vacuum ultraviolet rays measured by the illuminometer 183 in FIG.
  • the exposure amount calculation unit 8 calculates the exposure amount of the vacuum ultraviolet rays irradiated to the substrate W based on the illuminance of the vacuum ultraviolet rays acquired by the illuminance acquisition unit 7 and the emission time of the vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 in FIG. calculate.
  • the exposure amount comparison unit 9 compares the exposure amount calculated by the exposure amount calculation unit 8 with a predetermined set exposure amount.
  • the light projection control unit 10 controls the power supply device 164 so that the light source unit 163 of FIG. 1 emits vacuum ultraviolet rays based on the comparison result by the density comparison unit 6 and the comparison result by the exposure amount comparison unit 9. Further, the light projection control unit 10 controls the power supply device 164 so that the light source unit 163 emits vacuum ultraviolet rays for a predetermined time (hereinafter referred to as “cleaning time”) at a predetermined time. Further, the light projection control unit 10 gives the exposure amount calculation unit 8 the control time of the power supply device 164 as the emission time of the vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163.
  • the switching unit 11 switches the operation mode of the exposure apparatus 100 between the exposure mode and the maintenance mode. Specifically, the switching unit 11 switches the operation mode so that the exposure apparatus 100 operates in the maintenance mode during a period in which the exposure apparatus 100 does not operate in the exposure mode.
  • Each unit of the control unit 110 operates in the operation mode switched by the switching unit 11. Details of the operation of each part of the controller 110 in the exposure mode and the maintenance mode will be described later.
  • the switching unit 11 may switch the operation mode from the exposure mode to the maintenance mode when a preset number of substrates W are exposed in the exposure mode or when a preset time has elapsed in the exposure mode. Good. Further, the switching unit 11 may switch the operation mode from the maintenance mode to the exposure mode when the maintenance process is completed in the maintenance mode.
  • FIGS. 3 to 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the exposure apparatus 100 in the exposure mode. 3 to 6, in order to facilitate the visual recognition of the configuration inside the casing 121 and the housing 161, some of the configurations are not shown, and the outlines of the casing 121 and the housing 161 are indicated by alternate long and short dashed lines.
  • 7 and 8 are flowcharts showing an example of exposure processing performed by the control unit 110 of FIG. 2 in the exposure mode.
  • the exposure processing by the control unit 110 will be described with reference to FIGS.
  • the shutter 131 is in the closed position and the mounting plate 151 is in the standby position. Further, the oxygen concentration in the housing 121 is constantly or periodically measured by the oxygen concentration meter 181 and acquired by the concentration acquisition unit 5. At this time, the oxygen concentration in the housing 121 measured by the oxygen concentration meter 181 is equal to the oxygen concentration in the atmosphere.
  • the closing control unit 1 moves the shutter 131 to the open position as shown in FIG. 4 (step S1).
  • the substrate W to be processed can be placed on the upper ends of the plurality of support pins 142 through the transport opening 121a.
  • the substrate W is placed on the upper ends of the plurality of support pins 142 by the transfer device 220 shown in FIG.
  • the elevation controller 2 determines whether or not the substrate W is placed on the upper ends of the plurality of support pins 142 (step S2). When the substrate W is not placed, the elevation control unit 2 waits until the substrate W is placed on the upper ends of the plurality of support pins 142. When the substrate W is placed, the elevation control unit 2 moves the shutter 131 to the closed position as shown in FIG. 5 (step S3).
  • the exhaust control unit 3 discharges the atmosphere in the casing 121 by the suction device 173 of FIG. 1 (step S4). Further, the air supply control unit 4 supplies an inert gas into the housing 121 from the pipes 171p and 172p in FIG. 1 (step S5). Either of the processes of steps S4 and S5 may be started first, or may be started simultaneously. Thereafter, as shown in FIG. 6, the elevation controller 2 moves the placement plate 151 to the processing position (step S6). As a result, the substrate W is transferred from the plurality of support pins 142 to the mounting plate 151 and is brought close to the translucent plate 162.
  • the concentration comparison unit 6 determines whether or not the oxygen concentration in the casing 121 has been reduced to the exposure concentration (step S7). When the oxygen concentration is not reduced to the exposure concentration, the concentration comparison unit 6 stands by until the oxygen concentration is reduced to the exposure concentration. When the oxygen concentration is reduced to the exposure concentration, the light projection control unit 10 emits vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 (step S8). Thereby, vacuum ultraviolet rays are irradiated onto the substrate W from the light source unit 163 through the light transmitting plate 162, and the DSA film formed on the surface to be processed is exposed.
  • the illuminance acquisition unit 7 causes the illuminance meter 183 to start measuring the illuminance of vacuum ultraviolet rays, and acquires the measured illuminance from the illuminance meter 183 (step S9).
  • the processes of steps S8 and S9 are started substantially simultaneously.
  • the exposure amount calculation unit 8 calculates the exposure amount of the vacuum ultraviolet ray irradiated to the substrate W by integrating the illuminance of the vacuum ultraviolet ray acquired by the illuminance acquisition unit 7 (step S10).
  • the exposure amount comparison unit 9 determines whether or not the exposure amount calculated by the exposure amount calculation unit 8 has reached the set exposure amount (step S11). When the exposure amount has not reached the set exposure amount, the exposure amount comparison unit 9 stands by until the exposure amount reaches the set exposure amount. When the exposure amount reaches the set exposure amount, the light projection control unit 10 stops the emission of vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 (step S12). In addition, the illuminance acquisition unit 7 stops the measurement of illuminance by the illuminometer 183 (step S13).
  • the elevation controller 2 moves the mounting plate 151 to the standby position (step S14).
  • the substrate W is transferred from the placement plate 151 to the plurality of support pins 142.
  • the exhaust control unit 3 stops the exhaust of the atmosphere in the housing 121 by the suction device 173 (step S15).
  • the air supply control unit 4 stops the supply of the inert gas from the pipes 171p and 172p into the housing 121 (Step S16). Any of the processes in steps S14 to S16 may be started first, or may be started simultaneously.
  • the closing control unit 1 moves the shutter 131 to the open position as shown in FIG. 4 (step S17). Accordingly, the exposed substrate W can be collected from the plurality of support pins 142 through the transport opening 121a. In this example, the substrate W is recovered from the plurality of support pins 142 by the transfer device 220 shown in FIG.
  • the closing control unit 1 determines whether or not the substrate W has been collected from the plurality of support pins 142 (step S18). When the substrate W has not been collected, the closing control unit 1 stands by until the substrate W is collected from the plurality of support pins 142. When the substrate W is collected, the closing control unit 1 moves the shutter 131 to the closing position as shown in FIG. 3 (step S19), and ends the exposure process. By repeating the above operation, exposure processing can be sequentially performed on the plurality of substrates W.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of maintenance processing performed by the control unit 110 of FIG.
  • the maintenance process by the control unit 110 will be described with reference to FIGS. 3 and 9.
  • the shutter 131 is in the closed position and the mounting plate 151 is in the standby position.
  • the oxygen concentration in the housing 121 is constantly or periodically measured by the oxygen concentration meter 181 and acquired by the concentration acquisition unit 5. At this time, it is measured by the oxygen concentration meter 181.
  • the oxygen concentration in the housing 121 is equal to the oxygen concentration in the atmosphere.
  • the light projection control unit 10 emits vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 (step S21).
  • vacuum ultraviolet rays are irradiated from the light source unit 163 through the translucent plate 162 to oxygen molecules in the housing 121, and ozone is generated in the housing 121.
  • the foreign material adhering to the translucent plate 162 is cleaned by the generated ozone, and is decomposed or removed.
  • the mounting plate 151 may be moved to the processing position, and vacuum ultraviolet light may be emitted in the state of being close to the light transmitting plate 162. In this case, the foreign matter is efficiently cleaned and decomposed or removed in a narrow space.
  • the light projection control unit 10 determines whether or not the cleaning time has elapsed (step S22). When the cleaning time has not elapsed, the light projection control unit 10 stands by until the cleaning time has elapsed. When the cleaning time has elapsed, the light projection control unit 10 stops the emission of the vacuum ultraviolet rays from the light source unit 163 (step S23).
  • the exhaust control unit 3 discharges the atmosphere in the casing 121 by the suction device 173 of FIG. 1 (step S24). Further, the air supply control unit 4 supplies an inert gas into the housing 121 from the pipes 171p and 172p in FIG. 1 (step S25). Either of the processes of steps S24 and S25 may be started first, or may be started simultaneously. As a result, ozone generated in the housing 121 is discharged through the suction device 173, and ozone is prevented from diffusing around the exposure apparatus 100. Thereafter, the closing control unit 1 moves the shutter 131 to the open position (step S26). Thereby, outside air is introduced into the housing 121 and the oxygen concentration in the housing 121 increases.
  • the concentration comparison unit 6 determines whether or not the oxygen concentration in the casing 121 has increased to a predetermined value or more (step S27). If the oxygen concentration has not increased above the predetermined value, the concentration comparison unit 6 stands by until the oxygen concentration increases above the predetermined value.
  • the exhaust control unit 3 stops the exhaust of the atmosphere in the housing 121 by the suction device 173 (step S28). Further, the air supply control unit 4 stops the supply of the inert gas from the pipes 171p and 172p into the housing 121 (step S29). Either of the processes of steps S28 and S29 may be started first, or may be started simultaneously. Finally, the closing control unit 1 moves the shutter 131 to the closing position (step S30) and ends the maintenance process.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a substrate processing apparatus provided with the exposure apparatus 100 of FIG.
  • processing using block copolymer induced self-assembly is performed.
  • a processing liquid containing an induction self-organizing material is applied on the surface of the substrate W to be processed.
  • two types of polymer patterns are formed on the surface to be processed of the substrate W by microphase separation that occurs in the induced self-assembled material.
  • One of the two types of polymers is removed by the solvent.
  • the treatment liquid containing the induced self-organizing material is called DSA liquid.
  • DSA liquid a process for removing one of the two types of polymer patterns formed on the surface to be processed of the substrate W by microphase separation
  • a developer a solvent used for the development process
  • the substrate processing apparatus 200 includes a control device 210, a transport device 220, a heat treatment device 230, a coating device 240, and a developing device 250.
  • the control device 210 includes, for example, a CPU and a memory or a microcomputer, and controls operations of the transport device 220, the heat treatment device 230, the coating device 240, and the developing device 250. Further, the control device 210 gives a command for controlling the operations of the closing unit 130, the lifting unit 150, the light projecting unit 160, and the replacement unit 170 of the exposure apparatus 100 of FIG.
  • the transport apparatus 220 transports the substrate W between the exposure apparatus 100, the heat treatment apparatus 230, the coating apparatus 240, and the development apparatus 250 while holding the substrate W to be processed.
  • the heat treatment apparatus 230 heat-treats the substrate W before and after the coating process by the coating apparatus 240 and the development process by the developing apparatus 250.
  • the coating apparatus 240 performs a film coating process by supplying a DSA liquid to the surface of the substrate W to be processed.
  • a block copolymer composed of two types of polymers is used as the DSA liquid.
  • Examples of combinations of two types of polymers include polystyrene-polymethyl methacrylate (PS-PMMA), polystyrene-polydimethylsiloxane (PS-PDMS), polystyrene-polyferrocenyldimethylsilane (PS-PFS), and polystyrene-polyethylene oxide.
  • PS-PEO polystyrene-polyvinylpyridine
  • PS-PHOST polystyrene-polyhydroxystyrene
  • PMMA-PMAPOSS polymethyl methacrylate-polymethacrylate polyhedral oligomeric silsesquioxane
  • the developing device 250 supplies the developer to the surface to be processed of the substrate W, thereby developing the film.
  • a solvent for the developer for example, toluene, heptane, acetone, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, acetic acid, tetrahydrofuran, isopropyl alcohol (IPA) or tetramethylammonium hydroxide (TMAH) ) And the like.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of processing of the substrate W by the substrate processing apparatus 200 of FIG.
  • the state of the substrate W that changes each time processing is performed is shown in a cross-sectional view.
  • the base layer L1 is formed so as to cover the surface to be processed of the substrate W as shown in FIG.
  • a guide pattern L2 made of, for example, a photoresist is formed on L1.
  • the operation of the substrate processing apparatus 200 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the transfer device 220 sequentially transfers the substrate W to be processed to the heat treatment device 230 and the coating device 240.
  • the temperature of the substrate W is adjusted to a temperature suitable for forming the DSA film L3.
  • the coating apparatus 240 the DSA liquid is supplied to the surface to be processed of the substrate W, and the coating process is performed.
  • a DSA film L3 composed of two types of polymers is formed in a region on the base layer L1 where the guide pattern L2 is not formed.
  • the transfer device 220 sequentially transfers the substrate W on which the DSA film L3 is formed to the heat treatment device 230 and the exposure device 100.
  • the heat treatment apparatus 230 performs the heat treatment of the substrate W, thereby causing microphase separation in the DSA film L3.
  • a pattern Q1 made of one polymer and a pattern Q2 made of the other polymer are formed.
  • the linear pattern Q1 and the linear pattern Q2 are directionally formed along the guide pattern L2.
  • the substrate W is cooled in the heat treatment apparatus 230. Further, in the exposure apparatus 100, the entire DSA film L3 after microphase separation is irradiated with vacuum ultraviolet rays for modifying the DSA film L3, and exposure processing is performed. Thereby, the bond between one polymer and the other polymer is cut, and the pattern Q1 and the pattern Q2 are separated.
  • the transport device 220 sequentially transports the substrate W after the exposure processing by the exposure device 100 to the heat treatment device 230 and the developing device 250.
  • the substrate W is cooled in the heat treatment apparatus 230.
  • a developer is supplied to the DSA film L3 on the substrate W, and development processing is performed.
  • the pattern Q1 is removed as shown in FIG. 11D, and finally the pattern Q2 remains on the substrate W.
  • the transport device 220 collects the substrate W after the development processing from the development device 250.
  • the operation mode is switched between the exposure mode and the maintenance mode.
  • the foreign material made of an organic material gradually adheres to the portion of the light transmitting plate 162 that is in contact with the processing chamber 120. Even in such a case, the foreign matter attached to the translucent plate 162 is decomposed or removed by ozone generated in the processing chamber 120 in the maintenance mode. Therefore, the maintenance worker does not need to frequently remove the foreign matter on the light transmitting plate 162. Therefore, the burden on the maintenance worker is reduced.
  • the operation stop time of the exposure apparatus 100 is minimized. Thereby, the operating efficiency of the exposure apparatus 100 is improved.
  • the translucent plate 162 is prevented from being fogged and turbid due to foreign matter, and the translucent plate 162 is maintained in a highly transparent state, so that the efficiency and accuracy of the exposure process can be improved even when the exposure apparatus 100 is used for a long period of time. Decrease is prevented. As a result, the efficiency and accuracy of the exposure process can be maintained over a long period while reducing the burden on the maintenance worker.
  • a DSA liquid is used as the processing liquid, but the present invention is not limited to this. Other processing liquids different from the DSA liquid may be used.
  • the vacuum ultraviolet light exit surface is larger than the surface to be processed of the substrate W, and the entire surface of the substrate W is exposed.
  • the emission surface of the vacuum ultraviolet ray may be smaller than the surface to be processed of the substrate W, or the vacuum ultraviolet ray having a linear cross section may be emitted without having a planar cross section.
  • the vacuum ultraviolet ray is irradiated on the entire surface of the substrate W to be processed by relatively moving the vacuum ultraviolet ray emitting surface and the surface of the substrate W to be processed.
  • an inert gas is supplied into the casing 121 during the exposure process, but the present invention is not limited to this. If the oxygen concentration in the housing 121 can be sufficiently reduced during the exposure processing, the inert gas may not be supplied into the housing 121.
  • the oxygen concentration in the casing 121 in the maintenance mode is the atmospheric oxygen concentration, but the present invention is not limited to this.
  • the oxygen concentration in the housing 121 may be higher or lower than the oxygen concentration in the atmosphere.
  • the substrate W is an example of a substrate
  • the exposure apparatus 100 is an example of an exposure apparatus
  • the translucent plate 162 is an example of a window member
  • the processing chamber 120 is an example of a processing chamber
  • the light source unit 163 is an example of the light source unit.
  • the suction device 173 is an example of an exhaust unit
  • the exhaust control unit 3 is an example of first and second exhaust control units
  • the light projection control unit 10 is an example of first and second light projection control units.
  • the pipes 171p and 172p are examples of the air supply unit.
  • the coating device 240 is an example of a coating processing unit
  • the thermal processing device 230 is an example of a thermal processing unit
  • the developing device 250 is an example of a developing processing unit
  • the substrate processing device 200 is an example of a substrate processing device.

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Abstract

露光装置（１００）の動作モードが露光モードと保守モードとで切り替えられる。露光モードにおいては、筐体（１２１）内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い露光濃度になるように筐体内の雰囲気が吸引装置（１７３）から排気される。この状態で、光源部（１６３）から筐体内の基板（Ｗ）に真空紫外線が照射されることにより基板が露光される。保守モードにおいては、筐体内の酸素濃度が露光モードにおける酸素濃度よりも高い状態で、光源部から筐体内の雰囲気に真空紫外線が照射されることによりオゾンが発生される。

Description

露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法
　本発明は、基板に露光処理を行う露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法に関する。
　近年、基板に形成されるパターンを微細化するために、ブロック共重合体の誘導自己組織化（ＤＳＡ：Directed Self Assembly）を利用したフォトリソグラフィ技術の開発が進められている。このようなフォトリソグラフィ技術においては、ブロック重合体が塗布された基板に加熱処理が施された後、基板の一面が露光されることによりブロック重合体が改質される。この処理においては、基板の露光量を正確に調整することが求められる。
　特許文献１には、基板上の誘導自己組織化材料を含む膜（ＤＳＡ膜）に露光処理を行う露光装置が記載されている。露光装置は、断面帯状の真空紫外線を出射可能な光出射部を有し、基板が光出射部からの真空紫外線の経路を横切るように光出射部の前方位置から後方位置に移動可能に構成される。露光処理前に、真空紫外線の照度が照度センサにより予め検出され、所望の露光量の真空紫外線が照射されるように、検出された照度に基づいて基板の移動速度が算出される。露光処理時に、基板が算出された移動速度で移動することにより、所望の露光量の真空紫外線が基板上のＤＳＡ膜に照射される。
特開２０１６－１８３９９０号公報
　露光装置の光出射部には、真空紫外線を透過するガラス板が設けられている。長期にわたって露光装置を使用すると、露光処理により生じた有機材料からなる異物が光出射部のガラス板に付着する。この場合、ガラス板が曇るかまたは濁ることにより、ガラス板の光透過率が低下するとともに、光透過率が局所的に不均一になる。そのため、露光処理の効率および精度が低下する。一方で、保守作業者が頻繁にガラス板に付着した異物を除去する場合には、保守作業者の負担が大きくなる。また、保守作業に長時間を要するので、露光装置の稼動停止時間が長期化し、稼働効率が低下する。
　本発明の目的は、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって露光処理の効率および精度を維持することが可能な露光装置、基板処理装置、露光方法および基板処理方法を提供することである。
　（１）本発明の一局面に従う露光装置は、基板を露光する露光装置であって、露光装置の動作モードを露光モードと保守モードとで切り替える切替部と、透光性の窓部材が取り付けられ、露光モードにおいて処理対象の基板を収容する処理室と、窓部材を通して処理室内に真空紫外線を出射可能に設けられた光源部と、処理室内の雰囲気を排気するための排気部と、露光モードにおいて、処理室内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い第１の濃度になるように排気部を制御する第１の排気制御部と、露光モードにおいて、処理室内の酸素濃度が第１の濃度である状態で、処理室内の基板に真空紫外線を照射することにより基板を露光するように光源部を制御する第１の投光制御部と、保守モードにおいて、処理室内の酸素濃度が第１の濃度よりも高い第２の濃度である状態で、処理室内の雰囲気に真空紫外線を照射することによりオゾンを発生させるように光源部を制御する第２の投光制御部とを備える。
　この露光装置においては、動作モードが露光モードと保守モードとで切り替えられる。露光モードにおいては、透光性の窓部材が取り付けられた処理室内に処理対象の基板が収容される。処理室内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い第１の濃度になるように排気部により処理室内の雰囲気が排気される。この状態で、光源部から窓部材を通して処理室内の基板に真空紫外線が照射されることにより、基板が露光される。保守モードにおいては、処理室内の酸素濃度が第１の濃度よりも高い第２の濃度である状態で、光源部から窓部材を通して処理室内の雰囲気に真空紫外線が照射されることにより、処理室内にオゾンが発生される。
　露光モードにおいて基板が露光されることにより、処理室に取り付けられた窓部材の部分に有機材料からなる異物が徐々に付着する。このような場合でも、上記の構成によれば、保守モードにおいて処理室内に発生するオゾンにより、窓部材に付着した異物が分解または除去される。そのため、保守作業者は頻繁に窓部材の異物を除去する必要がない。したがって、保守作業者の負担が低減される。
　また、保守作業に要する時間が短縮されるため、露光装置の稼動停止時間が最小化される。これにより、露光装置の稼働効率が向上する。さらに、異物による窓部材の曇りおよび濁りが防止され、窓部材の透過性が高い状態で維持されるので、露光装置を長期間使用した場合でも、露光処理の効率および精度が低下することが防止される。これらの結果、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって露光処理の効率および精度を維持することができる。
　（２）露光装置は、保守モードにおいて、発生された処理室内のオゾンを排気するように排気部を制御する第２の排気制御部をさらに備えてもよい。この場合、窓部材に付着した異物が除去された後に、処理室内に残存するオゾンを容易に排気することができる。
　（３）第２の濃度は、大気中の酸素濃度であってもよい。この場合、保守モードにおいて、第１の濃度よりも高い第２の濃度の状態を容易に実現することができる。
　（４）第１の濃度は、光源部により出射される真空紫外線によってはオゾンが発生しない酸素濃度であってもよい。この場合、露光モードにおいて、真空紫外線を減衰させることなく基板に照射することができる。これにより、露光処理の効率を向上させることができる。
　（５）露光装置は、露光モードにおいて、処理室内に不活性ガスを供給する給気部をさらに備えてもよい。この場合、露光モードにおける処理室内の酸素濃度を容易にかつ十分に低減させることができる。
　（６）光源部は、面状の断面を有する真空紫外線を出射するように構成されてもよい。この場合、広範囲に真空紫外線が出射される。そのため、露光モードにおいて、基板の露光処理を短時間で終了することができる。また、保守モードにおいて、十分な量のオゾンを容易に発生させることができるので、窓部材に付着した異物の分解または除去を短時間で終了することができる。
　（７）光源部による真空紫外線の出射面積は、基板の面積よりも大きくてもよい。この場合、露光モードにおいて、基板の全面露光を行うことができるので、基板の露光処理をより短時間で終了することができる。また、保守モードにおいて、窓部材に付着した異物の分解または除去をより短時間で終了することができる。
　（８）本発明の他の局面に従う基板処理装置は、基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成する塗布処理部と、塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理する熱処理部と、熱処理部により熱処理された基板を露光モードにおいて露光する本発明の一局面に従う露光装置と、露光装置により露光された基板に溶剤を供給することにより基板の膜を現像する現像処理部とを備える。
　この基板処理装置においては、塗布処理部により基板に処理液が塗布されることにより基板に膜が形成される。塗布処理部により膜が形成された基板が熱処理部により熱処理される。熱処理部により熱処理された基板が上記の露光装置により露光モードにおいて露光される。露光装置により露光された基板に現像処理部により溶剤が供給されることにより基板の膜が現像される。
　露光装置においては、露光モードにおいて基板が露光されることにより処理室に取り付けられた窓部材の部分に有機材料からなる異物が徐々に付着する。この場合でも、上記の保守モードにおいて処理室内に発生するオゾンにより窓部材に付着した異物が分解または除去される。これにより、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって基板処理装置による基板処理の効率および精度を維持することができる。
　（９）処理液は、誘導自己組織化材料を含んでもよい。この場合、誘導自己組織化材料を含む処理液が塗布された基板が熱処理されることにより、基板の一面上でミクロ相分離が生じる。また、ミクロ相分離により２種類の重合体のパターンが形成された基板が露光および現像される。これにより、２種類の重合体のうちの一方が除去され、微細化されたパターンを形成することができる。
　（１０）本発明のさらに他の局面に従う露光方法は、露光装置を用いた基板の露光方法であって、露光装置の動作モードを露光モードと保守モードとで切り替えるステップと、露光モードにおいて、透光性の窓部材が取り付けられた処理室内に処理対象の基板を収容するステップと、露光モードにおいて、処理室内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い第１の濃度になるように排気部により処理室内の雰囲気を排気するステップと、露光モードにおいて、処理室内の酸素濃度が第１の濃度である状態で、光源部から窓部材を通して処理室内の基板に真空紫外線を照射することにより基板を露光するステップと、保守モードにおいて、処理室内の酸素濃度が第１の濃度よりも高い第２の濃度である状態で、光源部から窓部材を通して処理室内の雰囲気に真空紫外線を照射することによりオゾンを発生させるステップとを含む。
　この露光方法によれば、露光モードにおいて基板が露光されることにより処理室に取り付けられた窓部材の部分に有機材料からなる異物が徐々に付着する。この場合でも、保守モードにおいて処理室内に発生するオゾンにより窓部材に付着した異物が分解または除去される。これにより、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって露光処理の効率および精度を維持することができる。
　（１１）本発明のさらに他の局面に従う基板処理方法は、塗布処理部により基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成するステップと、塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理部により熱処理するステップと、熱処理部により熱処理された基板を露光モードにおいて露光装置により露光する本発明のさらに他の局面に従う露光方法と、露光装置により露光された基板に現像処理部により溶剤を供給することにより基板の膜を現像するステップとを含む。
　この基板処理方法によれば、露光装置の露光モードにおいて基板が露光されることにより処理室に取り付けられた窓部材の部分に有機材料からなる異物が徐々に付着する。この場合でも、露光装置の保守モードにおいて処理室内に発生するオゾンにより窓部材に付着した異物が分解または除去される。これにより、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって基板処理の効率および精度を維持することができる。
　本発明によれば、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって露光処理の効率および精度を維持することができる。
図１は本発明の一実施の形態に係る露光装置の構成を示す模式的断面図である。 図２は図１の制御部の構成を示す機能ブロック図である。 図３は露光モードにおける露光装置の動作を説明するための模式図である。 図４は露光モードにおける露光装置の動作を説明するための模式図である。 図５は露光モードにおける露光装置の動作を説明するための模式図である。 図６は露光モードにおける露光装置の動作を説明するための模式図である。 図７は露光モードにおいて図２の制御部により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。 図８は露光モードにおいて図２の制御部により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。 図９は保守モードにおいて図２の制御部により行われる保守処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は図１の露光装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。 図１１は図１０の基板処理装置による基板の処理の一例を示す模式図である。
　以下、本発明の一実施の形態に係る露光装置、基板処理装置、露光方法および基板処理方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板または太陽電池用基板等をいう。
　（１）露光装置の構成
　図１は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、露光装置１００は、制御部１１０、処理室１２０、閉塞部１３０、受渡部１４０、昇降部１５０、投光部１６０、置換部１７０および計測部１８０を含む。制御部１１０は、計測部１８０から計測値を取得するとともに、閉塞部１３０、昇降部１５０、投光部１６０および置換部１７０の動作を制御する。制御部１１０の機能については後述する。
　処理室１２０は、上部開口および内部空間を有する筐体１２１、環状部材１２２および被覆部材１２３を含む。筐体１２１の側面には、筐体１２１の内部と外部との間で処理対象の基板Ｗを搬送するための搬送開口１２１ａが形成される。なお、本実施の形態においては、処理対象の基板Ｗには、誘導自己組織化材料を含む膜（以下、ＤＳＡ（Directed Self Assembly）膜と呼ぶ。）が形成されている。また、筐体１２１の底面には、後述する昇降部１５０の連結部材１５２が通過する開口部１２１ｂが形成される。
　後述する投光部１６０のハウジング１６１が環状部材１２２を介して筐体１２１の上部に配置されることにより、筐体１２１の上部開口が閉塞される。筐体１２１と環状部材１２２との間、および環状部材１２２とハウジング１６１との間には、それぞれシール部材ｓ１，ｓ２が取り付けられる。また、環状部材１２２の外周面を覆うように筐体１２１とハウジング１６１との間に被覆部材１２３が取り付けられる。
　閉塞部１３０は、シャッタ１３１、棒形状の連結部材１３２および駆動装置１３３を含む。連結部材１３２は、シャッタ１３１と駆動装置１３３とを連結する。駆動装置１３３は、例えばステッピングモータである。駆動装置１３３は、シャッタ１３１が搬送開口１２１ａを開放する開放位置と、シャッタ１３１が搬送開口１２１ａを閉塞する閉塞位置との間でシャッタ１３１を移動させる。
　シャッタ１３１には、シール部材１３１ａが取り付けられる。シャッタ１３１が閉塞位置にある状態においては、シール部材１３１ａが筐体１２１における搬送開口１２１ａを取り囲む部分に密着することにより筐体１２１の内部が密閉される。
　なお、シール部材１３１ａと筐体１２１との摩擦を防止するため、駆動装置１３３は、シャッタ１３１を開放位置と閉塞位置との間で移動させる際には、シャッタ１３１を筐体１２１から離間させた状態で上下方向に移動させる。駆動装置１３３には、シャッタ１３１の上限位置および下限位置をそれぞれ検出する位置センサ１３３ａ，１３３ｂが取り付けられる。位置センサ１３３ａ，１３３ｂは、検出結果を制御部１１０に与える。
　受渡部１４０は、例えば円板形状の支持板１４１および複数（本例では３個）の支持ピン１４２を含む。支持板１４１は、筐体１２１内に水平姿勢で配置される。支持板１４１の中央部には、後述する昇降部１５０の連結部材１５２が通過する開口部１４１ａが形成される。複数の支持ピン１４２は、開口部１４１ａを取り囲むように支持板１４１の上面から上方に延びる。複数の支持ピン１４２の上端部に、処理対象の基板Ｗを載置することができる。
　昇降部１５０は、平板形状の載置板１５１、棒形状の連結部材１５２および駆動装置１５３を含む。載置板１５１は、筐体１２１内において、受渡部１４０の支持板１４１の上方に水平姿勢で配置される。載置板１５１には、支持板１４１の複数の支持ピン１４２にそれぞれ対応する複数の貫通孔１５１ａが形成される。
　連結部材１５２は筐体１２１の開口部１２１ｂおよび支持板１４１の開口部１４１ａを通して上下に延びるように配置され、駆動装置１５３は筐体１２１の下方に配置される。連結部材１５２は、載置板１５１と駆動装置１５３とを連結する。連結部材１５２の外周面と開口部１２１ｂの内周面との間には、連結部材１５２が上下方向に摺動可能にシール部材ｓ３が配置される。
　駆動装置１５３は、例えばステッピングモータであり、複数の支持ピン１４２の上端部よりも上方の処理位置と、複数の支持ピン１４２の上端部よりも下方の待機位置との間で載置板１５１を上下方向に移動させる。載置板１５１が待機位置にある状態においては、複数の支持ピン１４２が複数の貫通孔１５１ａにそれぞれ挿通される。駆動装置１５３には、載置板１５１の上限位置および下限位置をそれぞれ検出する位置センサ１５３ａ，１５３ｂが取り付けられる。位置センサ１５３ａ，１５３ｂは、検出結果を制御部１１０に与える。
　投光部１６０は、下部開口および内部空間を有するハウジング１６１、透光板１６２、面状の光源部１６３および電源装置１６４を含む。本実施の形態では、透光板１６２は石英ガラス板である。透光板１６２の材料として、後述する真空紫外線を透過する他の材料が用いられてもよい。上記のように、ハウジング１６１は、筐体１２１の上部開口を閉塞するように筐体１２１の上部に配置される。透光板１６２は、ハウジング１６１の下部開口を閉塞するようにハウジング１６１に取り付けられる。筐体１２１の内部空間とハウジング１６１の内部空間とは、透光板１６２により光学的にアクセス可能に隔てられる。
　光源部１６３および電源装置１６４は、ハウジング１６１内に収容される。本実施の形態においては、波長約１２０ｎｍ以上約２３０ｎｍ以下の真空紫外線を出射する複数の棒形状の光源が所定の間隔で水平に配列されることにより光源部１６３が構成される。各光源は、例えばキセノンエキシマランプであってもよいし、他のエキシマランプまたは重水素ランプ等であってもよい。光源部１６３は、透光板１６２を通して筐体１２１内に略均一な光量分布を有する真空紫外線を出射する。光源部１６３における真空紫外線の出射面の面積は、基板Ｗの被処理面の面積よりも大きい。電源装置１６４は、光源部１６３に電力を供給する。
　置換部１７０は、配管１７１ｐ，１７２ｐ，１７３ｐ、バルブ１７１ｖ，１７２ｖおよび吸引装置１７３を含む。配管１７１ｐ，１７２ｐは筐体１２１の給気口と不活性ガスの供給源との間に接続される。本実施の形態では、不活性ガスは例えば窒素ガスである。配管１７１ｐ，１７２ｐにはバルブ１７１ｖ，１７２ｖが介挿される。
　配管１７１ｐを通して支持板１４１の側方から筐体１２１内に不活性ガスが供給される。配管１７２ｐを通して支持板１４１の下方から筐体１２１内に不活性ガスが供給される。不活性ガスの流量は、バルブ１７１ｖ，１７２ｖにより調整される。本実施の形態では、不活性ガスとして窒素ガスが用いられる。
　配管１７３ｐは、枝管１７３ａと枝管１７３ｂとに分岐する。枝管１７３ａは筐体１２１の排気口に接続され、枝管１７３ｂの端部は筐体１２１とシャッタ１３１との間に配置される。配管１７３ｐには、吸引装置１７３が介挿入される。枝管１７３ｂにはバルブ１７３ｖが介挿される。吸引装置１７３は、例えばエジャクタである。配管１７３ｐは、排気設備に接続される。吸引装置１７３は、筐体１２１内の雰囲気を枝管１７３ａおよび配管１７３ｐを通して排出する。また、吸引装置１７３は、筐体１２１とシャッタ１３１との間の雰囲気をシャッタ１３１の移動により発生する塵埃等とともに枝管１７３ｂおよび配管１７３ｐを通して排出する。吸引装置１７３により排出された気体は、排気設備により無害化される。
　計測部１８０は、酸素濃度計１８１、オゾン濃度計１８２および照度計１８３を含む。酸素濃度計１８１、オゾン濃度計１８２および照度計１８３は、筐体１２１に設けられた接続ポートｐ１，ｐ２，ｐ３をそれぞれ通して制御部１１０に接続される。酸素濃度計１８１は、例えばガルバニ電池式酸素センサまたはジルコニア式酸素センサであり、筐体１２１内の酸素濃度を計測する。オゾン濃度計１８２は、筐体１２１内のオゾン濃度を計測する。
　照度計１８３は、フォトダイオード等の受光素子を含み、受光素子の受光面に照射される光源部１６３からの真空紫外線の照度を計測する。ここで、照度とは、受光面の単位面積当たりに照射される真空紫外線の仕事率である。照度の単位は、例えば「Ｗ／ｍ２」で表される。
　（２）動作モード
　露光装置１００は、基板Ｗの露光処理を行う露光モードと、投光部１６０の透光板１６２の保守処理を行う保守モードとで選択的に動作する。露光モードにおいては、光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射されることにより露光処理が行われる。
　しかしながら、筐体１２１内の酸素濃度が高い場合、酸素分子が真空紫外線を吸収して酸素原子に分離するとともに、分離した酸素原子が他の酸素分子と再結合することによりオゾンが発生する。この場合、基板Ｗに到達する真空紫外線が減衰する。真空紫外線の減衰は、約２３０ｎｍよりも長い波長の紫外線の減衰に比べて大きい。そこで、露光モードにおいては、筐体１２１内の雰囲気が置換部１７０により不活性ガスに置換される。これにより、筐体１２１内の酸素濃度が低減する。
　酸素濃度計１８１により計測される酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い予め定められた濃度（以下、露光濃度と呼ぶ。）まで低減した場合に、光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射される。ここで、大気中の酸素濃度とは、成分調整が行われていない状態の大気中の酸素濃度であり、例えば標準状態の空気中の酸素濃度である。露光濃度は、光源部１６３により出射される真空紫外線によってはオゾンが発生しない酸素濃度（例えば１％）であることが好ましい。
　基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量が予め定められた設定露光量に到達した場合、真空紫外線の照射が停止され、露光処理が終了する。ここで、露光量とは、露光処理時に基板Ｗの被処理面の単位面積当たりに照射される真空紫外線のエネルギーである。露光量の単位は、例えば「Ｊ／ｍ２」で表される。したがって、真空紫外線の露光量は、照度計１８３により計測される真空紫外線の照度の積算により取得される。
　基板Ｗに露光処理が行われると、基板Ｗから有機材料からなる異物が発生し、投光部１６０の透光板１６２に徐々に付着する。そのため、露光装置１００が長期間使用された場合、透光板１６２が曇るかまたは濁ることにより、透光板１６２の光透過率が低下するとともに、光透過率が局所的に不均一になる。そこで、保守モードにおいては、透光板１６２に付着した異物を除去する保守処理が行われる。
　具体的には、保守モードにおいては、筐体１２１内の酸素濃度が露光濃度よりも高い状態で、光源部１６３から真空紫外線が出射される。この場合、筐体１２１内にオゾンが発生する。これにより、透光板１６２に付着した異物が発生されたオゾンにより洗浄され、分解または除去される。その後、オゾンが吸引装置１７３を通して排出され、保守処理が終了する。保守モードにおける筐体１２１内の酸素濃度は、大気中の酸素濃度であってもよい。
　（３）制御部
　図２は、図１の制御部１１０の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、制御部１１０は、閉塞制御部１、昇降制御部２、排気制御部３、給気制御部４、濃度取得部５、濃度比較部６、照度取得部７、露光量算出部８、露光量比較部９、投光制御部１０および切替部１１を含む。
　制御部１１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリにより構成される。制御部１１０のメモリには、制御プログラムが予め記憶されている。制御部１１０のＣＰＵがメモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部１１０の各部の機能が実現される。
　閉塞制御部１は、図１の位置センサ１３３ａ，１３３ｂの検出結果に基づいて、シャッタ１３１が閉塞位置と開放位置との間で移動するように駆動装置１３３を制御する。昇降制御部２は、図１の位置センサ１５３ａ，１５３ｂの検出結果に基づいて、載置板１５１が待機位置と処理位置との間で移動するように駆動装置１５３を制御する。
　排気制御部３は、図１の筐体１２１内の雰囲気および筐体１２１とシャッタ１３１との間の雰囲気を排出するように吸引装置１７３およびバルブ１７３ｖを制御する。給気制御部４は、不活性ガスを供給するように図１のバルブ１７１ｖ，１７２ｖを制御する。
　濃度取得部５は、図１の酸素濃度計１８１により計測された酸素濃度の値を取得する。濃度比較部６は、濃度取得部５により計測された酸素濃度と露光濃度とを比較する。
　照度取得部７は、図１の照度計１８３により計測された真空紫外線の照度の値を取得する。露光量算出部８は、照度取得部７により取得された真空紫外線の照度と、図１の光源部１６３からの真空紫外線の出射時間とに基づいて基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量を算出する。露光量比較部９は、露光量算出部８により算出された露光量と予め定められた設定露光量とを比較する。
　投光制御部１０は、濃度比較部６による比較結果および露光量比較部９による比較結果に基づいて図１の光源部１６３が真空紫外線を出射するように電源装置１６４を制御する。また、投光制御部１０は、所定の時点で光源部１６３が予め定められた時間（以下、洗浄時間と呼ぶ。）だけ真空紫外線を出射するように電源装置１６４を制御する。さらに、投光制御部１０は、電源装置１６４の制御時間を光源部１６３からの真空紫外線の出射時間として露光量算出部８に与える。
　切替部１１は、露光装置１００の動作モードを露光モードと保守モードとの間で切り替える。具体的には、切替部１１は、露光装置１００が露光モードで動作しない期間に保守モードで動作するように動作モードを切り替える。制御部１１０の各部は、切替部１１により切り替えられた動作モードで動作する。露光モードおよび保守モードにおける制御部１１０の各部の動作の詳細は後述する。
　切替部１１は、露光モードにおいて予め設定された枚数の基板Ｗが露光処理されるか、または露光モードにおいて予め設定された時間が経過した場合に、動作モードを露光モードから保守モードに切り替えてもよい。また、切替部１１は、保守モードにおいて保守処理が終了した場合に、動作モードを保守モードから露光モードに切り替えてもよい。
　（４）露光モード
　図３～図６は、露光モードにおける露光装置１００の動作を説明するための模式図である。図３～図６においては、筐体１２１内およびハウジング１６１内の構成の視認を容易にするために、一部の構成の図示が省略されるとともに、筐体１２１およびハウジング１６１の輪郭が一点鎖線で示される。図７および図８は、露光モードにおいて図２の制御部１１０により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。以下、図３～図６を参照しながら制御部１１０による露光処理を説明する。
　図３に示すように、露光処理の初期状態においては、シャッタ１３１が閉塞位置にあり、載置板１５１が待機位置にある。また、筐体１２１内の酸素濃度は、酸素濃度計１８１により常時または定期的に計測され、濃度取得部５により取得されている。この時点においては、酸素濃度計１８１により計測される筐体１２１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度に等しい。
　まず、閉塞制御部１は、図４に示すように、シャッタ１３１を開放位置に移動させる（ステップＳ１）。これにより、搬送開口１２１ａを通して処理対象の基板Ｗを複数の支持ピン１４２の上端部に載置することができる。本例では、後述する図１０の搬送装置２２０により基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置される。
　次に、昇降制御部２は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置されたか否かを判定する（ステップＳ２）。基板Ｗが載置されていない場合、昇降制御部２は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置されるまで待機する。基板Ｗが載置された場合、昇降制御部２は、図５に示すように、シャッタ１３１を閉塞位置に移動させる（ステップＳ３）。
　続いて、排気制御部３は、図１の吸引装置１７３により筐体１２１内の雰囲気を排出する（ステップＳ４）。また、給気制御部４は、図１の配管１７１ｐ，１７２ｐから筐体１２１内に不活性ガスを供給する（ステップＳ５）。ステップＳ４，Ｓ５の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。その後、昇降制御部２は、図６に示すように、載置板１５１を処理位置に移動させる（ステップＳ６）。これにより、基板Ｗが複数の支持ピン１４２から載置板１５１に受け渡され、透光板１６２に近接される。
　ここで、濃度比較部６は、筐体１２１内の酸素濃度が露光濃度まで低減されたか否かを判定する（ステップＳ７）。酸素濃度が露光濃度まで低減されていない場合、濃度比較部６は、酸素濃度が露光濃度まで低減されるまで待機する。酸素濃度が露光濃度まで低減された場合、投光制御部１０は、光源部１６３により真空紫外線を出射する（ステップＳ８）。これにより、光源部１６３から透光板１６２を通して真空紫外線が基板Ｗに照射され、被処理面に形成されたＤＳＡ膜が露光される。
　また、照度取得部７は、照度計１８３に真空紫外線の照度の計測を開始させ、計測された照度を照度計１８３から取得する（ステップＳ９）。ステップＳ８，Ｓ９の処理は、略同時に開始される。露光量算出部８は、照度取得部７により取得される真空紫外線の照度を積算することにより基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量を算出する（ステップＳ１０）。
　次に、露光量比較部９は、露光量算出部８により算出された露光量が設定露光量に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。露光量が設定露光量に到達していない場合、露光量比較部９は、露光量が設定露光量に到達するまで待機する。露光量が設定露光量に到達した場合、投光制御部１０は、光源部１６３からの真空紫外線の出射を停止させる（ステップＳ１２）。また、照度取得部７は、照度計１８３による照度の計測を停止させる（ステップＳ１３）。
　次に、昇降制御部２は、図５に示すように、載置板１５１を待機位置に移動させる（ステップＳ１４）。これにより、基板Ｗが載置板１５１から複数の支持ピン１４２に受け渡される。続いて、排気制御部３は、吸引装置１７３による筐体１２１内の雰囲気の排出を停止させる（ステップＳ１５）。また、給気制御部４は、配管１７１ｐ，１７２ｐからの筐体１２１内への不活性ガスの供給を停止させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１４～Ｓ１６の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。
　その後、閉塞制御部１は、図４に示すように、シャッタ１３１を開放位置に移動させる（ステップＳ１７）。これにより、搬送開口１２１ａを通して露光後の基板Ｗを複数の支持ピン１４２上から回収することができる。本例では、後述する図１０の搬送装置２２０により基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から回収される。
　次に、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から回収されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。基板Ｗが回収されていない場合、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から回収されるまで待機する。基板Ｗが回収された場合、閉塞制御部１は、図３に示すように、シャッタ１３１を閉塞位置に移動させ（ステップＳ１９）、露光処理を終了する。上記の動作が繰り返されることにより、複数の基板Ｗに露光処理を順次行うことができる。
　（５）保守モード
　図９は、図２の制御部１１０により行われる保守処理の一例を示すフローチャートである。以下、図３および図９を参照しながら制御部１１０による保守処理を説明する。図３に示すように、保守処理の初期状態においては、シャッタ１３１が閉塞位置にあり、載置板１５１が待機位置にある。また、筐体１２１内の酸素濃度は、酸素濃度計１８１により常時または定期的に計測され、濃度取得部５により取得されている。この時点においては、酸素濃度計１８１により計測される。筐体１２１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度に等しい。
　まず、投光制御部１０は、光源部１６３により真空紫外線を出射する（ステップＳ２１）。この場合、光源部１６３から透光板１６２を通して真空紫外線が筐体１２１内の酸素分子に照射され、筐体１２１内にオゾンが発生する。これにより、透光板１６２に付着した異物が発生されたオゾンにより洗浄され、分解または除去される。なお、ステップＳ２１において、載置板１５１が処理位置に移動され、透光板１６２に近接した状態で真空紫外線が出射されてもよい。この場合、狭い空間において異物が効率よく洗浄され、分解または除去される。
　次に、投光制御部１０は、洗浄時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。洗浄時間が経過していない場合、投光制御部１０は、洗浄時間が経過するまで待機する。洗浄時間が経過した場合、投光制御部１０は、光源部１６３からの真空紫外線の出射を停止させる（ステップＳ２３）。
　続いて、排気制御部３は、図１の吸引装置１７３により筐体１２１内の雰囲気を排出する（ステップＳ２４）。また、給気制御部４は、図１の配管１７１ｐ，１７２ｐから筐体１２１内に不活性ガスを供給する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４，Ｓ２５の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。これにより、筐体１２１内に発生したオゾンが吸引装置１７３を通して排出され、オゾンが露光装置１００の周辺に拡散することが防止される。その後、閉塞制御部１は、シャッタ１３１を開放位置に移動させる（ステップＳ２６）。これにより、筐体１２１内に外気が導入され、筐体１２１内の酸素濃度が増加する。
　ここで、濃度比較部６は、筐体１２１内の酸素濃度が所定値以上まで増加したか否かを判定する（ステップＳ２７）。酸素濃度が所定値以上まで増加していない場合、濃度比較部６は、酸素濃度が所定値以上まで増加するまで待機する。酸素濃度が所定値以上まで増加した場合、排気制御部３は、吸引装置１７３による筐体１２１内の雰囲気の排出を停止させる（ステップＳ２８）。また、給気制御部４は、配管１７１ｐ，１７２ｐからの筐体１２１内への不活性ガスの供給を停止させる（ステップＳ２９）。ステップＳ２８，Ｓ２９の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。最後に、閉塞制御部１は、シャッタ１３１を閉塞位置に移動させ（ステップＳ３０）、保守処理を終了する。
　（６）基板処理装置
　図１０は、図１の露光装置１００を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。以下に説明する基板処理装置２００においては、ブロック共重合体の誘導自己組織化（ＤＳＡ）を利用した処理が行われる。具体的には、基板Ｗの被処理面上に誘導自己組織化材料を含む処理液が塗布される。その後、誘導自己組織化材料に生じるミクロ相分離により基板Ｗの被処理面上に２種類の重合体のパターンが形成される。２種類の重合体のうち一方のパターンが溶剤により除去される。
　誘導自己組織化材料を含む処理液をＤＳＡ液と呼ぶ。また、ミクロ相分離により基板Ｗの被処理面上に形成される２種類の重合体のパターンのうち一方を除去する処理を現像処理と呼び、現像処理に用いられる溶剤を現像液と呼ぶ。
　図１０に示すように、基板処理装置２００は、露光装置１００に加えて、制御装置２１０、搬送装置２２０、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０を備える。制御装置２１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、搬送装置２２０、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０の動作を制御する。また、制御装置２１０は、図１の露光装置１００の閉塞部１３０、昇降部１５０、投光部１６０および置換部１７０の動作を制御するための指令を制御部１１０に与える。
　搬送装置２２０は、処理対象の基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを露光装置１００、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０の間で搬送する。熱処理装置２３０は、塗布装置２４０による塗布処理および現像装置２５０による現像処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。
　塗布装置２４０は、基板Ｗの被処理面にＤＳＡ液を供給することにより、膜の塗布処理を行う。本実施の形態では、ＤＳＡ液として、２種類の重合体から構成されるブロック共重合体が用いられる。２種類の重合体の組み合わせとして、例えば、ポリスチレン－ポリメチルメタクリレート（ＰＳ－ＰＭＭＡ）、ポリスチレン－ポリジメチルシロキサン（ＰＳ－ＰＤＭＳ）、ポリスチレン－ポリフェロセニルジメチルシラン（ＰＳ－ＰＦＳ）、ポリスチレン－ポリエチレンオキシド（ＰＳ－ＰＥＯ）、ポリスチレン－ポリビニルピリジン（ＰＳ－ＰＶＰ）、ポリスチレン－ポリヒドロキシスチレン（ＰＳ－ＰＨＯＳＴ）、およびポリメチルメタクリレート－ポリメタクリレートポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン（ＰＭＭＡ－ＰＭＡＰＯＳＳ）等が挙げられる。
　現像装置２５０は、基板Ｗの被処理面に現像液を供給することにより、膜の現像処理を行う。現像液の溶媒として、例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、酢酸、テトラヒドロフラン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）または水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等が挙げられる。
　図１１は、図１０の基板処理装置２００による基板Ｗの処理の一例を示す模式図である。図１１では、処理が行われるごとに変化する基板Ｗの状態が断面図で示される。本例では、基板Ｗが基板処理装置２００に搬入される前の初期状態として、図１１（ａ）に示すように、基板Ｗの被処理面を覆うように下地層Ｌ１が形成され、下地層Ｌ１上に例えばフォトレジストからなるガイドパターンＬ２が形成されている。以下、図１０および図１１を用いて基板処理装置２００の動作を説明する。
　搬送装置２２０は、処理対象の基板Ｗを、熱処理装置２３０および塗布装置２４０に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗの温度がＤＳＡ膜Ｌ３の形成に適した温度に調整される。また、塗布装置２４０において、基板Ｗの被処理面にＤＳＡ液が供給され、塗布処理が行われる。それにより、図１１（ｂ）に示すように、ガイドパターンＬ２が形成されていない下地層Ｌ１上の領域に、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。
　次に、搬送装置２２０は、ＤＳＡ膜Ｌ３が形成された基板Ｗを、熱処理装置２３０および露光装置１００に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗの加熱処理が行われることにより、ＤＳＡ膜Ｌ３にミクロ相分離が生じる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、一方の重合体からなるパターンＱ１および他方の重合体からなるパターンＱ２が形成される。本例では、ガイドパターンＬ２に沿うように、線状のパターンＱ１および線状のパターンＱ２が指向的に形成される。
　その後、熱処理装置２３０において、基板Ｗが冷却される。また、露光装置１００において、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３の全体にＤＳＡ膜Ｌ３を改質させるための真空紫外線が照射され、露光処理が行われる。これにより、一方の重合体と他方の重合体との間の結合が切断され、パターンＱ１とパターンＱ２とが分離される。
　続いて、搬送装置２２０は、露光装置１００による露光処理後の基板Ｗを、熱処理装置２３０および現像装置２５０に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗが冷却される。また、現像装置２５０において、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に現像液が供給され、現像処理が行われる。これにより、図１１（ｄ）に示すように、パターンＱ１が除去され、最終的に、基板Ｗ上にパターンＱ２が残存する。最後に、搬送装置２２０は、現像処理後の基板Ｗを現像装置２５０から回収する。
　（７）効果
　本実施の形態に係る露光装置１００においては、動作モードが露光モードと保守モードとで切り替えられる。露光モードにおいて基板Ｗが露光されることにより、処理室１２０に接する透光板１６２の部分に有機材料からなる異物が徐々に付着する。このような場合でも、保守モードにおいて処理室１２０内に発生するオゾンにより、透光板１６２に付着した異物が分解または除去される。そのため、保守作業者は頻繁に透光板１６２の異物を除去する必要がない。したがって、保守作業者の負担が低減される。
　また、保守作業に要する時間が短縮されるため、露光装置１００の稼動停止時間が最小化される。これにより、露光装置１００の稼働効率が向上する。さらに、異物による透光板１６２の曇りおよび濁りが防止され、透光板１６２の透過性が高い状態で維持されるので、露光装置１００を長期間使用した場合でも、露光処理の効率および精度が低下することが防止される。これらの結果、保守作業者の負担を低減しつつ長期にわたって露光処理の効率および精度を維持することができる。
　（８）他の実施の形態
　（ａ）上記実施の形態において、処理液としてＤＳＡ液が用いられるが、本発明はこれに限定されない。ＤＳＡ液とは異なる他の処理液が用いられてもよい。
　（ｂ）上記実施の形態において、真空紫外線の出射面は基板Ｗの被処理面よりも大きく、基板Ｗの全面露光が行われるが、本発明はこれに限定されない。真空紫外線の出射面は基板Ｗの被処理面よりも小さくてもよいし、面状の断面を有さずに線状の断面を有する真空紫外線が出射されてもよい。この場合、真空紫外線の出射面と基板Ｗの被処理面とが相対的に移動されることにより基板Ｗの被処理面の全体に真空紫外線が照射される。
　（ｃ）上記実施の形態において、露光処理時に筐体１２１内に不活性ガスが供給されるが、本発明はこれに限定されない。露光処理時に筐体１２１内の酸素濃度が十分に低減可能である場合には、筐体１２１内に不活性ガスが供給されなくてもよい。
　（ｄ）上記実施の形態において、保守モードにおける筐体１２１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度であるが、本発明はこれに限定されない。保守モードにおける筐体１２１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度は、大気中の酸素濃度よりも高くてもよいし、低くてもよい。
　（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
　以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
　上記実施の形態においては、基板Ｗが基板の例であり、露光装置１００が露光装置の例であり、透光板１６２が窓部材の例であり、処理室１２０が処理室の例であり、光源部１６３が光源部の例である。吸引装置１７３が排気部の例であり、排気制御部３が第１および第２の排気制御部の例であり、投光制御部１０が第１および第２の投光制御部の例であり、配管１７１ｐ，１７２ｐが給気部の例である。塗布装置２４０が塗布処理部の例であり、熱処理装置２３０が熱処理部の例であり、現像装置２５０が現像処理部の例であり、基板処理装置２００が基板処理装置の例である。
　請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。

Claims (11)

  1. 基板を露光する露光装置であって、
    　前記露光装置の動作モードを露光モードと保守モードとで切り替える切替部と、
    　透光性の窓部材が取り付けられ、前記露光モードにおいて処理対象の基板を収容する処理室と、
    　前記窓部材を通して前記処理室内に真空紫外線を出射可能に設けられた光源部と、
    　前記処理室内の雰囲気を排気するための排気部と、
    　前記露光モードにおいて、前記処理室内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い第１の濃度になるように前記排気部を制御する第１の排気制御部と、
    　前記露光モードにおいて、前記処理室内の酸素濃度が前記第１の濃度である状態で、前記処理室内の基板に真空紫外線を照射することにより基板を露光するように前記光源部を制御する第１の投光制御部と、
    　前記保守モードにおいて、前記処理室内の酸素濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度である状態で、前記処理室内の雰囲気に真空紫外線を照射することによりオゾンを発生させるように前記光源部を制御する第２の投光制御部とを備える、露光装置。
  2. 前記保守モードにおいて、発生された前記処理室内のオゾンを排気するように前記排気部を制御する第２の排気制御部をさらに備える、請求項１記載の露光装置。
  3. 前記第２の濃度は、大気中の酸素濃度である、請求項１または２記載の露光装置。
  4. 前記第１の濃度は、前記光源部により出射される真空紫外線によってはオゾンが発生しない酸素濃度である、請求項１～３のいずれか一項に記載の露光装置。
  5. 前記露光モードにおいて、前記処理室内に不活性ガスを供給する給気部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の露光装置。
  6. 前記光源部は、面状の断面を有する真空紫外線を出射するように構成される、請求項１～５のいずれか一項に記載の露光装置。
  7. 前記光源部による真空紫外線の出射面積は、基板の面積よりも大きい、請求項６記載の露光装置。
  8. 基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成する塗布処理部と、
    　前記塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理する熱処理部と、
    　前記熱処理部により熱処理された基板を前記露光モードにおいて露光する請求項１～７のいずれか一項に記載の露光装置と、
    　前記露光装置により露光された基板に溶剤を供給することにより基板の膜を現像する現像処理部とを備える、基板処理装置。
  9. 処理液は、誘導自己組織化材料を含む、請求項８記載の基板処理装置。
  10. 露光装置を用いた基板の露光方法であって、
    　前記露光装置の動作モードを露光モードと保守モードとで切り替えるステップと、
    　前記露光モードにおいて、透光性の窓部材が取り付けられた処理室内に処理対象の基板を収容するステップと、
    　前記露光モードにおいて、処理室内の酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも低い第１の濃度になるように排気部により前記処理室内の雰囲気を排気するステップと、
    　前記露光モードにおいて、前記処理室内の酸素濃度が前記第１の濃度である状態で、光源部から前記窓部材を通して前記処理室内の基板に真空紫外線を照射することにより基板を露光するステップと、
    　前記保守モードにおいて、前記処理室内の酸素濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度である状態で、前記光源部から前記窓部材を通して前記処理室内の雰囲気に真空紫外線を照射することによりオゾンを発生させるステップとを含む、露光方法。
  11. 塗布処理部により基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成するステップと、
    　前記塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理部により熱処理するステップと、
    　前記熱処理部により熱処理された基板を前記露光装置により前記露光モードにおいて露光する請求項１０記載の露光方法と、
    　前記露光装置により露光された基板に現像処理部により溶剤を供給することにより基板の膜を現像するステップとを含む、基板処理方法。
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