KR20190133112A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 오존의 발생을 억제하면서 기판을 효율적으로 처리하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 설명한다.
기판 처리 장치는, 기판의 처리가 행해지도록 구성된 처리실과, 기판의 표면에 진공 자외광을 조사하도록 구성된 광원을 포함하는 광원실과, 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와, 광원실 내를 불활성 가스 분위기로 유지하도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 실행하는 제어부를 구비한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 예시적 실시형태는, 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서, 기판의 표면에 레지스트막을 형성하는 것과, 레지스트막을 노광하는 것과, 레지스트막을 패터닝하는 것과, 레지스트 패턴의 표면에 파장 200 ㎚ 이하의 광을 조사하는 것과, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 기판의 표면의 에칭을 행하는 것을 포함하는 미세 패턴의 형성 방법을 개시하고 있다. 레지스트 패턴에 파장 200 ㎚ 이하의 광을 조사함으로써, 레지스트 패턴의 표면의 러프니스(요철)가 개선된다.
일본 특허 공개 제2001-127037호 공보
본 개시는 오존의 발생을 억제하면서 기판을 효율적으로 처리하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 설명한다.
하나의 예시적 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 처리가 행해지도록 구성된 처리실과, 기판의 표면에 진공 자외광을 조사하도록 구성된 광원을 포함하는 광원실과, 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와, 광원실 내를 불활성 가스 분위기로 유지하도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 실행하는 제어부를 구비한다.
하나의 예시적 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 오존의 발생을 억제하면서 기판을 효율적으로 처리하는 것이 가능해진다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 램프실 내를 상방에서 본 도면이고, 광 통과창이 셔터 부재에 의해 폐쇄되어 있지 않은 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 램프실 내를 상방에서 본 도면이고, 광 통과창이 셔터 부재에 의해 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 기판 처리 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 컨트롤러의 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 6은 웨이퍼의 처리 순서의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 7은 웨이퍼의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 웨이퍼의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 웨이퍼의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 처리실 내의 압력이 처리의 진행에 따라 변화하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다른 예에 따른 기판 처리 장치의 램프실 내를 상방에서 본 도면이다.
도 12는 다른 예에 따른 기판 처리 장치의 램프실 내를 상방에서 본 도면이다.
이하에, 여러 가지 예시적 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.
[기판 처리 장치의 구성]
도 1∼도 5를 참조하여, 기판 처리 장치(1)의 일례에 대해 설명한다. 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)(기판)에 대해 소정의 처리를 행하도록 구성되어 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되어 있는 레지스트막 또는 레지스트 패턴에 대해 진공 자외광(VUV광: Vacuum Ultra Violet Light)을 조사하여, 이들 레지스트재의 표면의 러프니스를 개선하도록 구성되어 있다. 기판 처리 장치(1)는, 노광 후의 레지스트재에 대해 진공 자외선광을 조사해도 좋다.
웨이퍼(W)는, 원판형을 나타내어도 좋고, 다각형 등 원형 이외의 판형을 나타내고 있어도 좋다. 웨이퍼(W)는, 일부가 절결된 절결부를 갖고 있어도 좋다. 절결부는, 예컨대, 노치(U자형, V자형 등의 홈)여도 좋고, 직선형으로 연장되는 직선부(이른바, 오리엔테이션·플랫)여도 좋다. 웨이퍼(W)는, 예컨대, 반도체 기판, 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판 그 외의 각종 기판이어도 좋다. 웨이퍼(W)의 직경은, 예컨대 200 ㎜∼450 ㎜ 정도여도 좋다.
기판 처리 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리실(10)과, 광원실(12)과, 컨트롤러(Ctr)(제어부)를 구비한다.
처리실(10)은, 케이스(14)와, 회전 유지부(16)와, 게이트 밸브(18)와, 가스 공급부(20)와, 진공 펌프(22)(배기부)를 포함한다. 케이스(14)는, 예컨대 대기 분위기 중에 설치된 진공 용기의 일부이고, 도시하지 않은 반송 기구에 의해 반송된 웨이퍼(W)를 수납 가능하게 구성되어 있다. 케이스(14)는, 상방을 향해 개구된 바닥이 있는 통형체를 나타내고 있다. 케이스(14)의 벽면에는, 관통 구멍(14a∼14c)이 형성되어 있다.
회전 유지부(16)는, 회전부(16a)와, 샤프트(16b)와, 유지부(16c)를 갖는다. 회전부(16a)는, 컨트롤러(Ctr)로부터의 동작 신호에 기초하여 동작하여, 샤프트(16b)를 회전시킨다. 회전부(16a)는, 예컨대 전동 모터 등의 동력원이다. 유지부(16c)는, 샤프트(16b)의 선단부에 설치되어 있다. 유지부(16c)는, 웨이퍼(W)의 자세가 대략 수평의 상태로 웨이퍼(W)를 유지 가능하다. 유지부(16c)에 웨이퍼(W)가 배치된 상태에서 회전부(16a)가 회전하면, 웨이퍼(W)는, 그 표면에 대해 수직인 축(회전축) 주위로 회전한다.
게이트 밸브(18)는, 케이스(14)의 측벽의 외표면에 배치되어 있다. 게이트 밸브(18)는, 컨트롤러(Ctr)의 지시에 기초하여 동작하여, 케이스(14)의 관통 구멍(14a)을 폐쇄 및 개방하도록 구성되어 있다. 게이트 밸브(18)에 의해 관통 구멍(14a)이 개방되어 있는 경우, 케이스(14)에 대해 웨이퍼(W)를 반입 및 반출 가능하다. 즉, 관통 구멍(14a)은 웨이퍼(W)의 출입구로서도 기능한다.
가스 공급부(20)는, 관통 구멍(14b)을 통해 케이스(14) 내에 불활성 가스(예컨대, 아르곤, 질소 등)를 공급하도록 구성되어 있다. 가스 공급부(20)는, 가스원(20a)과, 밸브(20b)와, 배관(20c)을 갖는다. 가스원(20a)은, 불활성 가스를 저류하고 있고, 불활성 가스의 공급원으로서 기능한다. 밸브(20b)는, 컨트롤러(Ctr)로부터의 동작 신호에 기초하여 동작하여, 배관(20c)을 개방 및 폐색시킨다. 배관(20c)은, 상류측으로부터 순서대로, 가스원(20a), 밸브(20b) 및 관통 구멍(14b)을 접속하고 있다.
진공 펌프(22)는, 케이스(14) 내로부터 기체를 배출하여, 케이스(14) 내를 진공 상태로 하도록 구성되어 있다.
광원실(12)은, 케이스(24)와, 구획벽(26)과, 셔터 부재(28)와, 액추에이터(30)와, 복수의 광원(32)과, 가스 공급부(34)를 포함한다.
케이스(24)는, 예컨대 대기 분위기 중에 설치된 진공 용기의 일부이다. 케이스(24)는, 하방을 향해 개구된 바닥이 있는 통형체를 나타내고 있다. 케이스(24)는, 케이스(24)의 개방단이 케이스(14)의 개방단에 마주보도록 배치되어 있다. 케이스(24)의 벽면에는 관통 구멍(24a)이 형성되어 있다.
구획벽(26)은, 케이스(14, 24) 사이에 배치되어 있고, 케이스(14) 내의 공간과 케이스(24) 내의 공간을 구획하도록 구성되어 있다. 환언하면, 구획벽(26)은, 케이스(14)의 상부벽으로서 기능하고, 케이스(24)의 바닥벽으로서 기능한다. 즉, 케이스(24)는, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향(이하, 수직 방향)에 있어서, 케이스(14)와 인접하도록 배치되어 있다. 구획벽(26)에 의해 구획된 후의 케이스(24) 내의 공간(V)은, 수직 방향에 있어서의 높이가 수평 방향에 있어서의 사이즈와 비교하여 작은 편평 공간으로 되어 있다.
구획벽(26)에는, 복수의 관통 구멍(26a)과 관통 구멍(26b)이 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(26a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 수직 방향에 있어서 셔터 부재(28)와 중첩되도록 배치되어 있다. 복수의 관통 구멍(26a)은 각각, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 진공 자외광이 투과 가능한 창 부재(26c)에 의해 막혀 있다. 창 부재(26c)는, 예컨대, 유리(예컨대, 불화마그네슘 유리)여도 좋다. 관통 구멍(26b)은, 관통 구멍(24a)으로부터 떨어져 위치하고 있다. 관통 구멍(26b)은, 창 부재(26c) 등에 의해 막혀 있지 않고, 기체가 유통 가능한 유로를 구성하고 있다.
셔터 부재(28)는, 공간(V) 내에 배치되어 있고, 광원(32)이 조사하는 진공 자외광을 차단 및 통과 가능하게 구성되어 있다. 셔터 부재(28)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원판형을 나타내고 있다. 셔터 부재(28)에는, 복수의 관통 구멍(28a)이 형성되어 있다.
액추에이터(30)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셔터 부재(28)의 중심 근방과 접속되어 있다. 액추에이터(30)는, 컨트롤러(Ctr)로부터의 지시에 기초하여, 셔터 부재(28)를 회전시키도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 액추에이터(30)는, 각 관통 구멍(28a)이 그것에 대응하는 관통 구멍(26a)[창 부재(26c)]과 수직 방향에 있어서 중첩되는 개방 위치(도 2 참조)와, 각 관통 구멍(28a)이 그것에 대응하는 관통 구멍(26a)[창 부재(26c)]과 수직 방향에 있어서 중첩되지 않는 폐쇄 위치(도 3 참조) 사이에서, 셔터 부재(28)를 회전시키는 기능을 갖는다.
복수의 광원(32)은, 케이스(24)의 상부벽에 부착되어 있다. 복수의 광원(32)은, 컨트롤러(Ctr)로부터의 지시에 기초하여, 하방을 향해 진공 자외광을 조사하도록 구성되어 있다. 복수의 광원(32)은 각각, 도 1에 도시된 바와 같이, 관통 구멍(26a)[창 부재(26c)]과 수직 방향에 있어서 중첩되도록 배치되어 있다. 그 때문에, 셔터 부재(28)가 개방 위치에 있는 경우, 각 광원(32)으로부터 조사된 진공 자외광은, 대응하는 관통 구멍(28a) 및 관통 구멍(26a)[창 부재(26c)]을 통과하여 케이스(14) 내의 웨이퍼(W)의 표면에 조사된다. 한편, 셔터 부재(28)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 각 광원(32)으로부터 조사된 진공 자외광은, 셔터 부재(28)에 의해 차폐되어, 케이스(14) 내에는 조사되지 않는다.
각 광원(32)은, 예컨대 중수소 램프이고, 파장이 200 ㎚ 이하의 진공 자외광을 조사하도록 구성되어 있어도 좋다. 보다 구체적으로는, 각 광원(32)은, 예컨대 115 ㎚∼400 ㎚의 파장의 광, 즉 115 ㎚∼400 ㎚의 연속 스펙트럼을 이루는 광을 조사하도록 구성되어 있어도 좋다. 이 범위의 연속 스펙트럼은, 즉 파장이 10 ㎚∼200 ㎚인 광(즉 진공 자외광)을 포함하고, 진공 자외광(진공 자외선)보다 파장이 큰 근자외광(근자외선)을 포함한다. 연속 스펙트럼의 피크의 파장은, 예컨대, 160 ㎚ 이하여도 좋고, 150 ㎚ 이상이어도 좋다.
각 광원(32)으로부터 조사되는 광의 스펙트럼의 파장 영역은 비교적 넓기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면의 레지스트재는 여러 가지 광의 에너지를 받는다. 그 결과로서, 상기 레지스트재의 표면에서는 여러 가지 반응이 발생한다. 구체적으로는, 레지스트재를 구성하는 분자 중의 여러 위치에 있어서의 화학 결합이 절단되어 여러 가지 화합물이 생성되기 때문에, 광 조사 전에 레지스트재에 존재하고 있던 분자가 갖는 배향성이 해소되고, 레지스트재의 표면 자유 에너지가 저하되어, 내부 응력이 저하된다. 이에 의해, 레지스트재의 표면의 유동성이 높아진다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면의 거칠음의 개선 효과를 향상시킬 수 있다.
그런데, 레지스트재에 조사되는 광은, 그 파장이 클수록 레지스트재의 심층(深層)에 도달하기 쉽다. 이 점, 각 광원(32)으로부터 조사되는 광의 스펙트럼의 피크의 파장은, 전술한 바와 같이 진공 자외광의 대역(10 ㎚∼200 ㎚)에 포함되어 있다. 그 때문에, 각 광원(32)으로부터 조사되는 광 중 비교적 큰 파장을 갖는 광의 강도는 작다. 따라서, 각 광원(32)으로부터 조사되는 광은, 레지스트재의 심층에 도달하기 어렵다. 그 결과, 레지스트재의 심층에 있어서는 상기한 분자의 결합의 절단을 억제할 수 있다. 즉, 광 조사에 의해 반응하는 영역을 레지스트재의 표면측으로 한정할 수 있다.
각 광원(32)은, 가우시안 분포의 광과 비교하여 강도 분포가 플랫한 톱 해트형의 광을 생성할 수 있다. 단, 톱 해트형의 광이어도, 강도 분포가 완전히 플랫하게 되어 있는 것은 아니며, 중앙측[광원(32) 바로 아래]으로부터 멀어짐에 따라 광의 강도가 약해진다. 광원(32)으로부터 출사되는 광은, 원뿔형의 광로를 취하고 있어도 좋다.
가스 공급부(34)는, 관통 구멍(24a)을 통해 케이스(24) 내에 불활성 가스(예컨대, 질소 등)를 공급하도록 구성되어 있다. 가스 공급부(34)는, 가스원(34a)과, 밸브(34b)와, 배관(34c)을 갖는다. 가스원(34a)은, 불활성 가스를 저류하고 있고, 불활성 가스의 공급원으로서 기능한다. 밸브(34b)는, 컨트롤러(Ctr)로부터의 동작 신호에 기초하여 동작하여, 배관(34c)을 개방 및 폐색시킨다. 배관(34c)은, 상류측으로부터 순서대로, 가스원(34a), 밸브(34b) 및 관통 구멍(24a)을 접속하고 있다.
컨트롤러(Ctr)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기능 모듈로서, 판독부(M1)와, 기억부(M2)와, 구동 제어부(M3)와, 광원 제어부(M4)와, 가스 공급 제어부(M5)와, 배기 제어부(M6)를 포함한다. 이들의 기능 모듈은, 컨트롤러(Ctr)의 기능을 편의상 복수의 모듈로 구분한 것에 불과하며, 컨트롤러(Ctr)를 구성하는 하드웨어가 이러한 모듈로 나누어져 있는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 각 기능 모듈은, 프로그램의 실행에 의해 실현되는 것에 한정되지 않고, 전용의 전기 회로(예컨대 논리 회로), 또는, 이것을 집적한 집적 회로(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)에 의해 실현되는 것이어도 좋다.
판독부(M1)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(RM)로부터 프로그램을 판독하는 기능을 갖는다. 기록 매체(RM)는, 기판 처리 장치(1)의 각부를 동작시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 기록 매체(RM)로서는, 예컨대, 반도체 메모리, 광기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광자기 기록 디스크여도 좋다.
기억부(M2)는, 여러 가지 데이터를 기억하는 기능을 갖는다. 기억부(M2)는, 예컨대, 판독부(M1)에 있어서 기록 매체(RM)로부터 읽어낸 프로그램, 웨이퍼(W)를 처리할 때의 각종 데이터(이른바 처리 레시피), 외부 입력 장치(도시하지 않음)를 통해 오퍼레이터로부터 입력된 설정 데이터 등을 기억한다.
구동 제어부(M3)는, 유지부(16c)에 배치된 상태의 웨이퍼(W)를 회전시키도록 회전 유지부(16)를 제어하는 기능을 갖는다. 구동 제어부(M3)는, 관통 구멍(14a)을 폐쇄하는 위치와 관통 구멍(14a)을 개방하는 위치 사이에서 게이트 밸브(18)를 이동시키도록 게이트 밸브(18)를 제어하는 기능을 갖는다. 구동 제어부(M3)는, 광원(32)으로부터의 진공 자외광이 처리실(10)에 조사되는 개방 위치와, 광원(32)으로부터의 진공 자외광이 차폐되는 폐쇄 위치 사이에서 셔터 부재(28)를 이동시키도록 액추에이터(30)를 제어하는 기능을 갖는다.
광원 제어부(M4)는, 광원(32)으로부터 진공 자외광을 조사시키도록 광원(32)을 제어하는 기능을 갖는다.
가스 공급 제어부(M5)는, 관통 구멍(14b)으로부터 처리실(10) 내[케이스(14) 내]에 불활성 가스를 공급하도록 밸브(20b)를 제어하는 기능을 갖는다. 가스 공급 제어부(M5)는, 관통 구멍(24a)으로부터 광원실(12) 내[케이스(24) 내]에 불활성 가스를 공급하도록 밸브(34b)를 제어하는 기능을 갖는다.
배기 제어부(M6)는, 관통 구멍(14c)을 통해 처리실(10) 내[케이스(14) 내]의 기체를 외부로 배기하도록 진공 펌프(22)를 제어하는 기능을 갖는다.
컨트롤러(Ctr)의 하드웨어는, 예컨대 하나 또는 복수의 제어용의 컴퓨터에 의해 구성된다. 컨트롤러(Ctr)는, 하드웨어 상의 구성으로서, 예컨대 도 5에 도시된 회로(Ctr1)를 갖는다. 회로(Ctr1)는, 전기 회로 요소(circuitry)로 구성되어 있어도 좋다. 회로(Ctr1)는, 구체적으로는, 프로세서(Ctr2)와, 메모리(Ctr3)(기억부)와, 스토리지(Ctr4)(기억부)와, 입출력 포트(Ctr5)를 갖는다. 프로세서(Ctr2)는, 메모리(Ctr3) 및 스토리지(Ctr4) 중 적어도 한쪽과 협동하여 프로그램을 실행하고, 입출력 포트(Ctr5)를 통한 신호의 입출력을 실행함으로써, 전술한 각 기능 모듈을 구성한다.
기판 처리 장치(1)는, 하나의 컨트롤러(Ctr)를 구비하고 있어도 좋고, 복수의 컨트롤러(Ctr)로 구성되는 컨트롤러군(제어부)을 구비하고 있어도 좋다. 기판 처리 장치(1)가 컨트롤러군을 구비하고 있는 경우에는, 상기한 기능 모듈이 각각, 하나의 컨트롤러(Ctr)에 의해 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 컨트롤러(Ctr)의 조합에 의해 실현되고 있어도 좋다. 컨트롤러(Ctr)가 복수의 컴퓨터[회로(Ctr1)]로 구성되어 있는 경우에는, 상기한 기능 모듈이 각각, 하나의 컴퓨터[회로(Ctr1)]에 의해 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 컴퓨터[회로(Ctr1)]의 조합에 의해 실현되고 있어도 좋다. 컨트롤러(Ctr)는, 복수의 프로세서(Ctr2)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기한 기능 모듈이 각각, 하나의 프로세서(Ctr2)에 의해 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 프로세서(Ctr2)의 조합에 의해 실현되고 있어도 좋다.
[기판 처리 방법]
계속해서, 도 6∼도 10을 참조하여, 기판 처리 장치(1)를 이용한 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 한편, 초기 상태에서는, 웨이퍼(W)가 처리실(10) 내에 존재하고 있지 않고, 게이트 밸브(18)가 관통 구멍(14a)을 개방하고 있으며[처리실(10)이 대기 개방되어 있으며], 셔터 부재(28)가 폐쇄 위치에 있고, 가스 공급부(20, 34) 및 진공 펌프(22)의 동작이 정지되어 있다.
먼저, 컨트롤러(Ctr)는, 광원실(12) 내[케이스(24) 내]에 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부(34)[밸브(34b)]를 제어한다[도 6의 단계 S11 및 도 7의 (a)의 화살표 A1 참조]. 이에 의해, 광원실(12) 내가 불활성 가스로 충전된다. 광원실(12) 내의 불활성 가스는, 공간(V)을 흐른 후, 관통 구멍(26b)을 통해 처리실(10)에 유입된다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 진공 자외광을 조사하도록 광원(32)을 제어한다[도 6의 단계 S12 및 도 7의 (a) 참조]. 이때, 셔터 부재(28)가 폐쇄 위치에 있고 또한 광원실(12) 내가 불활성 가스로 충전되어 있기 때문에, 진공 자외광이 산소와 반응하는 일이 거의 없다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 웨이퍼(W)를 처리실(10) 내에 반입하도록, 도시하지 않은 반송 기구(예컨대 로봇 핸드)를 제어한다[도 6의 단계 S13 및 도 7의 (a)의 화살표 A2 참조]. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 유지부(16c) 상에 유지된다. 한편, 이후의 공정에 있어서 처리실(10) 내가 진공화되기 때문에, 웨이퍼(W)는, 유지부(16c)에 진공 흡착되어 있지 않고, 유지부(16c) 상에 단지 배치되어 있다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 관통 구멍(14a)을 폐쇄하도록 게이트 밸브(18)를 제어한다[도 6의 단계 S14 및 도 7의 (b)의 화살표 A3 참조]. 다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 처리실(10)을 배기하여 처리실(10) 내를 진공 상태로 하도록 진공 펌프(22)를 제어한다[도 6의 단계 S15 및 도 7의 (b)의 화살표 A4 참조].
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 광원실(12) 내에의 불활성 가스의 공급을 정지하도록 가스 공급부(34)[밸브(34b)]를 제어한다[도 6의 단계 S16 및 도 7의 (b) 참조]. 이 동안, 진공 펌프(22)에 의한 처리실(10)의 진공화가 계속해서 행해져, 처리실(10)의 압력이 대기압으로부터 진공 펌프(22)의 성능에 따른 압력까지 저하된다(도 10 참조). 이때의 압력은, 예컨대, 0.5 ㎩ 이하여도 좋다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 처리실(10) 내[케이스(14) 내]에 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부(20)[밸브(20b)]를 제어한다[도 6의 단계 S17 및 도 8의 (a)의 화살표 A5 참조]. 이에 의해, 처리실(10)의 압력이 설정 압력까지 높아지고(도 10 참조), 처리실(10) 내의 산소 농도가 극히 낮은 농도가 되도록 조절된다. 이때의 산소 농도는, 예컨대, 50 ppm 이하여도 좋고, 20 ppm 이하여도 좋다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 셔터 부재(28)가 개방 위치가 되도록 액추에이터(30)를 제어한다[도 6의 단계 S18 및 도 8의 (b) 참조]. 이에 의해, 광원(32)으로부터의 진공 자외광은, 관통 구멍(26a, 28a) 및 창 부재(26c)를 통과하여 웨이퍼(W)의 표면에 조사된다[도 8의 (b) 참조].
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 웨이퍼(W)가 설정된 회전수로 회전하도록 회전 유지부(16)[회전부(16a)]를 제어한다[도 6의 단계 S19 및 도 8의 (b)의 화살표 A6 참조]. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 대략 균일하게 진공 자외광이 조사된다. 이때의 웨이퍼(W)의 회전수는, 예컨대 10 rpm∼30 rpm 정도여도 좋다. 웨이퍼(W)의 회전 횟수는, 예컨대 1회전 이상이어도 좋다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 셔터 부재(28)가 폐쇄 위치가 되도록 액추에이터(30)를 제어한다[도 6의 단계 S20 및 도 9의 (a) 참조]. 이에 의해, 광원(32)으로부터의 진공 자외광은, 셔터 부재(28)에 의해 차폐되어, 처리실(10) 내에 조사되지 않게 된다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 광원실(12) 내[케이스(24) 내]에 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부(34)[밸브(34b)]를 제어한다[도 6의 단계 S21 및 도 9의 (a)의 화살표 A7 참조]. 이때, 가스 공급부(20)에 있어서는, 처리실(10) 내에의 불활성 가스의 공급이 계속되고 있다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 처리실(10)의 배기를 정지하도록 진공 펌프(22)를 제어한다[도 6의 단계 S22 및 도 9의 (a) 참조]. 이때, 처리실(10) 내 및 광원실(12) 내에는 불활성 가스가 계속해서 공급되고 있기 때문에, 처리실(10) 내의 압력이 상승한다(도 10 참조).
다음으로, 처리실(10) 내의 압력이 대기압과 동등해지면, 컨트롤러(Ctr)는, 처리실(10) 내에의 불활성 가스의 공급을 정지하도록 가스 공급부(20)[밸브(20b)]를 제어한다[도 6의 단계 S23 및 도 9의 (b) 참조]. 한편, 가스 공급부(34)에 있어서의, 광원실(12) 내에의 불활성 가스의 공급은 계속되고 있다.
다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 관통 구멍(14a)을 개방하도록 게이트 밸브(18)를 제어한다[도 6의 단계 S24 및 도 9의 (b)의 화살표 A8 참조]. 이에 의해, 처리실(10)이 대기 개방된다. 다음으로, 컨트롤러(Ctr)는, 웨이퍼(W)를 처리실(10) 밖으로 반출하도록, 도시하지 않은 반송 기구(예컨대 로봇 핸드)를 제어한다[도 6의 단계 S25 및 도 9의 (b)의 화살표 A9 참조]. 이후는, 광원(32)으로부터 진공 자외광이 조사되고 있는 상태를 유지하면서, 도 6의 단계 S12를 생략하고 상기한 처리를 반복한다. 이상에 의해, 복수의 웨이퍼(W)에 대해 연속적으로 처리가 행해진다.
[작용]
이상의 실시형태에서는, 기판 처리 장치(1)에 의한 웨이퍼(W)의 처리 중, 광원실(12) 내가 항상 불활성 가스 분위기로 된다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 반입 및 반출 시에 처리실(10)이 대기 개방되어 처리실(10) 내에 산소가 유입되어도, 산소가 진공 자외광과 반응하여 오존이 되는 것이 억제된다. 따라서, 일반적으로 점등 시의 시동에 시간을 요하는 진공 자외광의 광원(32)을, 웨이퍼(W)의 처리 중에 항상 점등시켜 둘 수 있다. 그 결과, 오존의 발생을 억제하면서 웨이퍼(W)를 효율적으로 처리하는 것이 가능해진다.
이상의 실시형태에서는, 처리실(10)과 광원실(12) 사이를 유체적으로 접속하는 관통 구멍(26b)이 구획벽(26)에 형성되어 있다. 그 때문에, 광원실(12) 내의 불활성 가스가 관통 구멍(26b)을 통해 처리실(10)에 유통 가능하다. 따라서, 광원실(12) 내에 공급되는 불활성 가스가 관통 구멍(26b)을 통해 처리실(10)에 흐르기 때문에, 광원실(12) 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 그 결과, 오존의 발생을 보다 억제하는 것이 가능해진다.
이상의 실시형태에서는, 적어도 진공 펌프(22)가 정지하고 있을 때에, 가스 공급부(34)에 의해, 불활성 가스가 광원실(12)에 공급된다(도 6의 단계 S11∼S16, S21∼S25 참조). 진공 펌프(22)의 동작 중에는, 관통 구멍(26b)을 통해 광원실(12)로부터도 배기되기 때문에, 광원실(12) 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 한편, 진공 펌프(22)의 정지 중에는, 가스 공급부(34)로부터 불활성 가스가 광원실(12) 내에 공급되기 때문에, 광원실(12) 내에 불활성 가스가 충전되어, 산소가 진공 자외광과 반응하여 오존이 되는 것이 억제된다. 이와 같이, 진공 펌프(22)의 동작에 따라 가스 공급부(34)를 제어함으로써, 불활성 가스의 사용량을 삭감하는 것이 가능해진다.
이상의 실시형태에서는, 적어도 처리실(10)이 대기 개방되어 있을 때에, 가스 공급부(34)에 의해, 불활성 가스가 광원실(12)에 공급된다(도 6의 단계 S11∼S14, S24, S25 참조). 이 경우, 처리실(10)이 대기 개방되어 처리실(10) 내에 산소가 유입되어 와도, 광원실(12) 내가 불활성 가스 분위기로 되어 있기 때문에, 광원실(12) 내에 있어서 산소가 진공 자외광과 반응하기 어렵다. 그 때문에, 오존의 발생을 한층 억제하는 것이 가능해진다.
이상의 실시형태에서는, 처리실(10) 내를 대기압으로 복귀시킬 때에, 처리실(10) 내 및 광원실(12) 내에 각각 불활성 가스를 공급하고 있다(도 6의 단계 S21 참조). 그 때문에, 처리실(10)이 대기 개방될 때에, 광원실(12) 내뿐만이 아니라 처리실(10) 내에도 산소가 유입되기 어려워진다. 따라서, 오존의 발생을 보다 한층 억제하는 것이 가능해진다.
이상의 실시형태에서는, 광원실(12) 내의 공간(V)은, 수직 방향에 있어서의 높이가 상대적으로 작은 편평 공간을 나타내고 있다. 이 경우, 가스 공급부(34)에 의해 광원실(12) 내에 공급되는 불활성 가스는, 웨이퍼(W)의 표면을 따르는 방향으로 공간(V) 내를 흐른다. 그 때문에, 광원실(12) 내를 흐르는 불활성 가스는 수직 방향에 있어서 체류하기 어렵다. 따라서, 만일 광원실(12) 내에 산소가 존재하고 있어도, 상기 산소는, 불활성 가스에 수반하여, 진공 자외광이 조사되지 않는 하류측으로 즉시 흐른다. 그 결과, 오존의 발생을 매우 억제하는 것이 가능해진다.
[변형예]
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시형태는, 첨부된 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
(1) 처리실(10) 내의 압력보다 광원실(12) 내의 압력이 높아지도록, 광원실(12) 내에 불활성 가스가 공급되어 있어도 좋다. 이 경우, 광원실(12)로부터 관통 구멍(26b)을 통해 처리실(10)을 향해 기체가 흐르기 쉬워지기 때문에, 광원실(12) 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 그 때문에, 오존의 발생을 더욱 억제하는 것이 가능해진다.
(2) 구획벽(26)에 관통 구멍(26b)이 형성되어 있지 않아도 좋다. 이 경우, 기판 처리 장치(1)는, 광원실(12)을 배기하는 배기부를 더 구비하고 있어도 좋다.
(3) 가스 공급부(34)는, 기판 처리 장치(1)의 동작 중 항상, 불활성 가스를 광원실(12) 내에 공급하고 있어도 좋다.
(4) 웨이퍼(W)에 진공 자외광이 조사될 때에 처리실(10) 내에 공급되는 불활성 가스는 아르곤이고, 처리실(10)을 대기압으로 복귀시킬 때에 처리실(10) 내에 공급되는 불활성 가스는 아르곤 또는 질소여도 좋다. 혹은, 처리실(10)을 대기압으로 복귀시킬 때, 처리실(10) 내에 불활성 가스 이외의 가스가 공급되어도 좋다.
(5) 셔터 부재(28)는, 구획벽(26)의 주면(主面)을 따르는 방향(수평 방향)으로 슬라이드함으로써, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 그 자세를 변경해도 좋다.
(6) 기판 처리 장치(1)는, 처리실(10) 내의 산소 농도를 측정하도록 구성된 센서(측정부)를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 셔터 부재(28)를 개방 위치로 변경하는 타이밍은(도 6의 단계 S20 참조), 센서에 의해 측정된 농도가 목표값 이하라고 컨트롤러(Ctr)가 판단했을 때여도 좋다. 혹은, 처리실(10)을 진공화하기 위해서 진공 펌프(22)가 동작하고 나서 경과한 시간과, 처리실(10) 내의 산소 농도와의 관계를 미리 취득해 두고, 처리실(10) 내의 산소 농도가 목표값 이하가 되는 시간이 경과했을 때에, 셔터 부재(28)가 개방 위치로 변경되어도 좋다. 이들의 경우, 처리실(10) 내의 산소 농도가 낮은 상태에서 처리실(10) 내에 진공 자외광이 조사된다. 그 때문에, 처리실(10) 내에 있어서 진공 자외광과 산소가 반응해도, 발생하는 오존의 농도를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
(7) 도 11에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1)가 복수의 가스 공급부(34)를 구비하고 있고, 처리실(10) 주위의 복수의 방향으로부터 처리실(10) 내에 불활성 가스가 공급되어도 좋다.
(8) 관통 구멍(26b)의 위치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 수직 방향에 있어서 웨이퍼(W)와 중첩되지 않는 위치여도 좋다. 이 경우, 관통 구멍(26b)을 통해 처리실(10)에 흐른 기체가 웨이퍼(W)로 직접 향하기 어려워진다. 혹은, 관통 구멍(26b)의 위치는, 도 12에 도시된 바와 같이, 구획벽(26)의 중앙 근방이어도 좋다.
[예시]
처리실에 기판을 반입 및 반출할 때에는, 처리실이 대기 개방되기 때문에, 처리실 내에 산소가 유입된다. 이때, 특허문헌 1에 기재된 방법과 같이, 파장 200 ㎚ 이하의 광이 조사된 채이면, 산소가 광과 반응하여 오존이 발생하는 경우가 있다. 오존은, 기판의 표면에 형성되어 있는 레지스트막에 영향을 줄 우려가 있을 뿐만이 아니라, 인체에 영향을 줄 우려가 있기 때문에, 오존의 농도는 소정의 기준값 이하로 규제되어 있다. 그 때문에, 종래에는, 처리실의 대기 개방 전에 광원을 소등하고, 처리실 내에 기판이 반입되어 진공화가 완료된 후에 광원을 점등하는 처리를 행하는 것이 일반적이었다.
그러나, 이러한 종류의 광원은, 시동에 비교적 긴 시간을 요하는 경우가 있다. 그 때문에, 기판의 처리 효율을 높이는 것이 곤란하였다.
그래서, 이하에, 오존의 발생을 억제하면서 기판을 효율적으로 처리하는 것이 가능한 기판 처리 장치의 예를 나타낸다.
예 1. 본 개시의 하나의 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 처리가 행해지도록 구성된 처리실과, 기판의 표면에 진공 자외광을 조사하도록 구성된 광원을 포함하는 광원실과, 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와, 광원실 내를 불활성 가스 분위기로 유지하도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 실행하는 제어부를 구비한다. 이 경우, 장치의 동작 중, 광원실 내가 항상 불활성 가스 분위기로 된다. 그 때문에, 기판의 반입 및 반출 시에 처리실이 대기 개방되어 처리실(10) 내에 산소가 유입되어도, 산소가 진공 자외광과 반응하여 오존이 되는 것이 억제된다. 따라서, 일반적으로 점등 시의 시동에 시간을 요하는 진공 자외광의 광원을, 장치의 동작 중에 항상 점등시켜 둘 수 있다. 그 결과, 오존의 발생을 억제하면서 기판을 효율적으로 처리하는 것이 가능해진다.
예 2. 예 1의 장치는, 처리실과 광원실 사이를 유체적으로 접속하는 유로를 더 구비해도 좋다. 이 경우, 광원실 내의 불활성 가스가 유로를 통해 처리실에 유통 가능해진다. 그 때문에, 광원실 내에 공급되는 불활성 가스가 유로를 통해 처리실에 흐르기 때문에, 광원실 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 따라서, 오존의 발생을 보다 억제하는 것이 가능해진다.
예 3. 예 2의 장치는, 처리실로부터 기체를 배기하도록 구성된 배기부를 더 구비하고, 가스 공급부를 제어하는 처리는, 적어도 배기부가 정지하고 있을 때에, 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부 및 배기부를 제어하는 처리를 포함하고 있어도 좋다. 배기부의 동작 중에는 유로를 통해 광원실로부터도 배기되기 때문에, 광원실 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 한편, 배기부의 정지 중에는, 가스 공급부로부터 불활성 가스가 광원실 내에 공급되기 때문에, 광원실 내에 불활성 가스가 충전되어, 산소가 진공 자외광과 반응하여 오존이 되는 것이 억제된다. 이와 같이, 배기부의 동작에 따라 가스 공급부를 제어함으로써, 불활성 가스의 사용량을 삭감하는 것이 가능해진다.
예 4. 예 2 또는 예 3의 장치에 있어서, 가스 공급부를 제어하는 처리는, 광원실 내에 불활성 가스가 공급되고 있을 때에, 처리실 내의 압력보다 광원실 내의 압력이 높아지도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 광원실로부터 유로를 통해 처리실을 향해 기체가 흐르기 쉬워지기 때문에, 광원실 내에 산소가 유입되기 어려워진다. 그 때문에, 오존의 발생을 더욱 억제하는 것이 가능해진다.
예 5. 예 1∼예 4 중 어느 하나의 장치에 있어서, 가스 공급부를 제어하는 처리는, 적어도 처리실이 대기 개방되어 있을 때에, 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 처리실이 대기 개방되어 처리실 내에 산소가 유입되어 와도, 광원실 내가 불활성 가스 분위기로 되어 있기 때문에, 광원실 내에 있어서 산소가 진공 자외광과 반응하기 어렵다. 그 때문에, 오존의 발생을 한층 억제하는 것이 가능해진다.
예 6. 예 1∼예 5 중 어느 하나의 장치에 있어서, 가스 공급부를 제어하는 처리는, 광원실 내 및 처리실 내에 각각 불활성 가스를 공급하도록 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 처리실이 대기 개방될 때에, 광원실 내뿐만이 아니라 처리실 내에도 산소가 유입되기 어려워진다. 그 때문에, 오존의 발생을 보다 한층 억제하는 것이 가능해진다.
예 7. 예 1∼예 6 중 어느 하나의 장치에 있어서, 광원실은, 광원과 기판 사이에 위치하도록 광원실 내에 배치된 셔터 부재를 포함하고, 셔터 부재는, 광원으로부터의 진공 자외광을 기판에 도달시키지 않는 폐쇄 위치와, 광원으로부터의 진공 자외광을 기판에 통과시키는 개방 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있으며, 제어부는, 처리실 내의 산소 농도가 목표값 이하가 되었을 때에 셔터 부재를 개방 위치로 하도록 셔터 부재를 제어하는 처리를 실행해도 좋다. 이 경우, 처리실 내의 산소 농도가 낮은 상태에서 처리실 내에 진공 자외광이 조사된다. 그 때문에, 처리실 내에 있어서 진공 자외광과 산소가 반응해도, 발생하는 오존의 농도를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
예 8. 예 1∼예 7 중 어느 하나의 장치에 있어서, 광원실 내의 공간은, 기판의 표면에 직교하는 방향에 있어서의 높이가 상대적으로 작은 편평 공간을 나타내고 있고, 가스 공급부에 의해 광원실 내에 공급되는 불활성 가스는, 기판의 표면을 따르는 방향으로 흘러도 좋다. 이 경우, 광원실 내를 흐르는 불활성 가스는, 기판의 표면에 직교하는 방향에 있어서 체류하기 어렵다. 그 때문에, 만일 광원실 내에 산소가 존재하고 있어도, 상기 산소는, 불활성 가스에 수반하여, 진공 자외광이 조사되지 않는 하류측으로 즉시 흐른다. 따라서, 오존의 발생을 매우 억제하는 것이 가능해진다.

Claims (8)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판의 처리가 행해지도록 구성된 처리실과,
    상기 기판의 표면에 진공 자외광을 조사하도록 구성된 광원을 포함하는 광원실과,
    상기 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부와,
    상기 광원실 내를 불활성 가스 분위기로 유지하도록 상기 가스 공급부를 제어하는 처리를 실행하는 제어부
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리실과 상기 광원실 사이를 유체적으로 접속하는 유로를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 처리실로부터 기체를 배기하도록 구성된 배기부를 더 포함하고,
    상기 가스 공급부를 제어하는 처리는, 적어도 상기 배기부가 정지하고 있을 때에, 상기 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 상기 가스 공급부 및 상기 배기부를 제어하는 처리를 포함하는 것인, 기판 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가스 공급부를 제어하는 처리는, 상기 광원실 내에 불활성 가스가 공급되고 있을 때에, 상기 처리실 내의 압력보다 상기 광원실 내의 압력이 높아지도록 상기 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하는 것인, 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부를 제어하는 처리는, 적어도 상기 처리실이 대기 개방되어 있을 때에, 상기 광원실 내에 불활성 가스를 공급하도록 상기 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하는 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부를 제어하는 처리는, 상기 광원실 내 및 상기 처리실 내에 각각 불활성 가스를 공급하도록 상기 가스 공급부를 제어하는 처리를 포함하는 것인, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원실은, 상기 광원과 상기 기판 사이에 위치하도록 상기 광원실 내에 배치된 셔터 부재를 포함하고,
    상기 셔터 부재는, 상기 광원으로부터의 진공 자외광을 상기 기판에 도달시키지 않는 폐쇄 위치와, 상기 광원으로부터의 진공 자외광을 상기 기판에 통과시키는 개방 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있으며,
    상기 제어부는, 처리실 내의 산소 농도가 목표값 이하가 되었을 때에 상기 셔터 부재를 상기 개방 위치로 하도록 상기 셔터 부재를 제어하는 처리를 실행하는 것인, 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원실 내의 공간은, 상기 기판의 상기 표면에 직교하는 방향에 있어서의 높이가 상대적으로 작은 편평 공간을 나타내고 있고,
    상기 가스 공급부에 의해 상기 광원실 내에 공급되는 불활성 가스는, 상기 기판의 상기 표면을 따르는 방향으로 흐르는 것인, 기판 처리 장치.
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