(57)【要約】【課題】基板の表面に処理用の光を照射する基板処理において、基板の表面内における光の照射量の均一性向上に有効な基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、ウエハＷの表面Ｗａの処理対象領域ＴＡよりも小さい照射領域Ａ１内に処理用の光を照射する光照射部３０と、ウエハＷの表面Ｗａに沿った平面内において、互いに交差する二方向に照射領域Ａ１を移動させる駆動部１５と、処理対象領域ＴＡの全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射位置を移動させるように駆動部１５を制御するコントローラ１００と、を備える。【選択図】図１
2020021813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面の処理対象領域よりも小さい照射領域内に処理用の光を照射する光照射部と、
前記基板の表面に沿った平面内において、互いに交差する二方向に前記照射領域を移動させる駆動部と、
前記処理対象領域の全域に前記光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射位置を移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記基板を回転させることにより第一方向に前記照射領域を移動させる回転駆動部と、前記回転駆動部による前記基板の回転中心に直交する方向に前記基板を移動させることによって前記第一方向に交差する第二方向に前記照射領域を移動させるスキャン駆動部とを有する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第二方向の各位置における前記照射領域の滞在時間が、前記回転中心に近づくのに応じて短くなるように前記スキャン駆動部を制御する、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、互いに中心位置が異なる複数の往復移動範囲で前記照射領域を往復移動させ、前記往復移動範囲の中心位置が前記回転中心に近づくのに応じて前記照射領域の往復移動の速度を高くするように前記スキャン駆動部を制御する、請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記往復移動範囲の中心位置が前記回転中心に近づくのに応じて前記照射領域の往復回数を多くするように前記スキャン駆動部を制御する、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記複数の往復移動範囲のそれぞれが、少なくとも一つの他の往復移動範囲と重複するように前記スキャン駆動部を制御する、請求項４又は５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記往復移動範囲の中心位置が前記回転中心に近づくのに応じて前記照射領域の往復ストロークを大きくするように前記スキャン駆動部を制御する、請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記照射領域が前記回転中心に近づくのに応じて前記照射領域の移動速度を高くするように前記スキャン駆動部を制御する、請求項２〜７のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記照射領域の移動方向の折り返しを前記処理対象領域の外で行うように前記駆動部を制御する、請求項１〜８のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記光照射部は、前記照射領域内の大半を占める同一の集光領域に光を照射する複数の光源を含む、請求項１〜９のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記複数の光源は、前記集光領域の中心において前記基板の表面に直交する軸線を囲むように配置されており、いずれも前記集光領域の中心に向かって傾いている、請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
基板の表面の処理対象領域よりも小さい照射領域内に処理用の光を照射することと、
処理対象領域の全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って、互いに交差する二方向に照射位置を移動させることと、を含む基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の基板処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、半導体デバイスの製造プロセスにおける微細パターンの形成方法を開示している。この方法は、基板の表面にレジスト膜を形成することと、レジスト膜を露光することと、レジスト膜をパターニングすることと、レジストパターンの表面に光を照射することと、レジストパターンをマスクとして基板の表面のエッチングを行うこととを含む。照射される光の波長は２００ｎｍ以下である。レジストパターンに波長２００ｎｍ以下の光を照射することで、レジストパターンの表面のラフネス（凹凸）が改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２７０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、基板の表面に処理用の光を照射する基板処理において、基板の表面内における光の照射量の均一性向上に有効な基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面に係る基板処理装置は、基板の表面の処理対象領域よりも小さい照射領域内に処理用の光を照射する光照射部と、基板の表面に沿った平面内において、互いに交差する二方向に照射領域を移動させる駆動部と、処理対象領域の全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射位置を移動させるように駆動部を制御する制御部と、を備える。
【０００６】
本開示の一側面に係る基板処理方法は、基板の表面の処理対象領域よりも小さい照射領域内に処理用の光を照射することと、処理対象領域の全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って、互いに交差する二方向に照射位置を移動させることと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、基板の表面に処理用の光を照射する基板処理において、基板の表面内における光の照射量の均一性向上に有効な基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１中の駆動部の平面図である。
【図３】光照射部の構成を例示する模式図である。
【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】光照射部の変形例を示す模式図である。
【図６】コントローラの機能的な構成を例示するブロック図である。
【図７】コントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図８】基板処理手順を例示するフローチャートである。
【図９】照射開始前の基板処理装置の動作を例示する模式図である。
【図１０】照射開始前の基板処理装置の動作を例示する模式図である。
【図１１】照射中におけるスキャン動作を例示する模式図である。
【図１２】照射中におけるスキャン動作を例示する模式図である。
【図１３】スキャン動作の変形例を示す模式図である。
【図１４】スキャン動作の変形例を示す模式図である。
【図１５】照射完了後の基板処理装置の動作を例示する模式図である。
【図１６】基板処理装置の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、種々の例示的実施形態について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１０】
［基板処理装置の構成］
図１〜図５を参照して、基板処理装置１の一例について説明する。基板処理装置１は、ウエハＷ（基板）に処理用の光を照射する。例えば、基板処理装置１は、ウエハＷの表面に形成されたレジスト膜又はレジストパターンに対し真空紫外光（ＶＵＶ光：Ｖａｃｕｕｍ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ）を照射し、これらのレジスト材の表面のラフネスを改善するように構成されている。基板処理装置１は、露光後のレジスト材に対してＶＵＶ光を照射してもよい。
【００１１】
ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、多角形など円形以外の板状を呈していてもよい。ウエハＷは、一部が切り欠かれた切り欠き部を有していてもよい。切り欠き部は、例えば、ノッチ（Ｕ字形、Ｖ字形等の溝）であってもよいし、直線状に延びる直線部（いわゆる、オリエンテーション・フラット）であってもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。
【００１２】
基板処理装置１は、図１に示されるように、処理室１０と、光源室１２と、コントローラ１００（制御部）とを備える。
【００１３】
処理室１０は、筐体１４と、駆動部１５と、ゲート１９と、ガス供給部２０と、真空ポンプ２２（排気部）とを含む。筐体１４は、例えば大気雰囲気中に設けられた真空容器の一部であり、図示しない搬送機構によって搬送されたウエハＷを収納可能に構成されている。筐体１４は、上方に向けて開口された有底筒状を呈している。筐体１４の壁面には、貫通孔１４ａ〜１４ｃが設けられている。
【００１４】
駆動部１５は、コントローラ１００の指示に基づいて動作し、ウエハＷの表面Ｗａに沿った平面内において、互いに交差（例えば直交）する二方向にＶＵＶ光の照射領域を移動させる。駆動部１５は、上記二方向に独立して上記照射領域を移動させるように構成されている。換言すると、駆動部１５は、上記二方向における照射領域の位置を独立して変更できるように構成されている。より具体的に、駆動部１５は、二方向のいずれか一方における照射領域の位置を変更することなく二方向の他方における照射領域の位置を変更できるように構成されている。
【００１５】
例えば駆動部１５は、保持部１６と、回転駆動部１７と、スキャン駆動部１８とを有する。保持部１６は、表面Ｗａを上にして水平に配置されたウエハＷの中央部分を支持し、当該ウエハＷを例えば真空吸着等によって保持する。回転駆動部１７は、ウエハＷを保持した保持部１６を当該ウエハＷと共に鉛直な軸線Ａｘ１まわりに回転させることにより上記二方向の一方（例えば図２中の第一方向Ｄ１）に照射領域を移動させる。回転駆動部１７は、例えば電動モータを動力源とする回転アクチュエータである。
【００１６】
スキャン駆動部１８は、回転駆動部１７によるウエハＷの回転中心（上記軸線Ａｘ１）に直交する方向にウエハＷを移動させることによって上記第一方向に交差（例えば直交）する方向（例えば図２中の第二方向Ｄ２）に照射領域を移動させる。例えばスキャン駆動部１８は、回転駆動部１７を保持するアーム１８ａと、軸線Ａｘ１に平行な軸線Ａｘ２まわりにアーム１８ａを揺動させるスイング駆動部１８ｂとを有する。スイング駆動部１８ｂは、例えば電動モータを動力源とする回転アクチュエータである。
【００１７】
ゲート１９は、筐体１４の側壁の外表面に配置されている。ゲート１９は、コントローラ１００の指示に基づいて動作し、筐体１４の貫通孔１４ａを閉鎖及び開放するように構成されている。ゲート１９によって貫通孔１４ａが開放されている場合、筐体１４に対してウエハＷを搬入出可能である。すなわち、貫通孔１４ａはウエハＷの出入口としても機能する。
【００１８】
ガス供給部２０は、貫通孔１４ｂを介して筐体１４内に不活性ガス（例えば、アルゴン、窒素など）を供給するように構成されている。ガス供給部２０は、ガス源２０ａと、バルブ２０ｂと、配管２０ｃとを有する。ガス源２０ａは、不活性ガスを貯留しており、不活性ガスの供給源として機能する。バルブ２０ｂは、コントローラ１００からの動作信号に基づいて動作し、配管２０ｃを開放及び閉塞させる。配管２０ｃは、上流側から順に、ガス源２０ａ、バルブ２０ｂ及び貫通孔１４ｂを接続している。
【００１９】
真空ポンプ２２は、筐体１４内から気体を排出して、筐体１４内を真空状態とするように構成されている。
【００２０】
光源室１２は、筐体２４と、仕切壁２６と、シャッタ部材２８と、シャッタ駆動部２９と、ガス供給部２７と、光照射部３０とを含む。
【００２１】
筐体２４は、例えば大気雰囲気中に設けられた真空容器の一部である。筐体２４は、下方に向けて開口された有底筒状を呈している。筐体２４は、筐体２４の開放端が筐体１４の開放端に向かい合うように配置されている。筐体２４の壁面には貫通孔２４ａが設けられている。
【００２２】
仕切壁２６は、筐体１４，２４の間に配置されており、筐体１４内の空間と筐体２４内の空間とを仕切るように構成されている。換言すれば、仕切壁２６は、筐体１４の天壁として機能すると共に、筐体２４の底壁として機能する。すなわち、筐体２４は、ウエハＷの表面に垂直な方向（以下、垂直方向）において、筐体１４と隣り合うように配置されている。仕切壁２６によって仕切られた後の筐体２４内の空間Ｖは、垂直方向における高さが水平方向におけるサイズと比較して小さい偏平空間となっている。
【００２３】
仕切壁２６には、貫通孔２６ａ，２６ｂが設けられている。貫通孔２６ａは、垂直方向においてシャッタ部材２８と重なり合うように配置されている。貫通孔２６ａは、ＶＵＶ光が透過可能な窓部材２６ｃによって塞がれている。窓部材２６ｃは、例えば、ガラス（例えば、フッ化マグネシウムガラス）であってもよい。貫通孔２６ｂは、貫通孔２４ａから離れて位置している。貫通孔２６ｂは、窓部材２６ｃ等によって塞がれておらず、気体が流通可能な流路を構成している。
【００２４】
シャッタ部材２８は、空間Ｖ内に配置されており、空間Ｖから窓部材２６ｃへの光（後述の光照射部３０が出射する光）を遮る。シャッタ駆動部２９は、コントローラ１００の指示に基づいて動作し、空間Ｖから窓部材２６ｃへの光を遮る遮光位置と、空間Ｖから窓部材２６ｃへの光を遮らない非遮光位置との間でシャッタ部材２８を移動させるように構成されている。例えばシャッタ駆動部２９は、電動モータを動力源とするアクチュエータである。
【００２５】
ガス供給部２７は、貫通孔２４ａを介して筐体２４内に不活性ガス（例えば、窒素など）を供給するように構成されている。ガス供給部２７は、ガス源２７ａと、バルブ２７ｂと、配管２７ｃとを有する。ガス源２７ａは、不活性ガスを貯留しており、不活性ガスの供給源として機能する。バルブ２７ｂは、コントローラ１００からの動作信号に基づいて動作し、配管２７ｃを開放及び閉塞させる。配管２７ｃは、上流側から順に、ガス源２７ａ、バルブ２７ｂ及び貫通孔２４ａを接続している。
【００２６】
光照射部３０は、ウエハＷ（保持部１６に保持されたウエハＷ）の表面Ｗａの処理対象領域ＴＡよりも小さい照射領域Ａ１内にＶＵＶ光を照射する。処理対象領域ＴＡは、表面Ｗａの全域であってもよいし、表面Ｗａの一部（例えば周縁部を除く領域）であってもよい。照射領域Ａ１の直径は、例えば１０〜７０ｍｍであり、２０〜６０ｍｍであってもよく、３０〜５０ｍｍであってもよい。例えば光照射部３０は、空間Ｖにおいて窓部材２６ｃの上方に設けられており、窓部材２６ｃを通して照射領域Ａ１内にＶＵＶ光を照射する。
【００２７】
図３及び図４に示すように、光照射部３０は、複数の光源３１を含んでいてもよい。複数の光源３１のそれぞれは、照射領域Ａ１内の同一の集光領域Ａ２に光を照射する。集光領域Ａ２は、照射領域Ａ１の大半を占める。照射領域Ａ１に対する集光領域Ａ２の面積比は、例えば７０〜１００％であり、８０〜１００％であってもよく、９０〜１００％であってもよい。
【００２８】
それぞれの光源３１は、例えば発光部３２とレンズ３３とを含む。発光部３２は、照射用の光を発生させる。発光部３２は、例えば重水素ランプであり、波長が２００ｎｍ以下のＶＵＶ光を照射するように構成されていてもよい。より具体的には、各発光部３２は、例えば１１５ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光、すなわち１１５ｎｍ〜４００ｎｍの連続スペクトルをなす光を照射するように構成されていてもよい。この範囲の連続スペクトルは、すなわち波長が１０ｎｍ〜２００ｎｍである光（すなわちＶＵＶ光）を含むと共に、ＶＵＶ光よりも波長が大きい近紫外光（近紫外線）を含む。連続スペクトルのピークの波長は、例えば、１６０ｎｍ以下であってもよいし、１５０ｎｍ以上であってもよい。レンズ３３は、発光部３２が発生させた光を上記集光領域Ａ２に集光させる。例えばレンズ３３は、発光部３２が発生させた光を実質的に平行光化する。また、レンズ３３もしくは別にレンズを追加して、上記照射領域Ａ１及び上記集光領域Ａ２を更に狭めてもよい。このような集光を行うことで、集光を行わない場合（光路を規制せずに自然に拡散する光を照射する場合）に比べより均一な照度分布の照射領域を得やすくなる。光照射部３０は、光源３１から出射された光を集光領域Ａ２に集光させるためのミラーを更に有してもよい。
【００２９】
複数の光源３１は、集光領域Ａ２の中心Ｃ１において表面Ｗａに直交する軸線ＣＬ１を囲むように配置されており、いずれも中心Ｃ１に向かって傾いている。具体的に、それぞれの光源３１は、中心Ｃ１側に向かうように傾いている。例えば、光源３１の傾き角度は、その出射光の中心光線が鉛直下方に向かう姿勢を基準として、１５〜４５°であってもよく、２０〜４０°であってもよく、２５〜３５°であってもよい。このように中心Ｃ１側に傾く複数の光源３１により軸線ＣＬ１を囲む配置によれば、個々の光源３１の傾きに起因する集光領域Ａ２内の輝度斑が軽減される。例えば図３の左側の光源３１から集光領域Ａ２に到達する光の強度は、光路長の差異に起因して右側に向かうにつれて低下する。逆に、図３の右側の光源３１から集光領域Ａ２に到達する光の強度は左側に向かうにつれて低下する。このため、上記左側の光源３１からの光と上記右側の光源３１からの光とが重なることによって、集光領域Ａ２内の輝度斑が軽減される。
【００３０】
光源３１の数は、例えば４〜７本である。図３及び図４は、光源３１の数が６本である場合を例示している。図５に示すように、光照射部３０は、軸線ＣＬ１を囲む複数の光源３１に加え、光源３１上において鉛直下方に向けられた光源３１を更に含んでいてもよい。
【００３１】
光照射部３０から照射される光のスペクトルの波長域は比較的広いため、ウエハＷの表面Ｗａのレジスト材は様々な光のエネルギーを受ける。その結果として、当該レジスト材の表面では様々な反応が起こる。具体的には、レジスト材を構成する分子中の様々な位置における化学結合が切断されて様々な化合物が生成されるため、光照射前にレジスト材に存在していた分子が持つ配向性が解消され、レジスト材の表面自由エネルギーが低下し、内部応力が低下する。これにより、レジスト材の表面の流動性が高くなる。従って、ウエハＷの表面の荒れの改善効果を向上させることができる。
【００３２】
ところで、レジスト材に照射される光は、その波長が大きいほどレジスト材の深層へ到達しやすい。この点、光照射部３０から照射される光のスペクトルのピークの波長は、上述したようにＶＵＶ光の帯域（１０ｎｍ〜２００ｎｍ）に含まれている。そのため、光照射部３０から照射される光のうち比較的大きい波長を有する光の強度は、小さい。従って、光照射部３０から照射される光は、レジスト材の深層へ到達し難い。その結果、レジスト材の深層においては上記の分子の結合の切断を抑えることができる。すなわち、光照射により反応する領域をレジスト材の表面側に限定することができる。
【００３３】
コントローラ１００は、処理対象領域ＴＡの全域にＶＵＶ光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射領域Ａ１を移動させるように駆動部１５を制御する。図６に例示するように、コントローラ１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、照射制御部１１１と、ガス供給制御部１１２と、排気制御部１１３と、スキャン制御部１１４と、入出制御部１１５とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ１００の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ１００を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。
【００３４】
照射制御部１１１は、ＶＵＶ光を所望のタイミング（以下、「照射タイミング」という。）で照射領域Ａ１に照射するように光照射部３０及びシャッタ駆動部２９を制御する。例えば照射制御部１１１は、上記照射タイミングに先立って全ての光源３１を点灯させるように光照射部３０を制御し、照射タイミングの開始時にシャッタ部材２８を非遮光位置に移動させるようにシャッタ駆動部２９を制御する。また、照射制御部１１１は、上記照射タイミングの完了時にシャッタ部材２８を遮光位置に移動させるようにシャッタ駆動部２９を制御し、上記照射タイミングの完了後に全ての光源３１を消灯させるように光照射部３０を制御する。
【００３５】
ガス供給制御部１１２は、貫通孔１４ｂから処理室１０内（筐体１４内）に不活性ガスを供給するようにバルブ２０ｂを制御する。また、ガス供給制御部１１２は、貫通孔２４ａから光源室１２内（筐体２４内）に不活性ガスを供給するようにバルブ２７ｂを制御する。排気制御部１１３は、貫通孔１４ｃを通じて処理室１０内（筐体１４内）の気体を外部に排気するように真空ポンプ２２を制御する。
【００３６】
入出制御部１１５は、筐体１４内へのウエハＷの搬入及び筐体１４内からのウエハＷの搬出に伴って貫通孔１４ａを開閉させるようにゲート１９を制御し、保持部１６によりウエハＷの保持と解放とを切り替えるように駆動部１５を制御する。
【００３７】
スキャン制御部１１４は、処理対象領域ＴＡの全域にＶＵＶ光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射領域Ａ１を移動させるように駆動部１５を制御する。スキャン制御部１１４は、処理対象領域ＴＡ内の各部の照射量のばらつき（例えば標準偏差の３倍）が、平均照射量の５％未満となるように設定された移動パターンに従って照射領域Ａ１を移動させるように駆動部１５を制御してもよい。
【００３８】
例えばスキャン制御部１１４は、上記第二方向の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間が、ウエハＷの回転中心（上記軸線Ａｘ１）に近づくのに応じて短くなるようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。
【００３９】
スキャン制御部１１４は、互いに中心位置が異なる複数の往復移動範囲で照射領域Ａ１を往復移動させ、往復移動範囲の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復移動の速度を高くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。スキャン制御部１１４は、往復移動範囲の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復回数を多くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。スキャン制御部１１４は、複数の往復移動範囲のそれぞれが、少なくとも一つの他の往復移動範囲と重複するようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。スキャン制御部１１４は、往復移動範囲の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復ストロークを大きくするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。
【００４０】
コントローラ１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。例えばコントローラ１００は、図７に示す回路１２０を有する。回路１２０は、一つ又は複数のプロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４とを有する。ストレージ１２３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。記憶媒体は、後述の基板処理手順を基板処理装置１に実行させるためのプログラムを記憶している。記憶媒体は、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等の取り出し可能な媒体であってもよい。メモリ１２２は、ストレージ１２３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１２１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１２４は、プロセッサ１２１からの指令に従って、光照射部３０、シャッタ駆動部２９、バルブ２０ｂ，２７ｂ、真空ポンプ２２、保持部１６、回転駆動部１７、スキャン駆動部１８及びゲート１９との間で電気信号の入出力を行う。
【００４１】
なお、コントローラ１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ１００の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。
【００４２】
［基板処理方法］
続いて、基板処理方法の一例として、基板処理装置１が実行する基板処理手順を説明する。この手順は、照射領域Ａ１内にＶＵＶ光を照射することと、処理対象領域ＴＡの全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って、互いに交差する二方向に照射領域Ａ１を移動させることと、を含む。
【００４３】
図８は、この基板処理手順を例示するフローチャートである。図８の基板処理手順の直前においては、ウエハＷが処理室１０内に存在せず、ゲート１９が貫通孔１４ａを開放しており（処理室１０が大気開放されており）、シャッタ部材２８が閉位置にあり、ガス供給部２０，２７及び真空ポンプ２２の動作が停止している。
【００４４】
まず、コントローラ１００はステップＳ１１，Ｓ１２を実行する。ステップＳ１１では、ガス供給制御部１１２が、バルブ２７ｂを開いて光源室１２内（筐体２４内）への不活性ガスの供給を開始するようにガス供給部２７を制御する（図９の（ａ）参照）。これにより、光源室１２内が不活性ガスで充填される。光源室１２内の不活性ガスは、空間Ｖを流れた後、貫通孔２６ｂを通じて処理室１０に流入する。ステップＳ１２では、照射制御部１１１が、光源３１を点灯させてＶＵＶ光の出射を開始するように光照射部３０を制御する。このとき、シャッタ部材２８が遮光位置にあるのでＶＵＶ光は光源室１２内に留まる。光源室１２内は不活性ガスで充填されているので、ＶＵＶ光が酸素と反応することがほとんどない。
【００４５】
次に、コントローラ１００はステップＳ１３，Ｓ１４を実行する。ステップＳ１３では、入出制御部１１５が、処理室１０内に搬入されたウエハＷを保持部１６により保持するように駆動部１５を制御する。なお、この後の工程において処理室１０内が真空引きされる。処理室１０内が真空引きされた後にもウエハＷの保持状態を保つために、保持部１６は、真空引き後の処理室１０内の気圧よりも低い気圧でウエハＷを吸着する。例えば、真空引き後の処理室１０内の気圧と、保持部１６がウエハＷを吸着する気圧との差は、５ｋＰａ程度に設定されている。ステップＳ１４では、入出制御部１１５が、貫通孔１４ａを閉鎖するようにゲート１９を制御する（図９の（ｂ）参照）。
【００４６】
次に、コントローラ１００はステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７を実行する。ステップＳ１５では、排気制御部１１３が、排気により処理室１０内の減圧を開始するように真空ポンプ２２を制御する（図９の（ｂ）参照）。ステップＳ１６では、ガス供給制御部１１２が、バルブ２７ｂを閉じて光源室１２内への不活性ガスの供給を停止するようにガス供給部２７を制御する。ステップＳ１７では、ガス供給制御部１１２が、バルブ２０ｂを開いて処理室１０内（筐体１４内）への不活性ガスの供給を開始するようにガス供給部２０を制御する（図１０の（ａ）参照）。これにより、処理室１０内の圧力が設定圧力まで高まり、処理室１０内の酸素濃度がごく低い濃度となるよう調節される。このときの酸素濃度は、例えば、５０ｐｐｍ以下であってもよいし、２０ｐｐｍ以下であってもよい。
【００４７】
次に、コントローラ１００はステップＳ１８を実行する。ステップＳ１８では、照射制御部１１１が、シャッタ部材２８を非遮光位置に移動させるようにシャッタ駆動部２９を制御する。これにより、光照射部３０からのＶＵＶ光が窓部材２６ｃを通過してウエハＷの表面Ｗａに照射される（図１０の（ｂ）参照）。
【００４８】
次に、コントローラ１００はステップＳ１９を実行する。ステップＳ１９では、スキャン制御部１１４が、処理対象領域ＴＡの全域にＶＵＶ光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射領域Ａ１を移動させるように駆動部１５を制御する。当該移動パターンは、回転駆動部１７によるウエハＷの回転駆動パターンと、スキャン駆動部１８によるウエハＷの移動パターンとを含んでいる。スキャン制御部１１４は、当該回転駆動パターンに従ってウエハＷを回転させるように回転駆動部１７を制御する。また、スキャン制御部１１４は、当該移動パターンに従ってウエハＷを移動させるようにスキャン駆動部１８を制御する。当該回転駆動パターン及び当該移動パターンは、処理対象領域ＴＡ内の各部の照射量のばらつき（例えば標準偏差の３倍）が、平均照射量の５％未満となるように設定されている。
【００４９】
例えば、スキャン駆動部１８によるウエハＷの移動パターンは、上記第二方向の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間が、ウエハＷの回転中心（上記軸線Ａｘ１）に近づくのに応じて短くなるように設定されている。以下、この条件を「滞在時間条件」という。
【００５０】
図１１に例示するように、スキャン駆動部１８によるウエハＷの移動パターンは、互いに中心位置が異なる複数の往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で照射領域Ａ１を往復移動させるように設定されている。当該ウエハＷの移動パターンは、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復移動の速度を高くするように設定されている。
【００５１】
当該ウエハＷの移動パターンは、複数の往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれが、少なくとも一つの他の往復移動範囲と重複するように設定されていてもよい。当該ウエハＷの移動パターンは、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復ストロークを大きくするように設定されていてもよい。一例として、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の一端はいずれも処理対象領域ＴＡの外に位置している。往復移動範囲Ｒ２の他端は往復移動範囲Ｒ１の他端よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。このため、往復移動範囲Ｒ２の中心位置は往復移動範囲Ｒ１の中心位置よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。同様に、往復移動範囲Ｒ３の他端は往復移動範囲Ｒ２の他端よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。このため、往復移動範囲Ｒ３の中心位置は往復移動範囲Ｒ２の中心位置よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。同様に、往復移動範囲Ｒ４の他端は往復移動範囲Ｒ３の他端よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。このため、往復移動範囲Ｒ４の中心位置は往復移動範囲Ｒ３の中心位置よりも軸線Ａｘ１寄りに位置している。また、往復移動範囲Ｒ１はその全域において往復移動範囲Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と重複し、往復移動範囲Ｒ２はその全域において往復移動範囲Ｒ３，Ｒ４と重複し、往復移動範囲Ｒ３はその全域において往復移動範囲Ｒ４と重複している。往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれは、ウエハＷの半径に対して２〜１２０％の範囲で設定される。例えばウエハＷの半径が１５０ｍｍである場合、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれは４〜１８０ｍｍの範囲で設定される。一例としてＲ１は約５ｍｍであり、Ｒ４は約１７０ｍｍである。
【００５２】
当該ウエハＷの移動パターンは、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復回数を多くするように設定されていてもよい。但し、中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて往復回数が多くなっても、上記滞在時間条件は満たされる必要がある。例えば、図１１の移動パターンであれば、往復移動範囲Ｒ４における往復回数を増やしたとしても、軸線Ａｘ１の近位及び遠位の両方の滞在時間が増えるので、上記滞在時間条件は満たされる。
【００５３】
当該ウエハＷの移動パターンは、照射領域Ａ１の移動方向の折り返しにおける照射領域Ａ１の停止期間が、ウエハＷの一回転の時間と等しくなるように設定されていてもよい。照射領域Ａ１の移動方向の折り返しにおいては、照射領域Ａ１の移動速度がゼロとなる期間（以下、これを「停止期間」という。）が生じる。停止期間中においては、照射領域Ａ１の滞在箇所にＶＵＶ光の照射が集中することとなる。以下、当該箇所を「照射集中箇所」という。停止期間が短いと、図１２の（ａ）に示すように、照射集中箇所ＣＡ１が点状となる。これに対し、照射領域Ａ１の停止期間が、ウエハＷの一回転の時間と等しくなるように設定されていれば、図１２の（ｂ）に示すように照射集中箇所ＣＡ１が円環状となる。このため、照射集中箇所ＣＡ１の発生に起因するウエハＷの周方向の照射斑が抑制される。ウエハＷの径方向の照射斑については、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、各範囲における往復移動の速度、及び各範囲における往復回数等の設定によって低減することが可能である。
【００５４】
回転駆動部１７によるウエハＷの回転駆動パターンは、ウエハＷを一定速度で回転させるように設定されていてもよいし、ウエハＷの回転速度を途中で変化させるように設定されていてもよい。当該回転駆動パターンにおけるウエハＷの回転速度は、上記第二方向における照射領域Ａ１の移動速度に応じて設定される。例えば、ウエハＷの回転速度は、上記第二方向の各位置を照射領域Ａ１が通過するまでのウエハＷの回転回数が２回転以上となるように設定されていてもよい。当該回転速度は、第二方向の各位置を照射領域Ａ１が通過するまでのウエハＷの回転回数が３回転以上となるように設定されていてもよい。当該回転速度は、第二方向の各位置を照射領域Ａ１が通過するまでのウエハＷの回転回数が４回転以上となるように設定されていてもよい。例えば、第二方向における照射領域Ａ１の移動速度は２〜５０ｍｍ／秒の範囲で設定される。一例として、第二方向における照射領域Ａ１の移動速度は、軸線Ａｘ１に近づくのに応じて大きくなるように設定され、最もウエハＷの中心寄りの範囲で４４ｍｍ／秒であり、最もウエハＷの外周寄りの範囲で５ｍｍ／秒である。このように、第二方向における照射領域Ａ１の移動速度の最大値が４４ｍｍ／秒である場合に、ウエハＷの回転速度は１５０〜５００ｒｐｍであってもよく、２００〜４００ｒｐｍであってもよく、２５０〜３５０ｒｐｍであってもよい。
【００５５】
なお、図１１に例示した移動パターンはあくまで一例である。上記滞在時間条件を満たす限りにおいて、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は適宜変更可能である（図１３参照）。また、スキャン制御部１１４は、中心位置を移動させながらの往復移動を行わずに一方向へのウエハＷの移動を継続し、照射領域Ａ１が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の移動速度を高くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、図１４に示すように、照射領域Ａ１の移動経路を複数の移動区間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に分割し、照射領域Ａ１がいずれの区間に位置するかに応じてウエハＷの移動速度を段階的に変化させてもよい。また、照射領域Ａ１の位置に応じてウエハＷの移動速度を無段階に変化させてもよい。
【００５６】
次に、コントローラ１００はステップＳ２０を実行する。ステップＳ２０では、照射制御部１１１が、シャッタ部材２８を遮光位置に移動させるようにシャッタ駆動部２９を制御する（図１５の（ａ）参照）。これにより、光照射部３０からのＶＵＶ光は、シャッタ部材２８によって遮蔽され、処理室１０内に照射されなくなる。
【００５７】
次に、コントローラ１００はステップＳ２１，Ｓ２２を実行する。ステップＳ２１では、バルブ２７ｂを開いて光源室１２内（筐体２４内）への不活性ガスの供給を再開するようにガス供給部２７を制御する（図１５の（ａ）参照）。ステップＳ２２では、排気制御部１１３が、排気による処理室１０内の減圧を停止するように真空ポンプ２２を制御する。このとき、処理室１０内及び光源室１２内には不活性ガスが継続して供給されているので、処理室１０内の圧力が上昇する。
【００５８】
処理室１０内の圧力が大気圧と同等となると、コントローラ１００はステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、ガス供給制御部１１２が、バルブ２０ｂを閉じて処理室１０内への不活性ガスの供給を停止するようにガス供給部２０を制御する。
【００５９】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ２４，Ｓ２５を実行する。ステップＳ２４では、入出制御部１１５が、貫通孔１４ａを開放するようにゲート１９を制御する（図１５の（ｂ）参照）。これにより、処理室１０が大気開放される。ステップＳ２４では、入出制御部１１５が、ウエハＷの搬出に先立って保持部１６によるウエハＷの保持を解除してウエハＷを解放するように駆動部１５を制御する。以後は、光源３１が点灯した状態を維持しつつ、図８のステップＳ１２を省略して上記の処理を繰り返す。以上により、複数のウエハＷに対して連続的に処理が行われる。
【００６０】
［作用］
以上に説明したように、基板処理装置１は、ウエハＷの表面Ｗａの処理対象領域ＴＡよりも小さい照射領域Ａ１内に処理用の光を照射する光照射部３０と、ウエハＷの表面Ｗａに沿った平面内において、互いに交差する二方向に照射領域Ａ１を移動させる駆動部１５と、処理対象領域ＴＡの全域に光を照射するように設定された移動パターンに従って二方向に照射位置を移動させるように駆動部１５を制御するコントローラ１００と、を備える。
【００６１】
この基板処理装置１によれば、互いに交差する二方向に照射領域Ａ１を移動させることで処理対象領域ＴＡの全域に処理用の光が照射される。このため、移動パターンの調節によって、ウエハＷの表面Ｗａの各部における照射光量を自在に調節することができる。従って、ウエハＷの表面Ｗａ内における光の照射量の均一性向上に有効である。
【００６２】
駆動部１５は、ウエハＷを回転させることにより第一方向に照射領域Ａ１を移動させる回転駆動部１７と、回転駆動部１７によるウエハＷの回転中心（軸線Ａｘ１）に直交する方向にウエハＷを移動させることによって第一方向Ｄ１に交差する第二方向Ｄ２に照射領域Ａ１を移動させるスキャン駆動部１８とを有していてもよい。この場合、二方向のうち一方向への移動機構が回転機構となるので、駆動部１５の小型化に有効である。
【００６３】
コントローラ１００は、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間が、軸線Ａｘ１に近づくのに応じて短くなるようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。ウエハＷが一回転するのに伴って、照射領域Ａ１を通過する部分（以下、「照射帯」という。）の長さは、照射領域Ａ１が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて短くなる。このため、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間が均一である場合、ウエハＷの表面Ｗａの単位面積当たりの光の照射量は、照射領域Ａ１が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて大きくなる。これに対し、上記の場合、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間が、軸線Ａｘ１に近づくのに応じて短くなるようにスキャン駆動部１８が制御される。このため、照射領域Ａ１が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて単位面積当たりの光の照射量が大きくなることが抑制される。従って、光の照射量の均一性が更に向上する。
【００６４】
コントローラ１００は、互いに中心位置が異なる複数の往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で照射領域Ａ１を往復移動させ、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復移動の速度を高くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ごとに往復移動の速度を変えることによって、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間を容易に調節することができる。
【００６５】
コントローラ１００は、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復回数を多くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間をより細やかに調節することができる。
【００６６】
コントローラ１００は、複数の往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれが、少なくとも一つの他の往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と重複するようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４同士の重複を利用することで、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間をより細やかに調節することができる。
【００６７】
コントローラ１００は、往復移動範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の中心位置が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の往復ストロークを大きくするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間をより細やかに調節することができる。
【００６８】
コントローラ１００は、照射領域Ａ１が軸線Ａｘ１に近づくのに応じて照射領域Ａ１の移動速度を高くするようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。この場合、第二方向Ｄ２の各位置における照射領域Ａ１の滞在時間を容易に調節することができる。
【００６９】
コントローラ１００は、照射領域Ａ１の移動方向の折り返しを処理対象領域ＴＡの外で行うように駆動部１５を制御してもよい。この場合、移動方向の折り返しに伴う照射領域Ａ１の移動の減速に起因する照射光量の斑を抑制することができる。
【００７０】
光照射部３０は、照射領域Ａ１内の大半を占める同一の集光領域Ａ２に光を照射する複数の光源３１を含んでいてもよい。この場合、照射領域Ａ１内の照射光量が大きくなるので、スループットが向上する。
【００７１】
複数の光源３１は、集光領域Ａ２の中心においてウエハＷの表面Ｗａに直交する軸線を囲むように配置されており、いずれも集光領域Ａ２の中心に向かって傾いていてもよい。この場合、集光領域Ａ２内における照射光量の均一性が向上する。
【００７２】
以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。駆動部１５は、表面Ｗａに沿った平面内において、互いに交差する二方向に照射領域Ａ１を移動させ得る限りいかようにも変更可能である。例えばスキャン駆動部１８は、リニアアクチュエータによってウエハＷを直線状に移動させるように構成されていてもよい。スキャン駆動部１８は、互いに交差する二方向に独立してウエハＷを移動させるように構成されていてもよい。このような構成の具体例としては、図１６に示すように、スカラー型の多関節アームを備える構成が挙げられる。この場合、スキャン駆動部１８によりウエハＷを移動させることで処理対象領域ＴＡの全域にＶＵＶ光を照射可能である。このため、回転駆動部１７を省略可能である。スキャン制御部１１４は、図１６中の矢印のように照射領域Ａ１を往復移動させながら、往復方向と交差する方向に照射領域Ａ１を移動させるようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。また、スキャン制御部１１４は、照射領域Ａ１の移動方向の折り返しを処理対象領域ＴＡの外で行うようにスキャン駆動部１８を制御してもよい。駆動部１５は、ウエハＷの移動に代えて光照射部３０を移動させて照射領域Ａ１を移動させてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…基板処理装置、１５…駆動部、１７…回転駆動部、１８…スキャン駆動部、３０…光照射部、１００…コントローラ（制御部）、Ａ１…照射領域、Ａ２…集光領域、Ａｘ１…軸線（回転中心）、Ｄ１…第一方向、Ｄ２…第二方向、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…往復移動範囲、ＴＡ…処理対象領域、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…表面。
【図１】
2020021813.tif 000003
【図２】
2020021813.tif 000004
【図３】
2020021813.tif 000005
【図４】
2020021813.tif 000006
【図５】
2020021813.tif 000007
【図６】
2020021813.tif 000008
【図７】
2020021813.tif 000009
【図８】
2020021813.tif 000010
【図９】
2020021813.tif 000011
【図１０】
2020021813.tif 000012
【図１１】
2020021813.tif 000013
【図１２】
2020021813.tif 000014
【図１３】
2020021813.tif 000015
【図１４】
2020021813.tif 000016
【図１５】
2020021813.tif 000017
【図１６】
2020021813.tif 000018