(57)【要約】【課題】生産性が高くかつ高品質な半導体基板を得ることが可能な紫外線照射装置および紫外線照射方法を提供すること。【解決手段】紫外線ランプユニット８から照射される赤外線によるウェハ６の温度上昇を考慮し、紫外線ランプユニット６と重合する位置に配備されたヒータユニット７ｂから放射される輻射熱と紫外線ランプユニット８から放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が他のヒータユニット７ａの単位面積あたりの輻射熱と同等になるようにヒータユニット７ｂを加熱制御する。【選択図】図１
2010186815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを載置するためのウェハ載置部を同一円周上に沿って複数備えた回転テーブルと、前記回転テーブルを回転駆動するテーブル駆動ユニットと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハを非接触の状態で加熱する複数のヒータユニットと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハに紫外線を照射する紫外線ランプユニットとを備えた紫外線照射装置であって、
前記回転テーブルの面の法線方向で前記紫外線ランプユニットと重合する位置に配備されたヒータユニットから放射される輻射熱と前記紫外線ランプユニットから放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が他のヒータユニットの単位面積あたりの輻射熱と同等になるように、前記紫外線ランプユニットと重合する位置に配備されたヒータユニットを加熱制御するようにしたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記紫外線ランプユニットと該紫外線ランプユニットに重合するヒータユニットとが前記回転テーブルを挟むようにして前記回転テーブルの表裏に配備されていることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記紫外線ランプユニットと前記ヒータユニットとが前記回転テーブルの同一面側に配備され、前記紫外線ランプユニットが、紫外線と赤外線を同時に照射する機能を有し、前記ウェハ載置部のウェハを非接触の状態で加熱するヒータユニットとして機能することを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記紫外線ランプユニットは、前記テーブルの半径方向の各位置毎に紫外線の照射強度が調整可能なように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記ヒーターユニットは、前記テーブルの半径方向の各位置毎に発熱量が調整可能なように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記ヒーターユニットは、前記ウェハ載置部に載置されているウェハが前記回転テーブルの回転に伴って移動するときの円形状の領域、または、該円形状の領域の一部を形成する円弧状の領域に相似な形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記紫外線ランプユニット、もしくは、前記紫外線ランプユニットを構成する紫外線ランプが複数個配備されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
前記紫外線ランプユニット、もしくは、前記紫外線ランプユニットを構成する紫外線ランプの照射する波長が相互に異なることを特徴とする請求項７記載の紫外線照射装置。
【請求項９】
前記紫外線ランプユニットは、前記ウェハ載置部に載置されているウェハが前記回転テーブルの回転に伴って移動するときの円形状の領域、または、該円形状の領域の一部を形成する円弧状の領域に相似な形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項１０】
前記回転テーブルは、該回転テーブル上に載置された前記ウェハを前記ヒータユニットに対して接離移動させるテーブル移動機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のうち何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうち何れか一項に記載された紫外線照射装置を用いたウェハの紫外線照射方法であって、
前記回転テーブルを設定回数または設定時間に亘って回転させて回転テーブル上のウェハに対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行することにより、予め決められた熱量と紫外線照射量を前記ウェハに与えるようにしたことを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１２】
前記回転テーブル上のウェハに予め決められた熱量と紫外線照射量が与えられるように前記回転テーブルの所定回転毎に前記ヒータユニットおよび紫外線ランプユニットの出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１１記載の紫外線照射方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載された紫外線照射装置を用いたウェハの紫外線照射方法であって、
前記回転テーブルを回転させて回転テーブル上のウェハに対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行すると共に、前記回転テーブルの所定回転毎に前記回転テーブルと前記ヒータユニットおよび紫外線ランプユニットとの離間距離を制御することにより、予め決められた熱量と紫外線照射量を前記ウェハに与えるようにしたことを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１４】
前記回転テーブルをステップ動作で回転させることを特徴とした請求項１１ないし請求項１３のうち何れか一項に記載の紫外線照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置および紫外線照射方法に関し、特に、回転テーブル上に配置したウェハに対し、回転テーブルの回転中に所定の加熱および紫外線照射を行う紫外線照射装置および其の装置を用いた紫外線照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子は微少量の電荷による帯電でも素子が破壊される場合があり、静電気対策は半導体製造工程で重大な課題である。そこで半導体の製造工程では、例えば、特許文献１に開示されるように、紫外線をウェハに照射して電荷を消去する方法がとられている。
【０００３】
特許文献１記載の紫外線照射装置によれば、静電気を除去すべき対象物の上に、当該対象物に紫外線を照射する紫外線ランプとして低圧水銀ランプが設けられ、この低圧水銀ランプの上方には、アルミニウム製の半円筒型の凹型反射板からなる導電性部材が、低圧水銀ランプの封体の表面に接近してこれを取り囲むように配置されており、この導電性部材は電線によりアースされている。また、低圧水銀ランプはランプ点灯装置に接続されている。
【０００４】
特許文献１記載の紫外線照射装置では、対象物への紫外線の照射を一枚ずつ処理していた。この場合、一連のプロセスが完了するまでは次のウェハを投入することができず、装置一台あたりのスループットを大きくできないという問題があった。
【０００５】
これに対し、ウェハ加熱ヒーターを有して複数のウェハを載置可能とした回転テーブルと、半導体基板表面に紫外線を照射する水銀ランプとを備えた半導体処理装置が、例えば、特許文献２として提案されている。
【０００６】
図５は特許文献２に開示される半導体処理装置の構成を示した側断面図である。この半導体処理装置は、紫外線入射窓１０１，エッチングガスを供給するための供給管１０２，反応後のガスを廃棄する排気管１０３を備えた耐エッチング性の密閉反応器１００と、該容器１００の内部に設けられた半導体基板回転支持台１０４と、光化学反応を起こすための光源である低圧水銀ランプまたは高圧水銀ランプもしくは水銀−キセノンランプ等のランプ１０５と、エッチング用高周波電極１０６と、高周波電源１０７と、マッチングボックス１０８とで構成され、半導体基板１０９を載置するための半導体基板回転支持台１０４には、加熱器１１０が組み込まれている。
【０００７】
なお、特許文献２に開示される半導体処理装置は、半導体製造工程において、レジストをマスクとしたＲＩＥ等のエッチング処理の後に行われる表面デポ膜除去処理に際し、半導体基板１０９にダメージを与えることなく表面デポ膜を完全に除去することを目的として考案されたものである。
【０００８】
また、専ら加熱処理に特化したものではあるが、密閉されたチャンバ内でウェハホルダを回転させて半導体基板のアニール処理を行なう装置が、例えば、特許文献３として開示されている。但し、このアニール装置は、半導体基板を１枚宛てで保持するウェハホルダをチェンバ内で公転軌跡に沿って移動させることによってチェンバ内に設置された熱輻射体や熱吸収体と半導体基板との相対位置を変化させてアニール処理を行なうものであり、前述した特許文献１記載の紫外線照射装置と同様、スループットを大きくできない点で不都合がある。
【０００９】
半導体基板の電荷消去においては、半導体基板に紫外線を照射すると共に加熱することで其の効果が高くなることがわかっている。
【００１０】
そこで、特許文献１記載の紫外線照射装置に対して特許文献２記載の半導体処理装置における半導体基板回転支持台１０４の周辺構造を転用し、複数の半導体基板を加熱しつつ紫外線を照射するようにしてスループットを向上させるといったことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−６９４７８号広報（段落０００５，０００８）
【特許文献２】特開平２−８１４３０号公報（第１図）
【特許文献３】特開２００５−１９７２５号公報（段落００２９，００３０，図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図５に示されるような半導体処理装置の構成にあっては、一般に、ランプ１０５から放射される光の波長に赤外線が多く含まれており、半導体基板回転支持台１０４に載置された半導体基板１０９がランプ１０５の照射領域を通過する度に赤外線が照射されることになり、この赤外線が半導体基板１０９の加熱源として作用する。
【００１３】
また、半導体基板１０９の電荷を消去するためには半導体基板１０９に紫外線を照射していない時間間隔を短くする方が効果が高いため、半導体基板回転支持台１０４を高速に回転する必要がある。この際、半導体基板回転支持台１０４に内蔵された加熱器１１０は半導体基板１０９に常に接触しており、加熱器１１０および半導体基板回転支持台１０４も相当の熱容量を持っている。
【００１４】
この結果、半導体基板回転支持台１０４を高速で回転させると、半導体基板回転支持台１０４の回転周期を基準とする半導体基板１０９の温度制御に応答性の遅れが生じ、半導体基板１０９がランプ１０５の下を通過する度にランプ１０５の赤外線によって一時的に加熱されて温度が上昇し、半導体基板１０９の温度が不安定となり、半導体基板１０９の品質が低下するといった問題が生じる。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、生産性（スループット）が高くかつ高品質な半導体基板を得ることが可能な紫外線照射装置および紫外線照射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の紫外線照射装置は、前記目的を達成するため、特に、ウェハを載置するためのウェハ載置部を同一円周上に沿って複数備えた回転テーブルと、前記回転テーブルを回転駆動するテーブル駆動ユニットと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハを非接触の状態で加熱する複数のヒータユニットと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハに紫外線を照射する紫外線ランプユニットとを備え、
前記回転テーブルの面の法線方向で前記紫外線ランプユニットと重合する位置に配備されたヒータユニットから放射される輻射熱と前記紫外線ランプユニットから放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が他のヒータユニットの単位面積あたりの輻射熱と同等になるように、前記紫外線ランプユニットと重合する位置に配備されたヒータユニットを加熱制御するようにしたことを特徴とする構成を有する。
【００１７】
また、本発明の紫外線照射方法は、ウェハを載置するためのウェハ載置部を同一円周上に沿って複数備えた回転テーブルと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハを非接触の状態で加熱する複数のヒータユニットと、前記回転テーブルの面に沿って当該テーブルから間隔をおいて配備され、前記ウェハ載置部のウェハに紫外線を照射する紫外線ランプユニットとを備えた紫外線照射装置を用いたウェハの紫外線照射方法であり、前記と同様の目的を達成するため、
前記回転テーブルを設定回数または設定時間に亘って回転させて回転テーブル上のウェハに対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行することにより、予め決められた熱量と紫外線照射量を前記ウェハに与えるようにしたことを特徴とする構成を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の紫外線照射装置は、紫外線ランプユニットから照射される赤外線によるウェハの温度上昇を考慮し、紫外線ランプユニットと重合する位置に配備されたヒータユニットから放射される輻射熱と紫外線ランプユニットから放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が他のヒータユニットの単位面積あたりの輻射熱と同等になるようにヒータユニットを加熱制御するようにしたので、回転テーブルの回転によってウェハが各ヒーターユニットの位置で加熱されるときの紫外線ランプユニットの輻射熱の有無に関わりなくウェハの温度を一定にすることができ、温度の不安定化で生じるウェハの品質低下を防止して高品質な半導体基板を得ることができる。
また、温度制御の応答性の遅れが問題とならないので回転テーブルの回転速度を落とす必要がなく、同時に複数のウェハを処理することができるので、ウェハの生産性（スループット）を高くすることができる。
【００１９】
本発明の紫外線照射方法は、設定回数または設定時間に亘って回転テーブルを回転させてウェハに対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行することにより予め決められた熱量と紫外線照射量をウェハに与えるようにしたので、回転テーブルの回転によってウェハが各ヒーターユニットの位置で加熱されるときの紫外線ランプユニットの輻射熱の有無に関わりなくウェハの温度を一定にすることができ、温度の不安定化で生じるウェハの品質低下を防止して高品質な半導体基板を得ることができる。
また、温度制御の応答性の遅れが問題とならないので回転テーブルの回転速度を落とす必要がなく、同時に複数のウェハを処理することができるので、ウェハの生産性（スループット）を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した一実施形態の紫外線照射装置の構成について簡略化して示した平断面図である。
【図２】同実施形態の紫外線照射装置の構成について簡略化して示した側断面図である。
【図３】本発明を適用した他の一実施形態の紫外線照射装置の構成について簡略化して示した平断面図である。
【図４】本発明を適用した更に別の一実施形態の紫外線照射装置の構成について簡略化して示した側断面図である。
【図５】従来の半導体処理装置の構成を示した側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明を適用した一実施形態の紫外線照射装置１の構成について示した平断面図、また、図２は同実施形態の紫外線照射装置１の構成について示した側断面図である。
【００２３】
この実施形態の紫外線照射装置１は、プロセスチャンバ２と、プロセスチャンバ２内に回転可能な状態で設けられた回転テーブル３と、回転テーブル３の中心に固着されたシャフト４を介して回転テーブル３を速度制御可能に回転駆動するテーブル駆動ユニット５と、回転テーブル３の面に沿って回転テーブル３から間隔をおいてプロセスチャンバ２の内部に配備され、回転テーブル３上に載置されたウェハ６を非接触の状態で加熱するヒーターユニット７ａ，７ｂと、回転テーブル３の面に沿って回転テーブル３から間隔をおいてプロセスチャンバ２内に配備され、回転テーブル３上に載置されたウェハ６に紫外線を照射する紫外線ランプユニット８と、回転テーブル３上に載置されたウェハ６を昇降させるためのリフトピン９とを備え、回転テーブル３には、ウェハ６を載置するためのウェハ載置部１０が同一円周上に沿って複数箇所に設けられている。
【００２４】
紫外線ランプユニット８と、紫外線ランプユニット８に重合するヒータユニット７ｂとは、図２に示される通り、回転テーブル３を挟むようにして回転テーブル３の表裏すなわち回転テーブル３の上面側と下面側に配置されている。
【００２５】
また、プロセスチャンバ２には、プロセスチャンバ２内にプロセスガスを導入するためのプロセスガス導入口１１と、プロセスチャンバ２内のガスを排気するためのプロセスガス排気口１２と、リフトピン９を上下駆動するためのリフトピン駆動機構１３と、ウェハ６の温度を測定するための非接触温度計１４ａ，１４ｂと、プロセスチャンバ２へウェハ６を搬入したりプロセスチャンバ２からウェハ６を搬出したりするための開閉ゲート１５が設けられ、リフトピン９を取り付けるためにプロセスチャンバ２の下面に穿設された開口部とリフトピン駆動機構１３のリフトピンプレート１６との間の間隙が、可撓性のベーローズ１７によって密閉されている。
【００２６】
ヒーターユニット７ａ，７ｂは非接触温度計１４ａ，１４ｂで測定されるウェハ６の温度を元にしてヒーター制御ユニット１８で温度制御される。
【００２７】
また、紫外線ランプユニット８は、紫外線ランプ本体１９と、紫外線ランプ本体１９から放射される紫外線を反射してウェハ６へ照射する反射板２０と、紫外線ランプユニット８からの光を遮光するためのシャッター２１とを備える。
紫外線ランプ本体１９は、プロセスチャンバ２内で紫外線ランプユニット８の下方位置に設置された紫外線照度計２２によって検出される紫外線の強度に基いてランプ制御ユニット２３で輝度を制御される。
【００２８】
非接触温度計１４ａ，１４ｂは、ウェハ６を透過するヒーターユニット７ａ，７ｂからの輻射熱や紫外線ランプユニット８から照射されてウェハ６の表面で反射される赤外線が直に非接触温度計１４ａ，１４ｂに届かないように、回転テーブル３やウェハ６に対して斜めに配置され、図２に示されるウェハ６上の温度測定点２５aおよび温度測定点２５ｂの位置でウェハ６自体の温度を的確に測定できるようになっている。
【００２９】
ハンドリングロボット２４は、プロセスチャンバ２へのウェハ６の搬入操作およびプロセスチャンバ２からのウェハ６の搬出操作を行うためのもので、プロセスチャンバ２における開閉ゲート１５の近傍位置に配置されて、図示しないロボット制御装置で駆動制御される。
【００３０】
ここで、ウェハ６の加熱および紫外線照射と電荷消去の効果の関係について説明する。ウェハ６の電荷を消去するためには、ウェハ６に対する加熱も紫外線の照射も共に有効であり、特に、ウェハ６が例えば３００℃といったような高温になればなるほど電荷消去の効果が大きい。また、紫外線照射については、紫外線の照射時間が長いほど、紫外線の波長が短いほど、紫外線の照射量が多いほど、電荷消去の効果が大きい。
【００３１】
そして、加熱および紫外線照射は共に長時間に亘って行われるほど電荷消去の効果は大きいが、加熱と紫外線照射との効果を比較すると、紫外線照射よりも高温で長時間ウェハ６を加熱する方が効果が大きいことがわかっている。
【００３２】
次に、本実施形態における紫外線照射装置１の動作について説明する。
【００３３】
まず、ハンドリングロボット２４が開閉ゲート１５を介してプロセスチャンバ２内のウェハ設置部１０の上方位置にウェハ６を搬入する。
【００３４】
次に、リフトピン９が図２に示される初期位置から上昇し、ハンドリングロボット２４からウェハ６を受け取る。
【００３５】
そして、ハンドリングロボット２４がプロセスチャンバ２から退避すると、リフトピン９が下降してウェハ６をウェハ設置部１０に載置し、その後、リフトピン９が更に下降して図２に示される初期位置に復帰する。
【００３６】
なお、全てのヒーターユニット７ａ，７ｂは、ウェハ設置部１０にウェハ６を載置するのに適した温度、例えば、１００℃となるように予め予熱しておく。
【００３７】
次に、回転テーブル３がシャフト４を中心として９０度回転し、ウェハ６が載置されていない他のウェハ設置部１０が開閉ゲート１５の対応位置に位置決めされる。
【００３８】
以下、このような操作、すなわち、ハンドリングロボット２４によるウェハ６の搬入操作とリフトピン９によるウェハ６の受け取り操作、および、ハンドリングロボット２４とリフトピン９の退避操作と、回転テーブル３の９０度単位の回転操作とを繰り返し実行し、４箇所のウェハ設置部１０の全てにウェハ６を載置した後、ハンドリングロボット２４をプロセスチャンバ２から退避させて、開閉ゲート１５を閉じる。
【００３９】
次いで、回転テーブル３を回転させながら、夫々のウェハ６がプロセス温度（例えば３００℃）になるようにヒーターユニット７ａ，７ｂの発熱量を制御してウェハ６を加熱すると共に、紫外線ランプユニット８のシャッター２１を開き、紫外線ランプ本体１９を作動させて紫外線ランプユニット８の下方位置を通過するウェハ６の夫々に紫外線を照射して、ウェハ６内の電荷を消去する。
【００４０】
この際、紫外線ランプユニット８の下方位置に配置されたヒーターユニット７ｂ、つまり、回転テーブル３の面の法線方向で紫外線ランプユニット８と重合する位置に配備されたヒータユニット７ｂについては、紫外線ランプ本体１９から放出される光線に含まれる赤外線による温度上昇分を考慮し、ヒーターユニット７ｂから放射される輻射熱と紫外線ランプユニット８から放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が、他のヒータユニット７ａの単位面積あたりの輻射熱と同等になるように、ヒーター制御ユニット１８によってヒーターユニット７ｂの発熱量を制御する。
【００４１】
具体的には、回転テーブル３の所定回転毎（例えば１回転毎）のサンプリング周期で温度測定点２５ａの温度を非接触温度計１４ａで測定すると共に紫外線照度計２２で紫外線ランプユニット８から照射される紫外線の強度を測定することによってヒータユニット７ａの発熱量と紫外線ランプ本体１９の紫外線照射量をフィードバック制御して夫々の値を基準値に保持し、同時に、温度測定点２５ｂの温度を非接触温度計１４ｂで測定して、温度測定点２５ｂと温度測定点２５ａとの間の温度偏差を求め、この温度偏差を解消するように、つまり、温度測定点２５ｂの温度が温度測定点２５ａの温度よりも高い場合にはヒーターユニット７ｂの発熱量を抑制し、また、温度測定点２５ｂの温度が温度測定点２５ａの温度よりも低い場合にはヒーターユニット７ｂの発熱量を増長させて、ヒーターユニット７ｂから放射される輻射熱と紫外線ランプユニット８から放出される輻射熱の単位面積あたりの総和が、他のヒータユニット７ａの単位面積あたりの輻射熱と同等になるように、ヒーターユニット７ｂの発熱量を制御する。
【００４２】
ヒーターユニット７ｂの発熱量の制御は、ヒーターユニット７ｂに印加する電流の大きさを調整して行なってもよいし、あるいは、ヒーターユニット７ｂに対する通電時間と非通電時間のデューティ比の調整によって行なってもよい。
【００４３】
これにより、ウェハ６は紫外線ランプユニット８から照射される赤外線の有無に関わらず安定的に一定の温度で加熱される。
【００４４】
このような状態を保持したまま回転テーブル３を設定回数または設定時間に亘って回転させ、回転テーブル３上のウェハ６に対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行することにより、予め決められた熱量と紫外線照射量を夫々のウェハに与え、ウェハ６内の電荷を消去する。
ヒーターユニット７ａ，７ｂおよび紫外線ランプユニット８は連続的に作動するが、回転テーブル３上のウェハ６は回転テーブル３の回転に伴ってヒーターユニット７ａ，７ｂおよび紫外線ランプユニット８をよぎるようにして移動することになるので、ウェハ６の加熱や紫外線の照射は、ウェハ６の側からみれば周期的なものとなる。
【００４５】
その後、回転テーブル３を更に回転させながら、各ウェハ６の温度がウェハ６の搬出に適した温度（例えば１００℃）になるようにヒーターユニット７ａ，７ｂを制御して、紫外線ランプユニット８のシャッター２１を閉じ、各ウェハ６を紫外線ランプユニット８から遮光する。
【００４６】
そして、最終的に、各ウェハ６の温度がウェハ６の搬出に適した温度（例えば１００℃）になった時点で、開閉ゲート１５を開き、ハンドリングロボット２４を作動させてウェハ設置部１０に載置されているウェハ６を順に回収する。
【００４７】
ヒーターユニット７ａ，７ｂは回転テーブル３と独立して離間した位置に設けられているので、ヒータを一体化して構成した回転テーブルを用いた場合と比べ、ウェハ６の温度を早急にプロセス温度から搬出に適した温度（例えば１００℃）にまで低下させることができ、大量のウェハ６を連続的に投入して処理する場合のサイクルタイムの短縮の面で有利である。
【００４８】
ウェハ６の回収作業は、搬入時とは逆の動作、つまり、リフトピン９の突出によるウェハ６の押し上げ操作とハンドリングロボット２４によるウェハ６の搬出操作、および、ハンドリングロボット２４とリフトピン９の退避操作と回転テーブル３の９０度単位の回転操作の繰り返しによって行われる。
【００４９】
ここでは、ヒーターユニット７ａを３個設けた例について述べたが、その数は１個または２個あるいは４個以上であってもよい。
【００５０】
また、ヒーターユニット７ａ，７ｂの形状は、回転テーブル３のウェハ載置部１０に載置されているウェハ６が回転テーブル３の回転に伴って移動するときの円形状の領域、または、この円形状の領域の一部を形成する円弧状（扇形）の領域に相似な形状としてもよい。
【００５１】
紫外線ランプ本体１９，反射板２０，シャッター２１からなる紫外線ランプユニット８を複数の箇所に設けることも可能である。
【００５２】
また、図１の例のように、１つの紫外線ランプユニット８に複数の紫外線ランプ本体１９を配置した場合にあっては、紫外線ランプ本体１９毎に、照射する紫外線の波長を異ならせてもよく、更に、紫外線ランプユニット８を複数の箇所に設けた場合にあっては、各紫外線ランプユニット８毎に照射する紫外線の波長を異ならせてもよい。
【００５３】
紫外線ランプユニット８における紫外線ランプ本体１９の配置についても、ヒーターユニット７ａ，７ｂの場合と同様、回転テーブル３のウェハ載置部１０に載置されているウェハ６が回転テーブル３の回転に伴って移動するときの円形状の領域、または、この円形状の領域の一部を形成する円弧状（扇形）の領域に相似な形状とすることができる。
【００５４】
また、回転テーブル３が回転するとき、回転テーブル３上のウェハ６の各部位では回転テーブル３の半径方向の位置の相違によってヒーターユニット７ａ，７ｂ上を通過する際の速度（ｖ＝ｒ・ω）が異なり、ウェハ６の各部位毎にヒーターユニット７ａ，７ｂによる加熱効率が異なって、移動速度が速い径方向外側の部位ではウェハ６が単位面積あたりにヒーターユニット７ａ，７ｂから受ける熱量が相対的に少なく、これとは逆に移動速度が遅い径方向内側の部位ではウェハ６が単位面積あたりにヒーターユニット７ａ，７ｂから受ける熱量が相対的に多くなる傾向があるので、回転テーブル３の半径方向の位置に応じてヒーターユニット７ａ，７ｂの温度分布を制御できるような構成、例えば、回転テーブル３の半径方向の各位置に応じてヒーターユニット７ａ，７ｂの発熱量を分割して制御できるような構成とし、ウェハ６の各部位がヒーターユニット７ａ，７ｂから受け取る熱量を均等化してウェハ６の各部位における品質のバラツキすなわち電荷消去率のバラツキをなくすことが望ましい。
【００５５】
これと同様、ウェハ６上で相対的に移動速度が速い径方向外側の部位ではウェハ６が単位面積あたりに紫外線ランプユニット８から受ける紫外線の照射量が少なく、これとは逆に移動速度が相対的に遅い径方向内側の部位ではウェハ６が単位面積あたりに紫外線ランプユニット８から受ける紫外線の照射量が多くなる傾向があるので、回転テーブル３の半径方向の位置に応じて紫外線ランプユニット８の紫外線強度の分布を制御できるような構成、例えば、回転テーブル３の半径方向に沿ってチューブ状の紫外線ランプ本体１９を幾つも円弧状に併設し、各紫外線ランプ本体１９の紫外線強度を独立的に制御できるような構成とし、ウェハ６の各部位が紫外線ランプユニット８から受け取る紫外線量を均等化してウェハ６の各部位における品質のバラツキすなわち電荷消去率のバラツキをなくすことが望ましい。
【００５６】
また、回転テーブル３をウェハ設置部１０の配設ピッチに応じて例えば９０度でステップ回転させるようにしてもよい。
これにより、回転テーブル３を定速で連続回転さる場合と比べ、回転テーブル３の１回転あたりに放射される熱や紫外線がウェハ６自体に照射される時間の割合を大きくすることができ、熱や紫外線が回転テーブル３上に無意味に照射される無駄が軽減される。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
図３は本発明を適用した他の一実施形態の紫外線照射装置１’の構成について示した平断面図である。
【００５８】
プロセスチャンバ２，回転テーブル３，ウェハ載置部１０，リフトピン９等の構成に関しては図１および図２に示した第１の実施形態のものと同様であるが、回転テーブル３上のウェハ６を加熱するヒーターユニット７ａが、回転テーブル３の回転に伴ってウェハ６が移動するときの円形状の領域の一部である円弧状（扇形）の形で形成されている点、および、紫外線ランプユニット８が、回転テーブル３の半径方向に沿って円弧状に併設された複数のチューブ状の紫外線ランプ本体１９によって構成されて全体として円弧状（扇形）の形とされている点が、図１および図２に示した第１の実施形態とは異なる。
【００５９】
このような構成を適用した場合、複数のヒーターユニット７ａが隙間なく隣接して配置され、かつ、複数の円弧状の紫外線ランプ本体１９からなる紫外線ランプユニット８が面状にウェハ６を照射することになるので、ウェハ６を絶え間なく加熱し且つ紫外線を照射することができ、ウェハ６の温度の変動を更に減少させて電荷消去の効率を向上させることができる。
【００６０】
〔第３の実施形態〕
次に、回転テーブルの半径方向の各位置で相違するウェハの単位面積あたりの受熱量や紫外線照射量によってウェハ６の各部位に生じる電荷消去率のバラツキを解消するためのヒーターユニットおよび紫外線ランプユニットの構造を適用すると共に、ヒータユニットに対して回転テーブルを接離移動させることによってウェハ処理のサイクルタイムを短縮するようにした他の一実施形態について説明する。
【００６１】
図４は本発明を適用した他の一実施形態の紫外線照射装置１”の構成について簡略化して示した側断面図である。
【００６２】
プロセスチャンバ２，回転テーブル３，シャフト４，テーブル駆動ユニット５，プロセスガス導入口１１，プロセスガス排気口１２，開閉ゲート１５等の構成に関しては図１および図２に示した第１の実施形態のものと同様であるが、回転テーブル３上のウェハ６を加熱するヒーターユニット７ａが回転テーブル３の半径方向に沿って円弧状に併設された複数の棒ヒーター２６によって構成されている点と、紫外線ランプユニット８が回転テーブル３の半径方向に沿って円弧状に形成された複数のチューブ状の紫外線ランプ本体２８によって構成されている点、および、ヒーターユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８が図４に示されるようにして回転テーブル３の同一面側つまり回転テーブル３の上面側に配備されている点、ならびに、回転テーブル３を上下させて回転テーブル３上のウェハ６をヒーターユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８に対して接離移動させるテーブル移動機構２７が併設されている点と、非接触温度計１４ａ，１４ｂが回転テーブル３の下面側に配置されている点が、図１および図２に示した第１の実施形態とは異なる。
【００６３】
また、この実施形態における紫外線ランプ本体２８は、回転テーブル３上のウェハ６に対して紫外線と同時に熱源となる赤外線を照射するものであり、専ら紫外線のみを照射する第１の実施形態における紫外線ランプ本体１９とでは特性が異なる。
【００６４】
この実施形態にあっては、紫外線ランプユニット８は、回転テーブル３上のウェハ６を非接触の状態で加熱するヒータユニットの１つとして機能する。前述した通り、加熱と紫外線照射との効果を比較すると、紫外線照射よりも高温で長時間ウェハ６を加熱する方が電荷除去の効果が大きいので、ここでは、紫外線ランプユニット８を専ら赤外線を照射する加熱手段として利用している。
この場合、紫外線照射手段と加熱手段は一体であるから、両者は回転テーブル３の面の法線方向で重合する位置にあるといってよい。
【００６５】
回転テーブル３の半径方向に沿って円弧状に併設されたヒーターユニット７ａの各々の棒ヒーター２６はテーブル３の半径方向の各位置毎つまり図４中の左右方向の各位置毎に独立して発熱量の調整が可能であり、また、回転テーブル３の半径方向に沿って円弧状に併設された紫外線ランプユニット８の複数の紫外線ランプ本体２８はテーブル３の半径方向の各位置毎つまり図４中の左右方向の各位置毎に独立して紫外線および赤外線の照射強度の調整が可能である。
【００６６】
また、紫外線ランプユニット８の下方位置に配備されたコールドフィルター２９（赤外域用波長選択フィルター）は、テーブル移動機構２７によってテーブル３を上昇させた状態、つまり、図４中で実線で示される位置にテーブル３がある状態で、紫外線ランプユニット８からウェハ６に照射される赤外線によってウェハ６に与えられる輻射熱とヒーターユニット７ａからウェハ６に与えられる輻射熱とが同等となるように、紫外線ランプユニット８からウェハ６に照射される赤外線の強度を調整する。
【００６７】
この実施形態の紫外線照射装置１”も前述した第１，第２の実施形態における紫外線照射装置１，１’と同様にリフトピン９，リフトピン駆動機構１３といったものを備えるが、図４では図面の簡略化のために記載を省略している。
【００６８】
次に、本実施形態における紫外線照射装置１”の動作について説明する。
【００６９】
まず、作業開始前の前処理作業として、ヒーターユニット７ａの温度を一定温度（例えば３００℃）に加熱する。
【００７０】
次に、ヒーターユニット７ａを作動させたまま紫外線ランプユニット８を作動させずに回転テーブル３にウェハ６を仮載置して回転テーブル３を本作業時の設定回転速度で回転させ、テーブル移動機構２７を作動させて回転テーブル３の高さを上下に調整し、ウェハ６の温度がプロセス温度（例えば１８０℃）となるときの回転テーブル３の高さを測定し、この高さを本作業時に適用すべき回転テーブル３の高さとしてテーブル移動機構２７にセットする。
【００７１】
そして、回転テーブル３を本作業時の高さに上昇させた状態で、ヒーターユニット７ａを作動させずに紫外線ランプユニット８を作動させ、紫外線ランプユニット８からウェハ６に照射される赤外線で加熱されるウェハ６の温度が前述のプロセス温度と一致するようにコールドフィルター２９の透過率を選択し、選択したコールドフィルター２９を紫外線ランプユニット８の下方位置にセットする。
【００７２】
以上で前処理作業が完了し、回転テーブル３とヒータユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８との間の離間距離の調整によって、予め決められた熱量と紫外線照射量をウェハ６に与えることが可能な状態となる。
つまり、ヒータユニット７ａによるウェハ６の加熱効果と赤外線と紫外線を含む紫外線ランプユニット８によるウェハ６の加熱効果が同等となる。
【００７３】
そして、実際のウェハ処理に際しては、まず、ヒーターユニット７ａからの熱が届かないようにヒーターユニット７ａから十分に離間した退避位置、つまり、図４中の破線で示される退避位置にテーブル３の高さを位置決めした状態でハンドリングロボット２４を作動させ、開閉ゲート１５を介してプロセスチャンバ２内のウェハ設置部１０の上方位置にウェハ６を搬入させる。
【００７４】
ウェハ６の搬入操作に関しては前述した第１の実施形態の場合と同様であり、ハンドリングロボット２４によるウェハ６の搬入操作とリフトピン９によるウェハ６の受け取り操作、および、ハンドリングロボット２４とリフトピン９の退避操作と回転テーブル３の９０度単位の回転操作の繰り返しによって行われる。
【００７５】
そして、４箇所のウェハ設置部１０の全てにウェハ６を載置した後、ハンドリングロボット２４をプロセスチャンバ２から退避させて、開閉ゲート１５を閉じる。
【００７６】
次に、回転テーブル３を回転させながらテーブル移動機構２７を作動させ、前処理作業でセットされた本作業用のテーブル高さまで回転テーブル３を上昇させる。
【００７７】
そして、回転テール部３の高さが本作業用のテーブル高さに達したならばテーブル移動機構２７の作動を停止して回転テール部３の上下高さを保持し、ヒーターユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８により回転中の回転テーブル３上のウェハ６を周期的に加熱し且つ紫外線を照射する。ヒーターユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８は連続的に作動するが、回転テーブル３上のウェハ６は回転テーブル３の回転に伴ってヒーターユニット７ａおよび紫外線ランプユニット８をよぎるようにして移動することになるので、ウェハ６の加熱や紫外線の照射は、ウェハ６の側からみれば周期的なものとなる。
【００７８】
この際、ヒーター制御ユニット１８は、相対的に移動速度が速い回転テーブル３の径方向外側の部位でウェハ６が単位面積あたりに受ける熱量と相対的に移動速度が遅い回転テーブル３の径方向内側の部位でウェハ６が単位面積あたりに受ける熱量とが一致するようにヒーターユニット７ａの棒ヒーター２６の各々の発熱量を独立的に制御し、また、ランプ制御ユニット２３も、相対的に移動速度が速い回転テーブル３の径方向外側の部位でウェハ６が単位面積あたりに受ける紫外線および赤外線の照射量と相対的に移動速度が遅い回転テーブル３の径方向内側の部位でウェハ６が単位面積あたりに受ける紫外線および赤外線の照射量とが一致するように紫外線ランプユニット８の紫外線ランプ本体２８の各々の紫外線照射量と赤外線照射量を制御する。
【００７９】
具体的には、ヒーターユニット７ａの棒ヒーター２６にあっては、径方向外側つまり図４において左側に位置するものから径方向内側つまり図４において右側に位置するものへと順に発熱量を制限し、また、紫外線ランプユニット８の紫外線ランプ本体２８にあっては、径方向外側つまり図４において右側に位置するものから径方向内側つまり図４において左側に位置するものへと順に照射量を制限することで、ウェハ６が各部位で単位面積あたりに受ける熱量と紫外線の照射量を径方向の内外で一致させる制御を行なう。
【００８０】
棒ヒーター２６の発熱量の制御や紫外線ランプ本体２８の紫外線照射量の制御は、第１の実施形態でも述べたように、印加する電流の大きさの調整によっても実現できるし、通電時間と非通電時間のデューティ比の調整によっても実現できる。
【００８１】
これにより、ウェハ６の各部位が回転テーブル３の半径方向を基準としてどのような位置に存在するかに関わりなく、ウェハ６の各部位における品質のバラツキすなわち電荷消去率のバラツキをなくすことが可能となる。
【００８２】
このような状態を保持したまま回転テーブル３を設定回数または設定時間に亘って回転させ、回転テーブル３上のウェハ６に対する加熱と紫外線の照射を周期的に繰り返し実行することにより、予め決められた熱量と紫外線照射量を、回転テーブル３の半径方向を基準とする位置に関わりなく夫々のウェハ６の各部位に均等に与え、ウェハ６内の電荷を均一に消去する。
【００８３】
また、前述した回転テーブル３の径方向に沿った棒ヒーター２６の発熱量の制御や紫外線ランプ本体２８の制御に重畳して、更に、回転テーブル３の所定回転毎（例えば１回転毎）のサンプリング周期で非接触温度計１４ａ，１４ｂで検出される温度の平均値を求め、この平均値が設定されたプロセス温度よりも低い場合には回転テーブル３を上昇させてヒーターユニット７ａや紫外線ランプユニット８に接近させる一方、平均値が設定されたプロセス温度よりも高い場合には回転テーブル３を下降させてヒーターユニット７ａや紫外線ランプユニット８から離間させる制御を同時に行うようにしてもよい。
【００８４】
この場合、ウェハ６の各部位における電荷消去率のバラツキをなくすための制御つまり回転テーブル３の径方向に沿った棒ヒーター２６の発熱量の制御や紫外線ランプ本体２８の制御と、ウェハ６に与える熱量や紫外線照射量の総量を最適化するための制御すなわち回転テーブル３を上下させてヒーターユニット７ａや紫外線ランプユニット８から受け取る熱や紫外線を調整する制御が並列して行われることになるので、ウェハ６の各部位における電荷消去率のバラツキが解消されると共に各ウェハ６の間に生じる品質の相違、特に、多数のウェハ６を処理する場合に生じ易い他のロットのウェハ６との間に生じる品質のバラツキもなくすことができる。
【００８５】
また、熱や紫外線の強度は距離の自乗に反比例するので、回転テーブル３の上下動による全体的な温度や照度の調整は、棒ヒーター２６の発熱量や紫外線ランプ本体２８の照射強度を直接的に制御する場合と比較して遅れが少なく、ウェハ６の温度を素早く調整することが可能である。
【００８６】
その後、テーブル移動機構２７を作動させて回転テーブル３を本作業用のテーブル高さから図４中において破線で示される退避位置にまで下降させる。
【００８７】
この際、回転テーブル３およびウェハ６はヒーターユニット７ａや紫外線ランプユニット８から急速に離間するので、ヒーターユニット７ａや紫外線ランプユニット８の温度の低下を待つことなくウェハ６の温度を搬出に適した温度（例えば１００℃）にまで引き下げることができる。
【００８８】
つまり、ヒーターユニット７ａが備える温度制御の応答性よりも早くウェハ６の温度を下げることが可能となるので、ウェハ６の電荷を均一に消去するのみならず、ウェハ処理の大幅な短縮が実現され、生産性が更に向上する。
【００８９】
特に、ヒーターユニット７ａの温度を大幅に下げる必要がなく、紫外線照射装置１”の再使用の際の加温時間が短縮されることから、大量のウェハ６を連続的に投入して処理する場合のサイクルタイムの短縮の面で有益である。
【００９０】
各ウェハ６の搬出作業に関しては第１の実施形態の場合と同様であり、搬入時とは逆の動作、つまり、リフトピン９の突出によるウェハ６の押し上げ操作とハンドリングロボット２４によるウェハ６の搬出操作、および、ハンドリングロボット２４とリフトピン９の退避操作と回転テーブル３の９０度単位の回転操作の繰り返しによって行われることになる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の装置および方法は、半導体の電荷消去の他、レジストキュア工程や洗浄工程などにも利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１’，１”  紫外線照射装置
２  プロセスチャンバ
３  回転テーブル
４  シャフト
５  テーブル駆動ユニット
６  ウェハ
７ａ  ヒーターユニット
７ｂ  ヒーターユニット
８  紫外線ランプユニット
９  リフトピン
１０  ウェハ載置部
１１  プロセスガス導入口
１２  プロセスガス排気口
１３  リフトピン駆動機構
１４ａ，１４ｂ  非接触温度計
１５  開閉ゲート
１６  リフトピンプレート
１７  ベーローズ
１８  ヒーター制御ユニット
１９  紫外線ランプ本体
２０  反射板
２１  シャッター
２２  紫外線照度計
２３  ランプ制御ユニット
２４  ハンドリングロボット
２５ａ，２５ｂ  温度測定点
２６  棒ヒーター
２７  テーブル移動機構
２８  紫外線ランプ本体
２９  コールドフィルター
１００  密閉反応器
１０１  紫外線入射窓
１０２  供給管
１０３  排気管
１０４  半導体基板回転支持台
１０５  ランプ
１０６  エッチング用高周波電極
１０７  高周波電源
１０８  マッチングボックス
１０９  半導体基板
１１０  加熱器
【図１】
2010186815.tif 000003
【図２】
2010186815.tif 000004
【図３】
2010186815.tif 000005
【図４】
2010186815.tif 000006
【図５】
2010186815.tif 000007