(57)【要約】【課題】処理チャンバ内の処理空間に対して給排気を行うための給排気構造を有する基板処理装置において、処理チャンバから漏洩するＸ線を効果的に減衰させる。【解決手段】壁面側での孔形成禁止範囲以外にアルゴンガス供給孔２７を形成して漏洩Ｘ線Ｘ２の経路上にチャンバ壁２６が位置し、また壁面対向面側での孔形成禁止範囲以外に供給孔８３２を形成して漏洩Ｘ線Ｘ１の経路上に供給カバー８３１の壁面が位置するように、アルゴンガス供給孔２７および供給孔８３２が配置されている。したがって、処理空間２１内で発生したＸ線は必ず供給カバー壁および／またはチャンバ壁２６を透過し、処理チャンバ２から漏洩するＸ線を効果的に減衰させることができる。【選択図】図５
2010212362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、
前記処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを照射する電子ビーム発生手段と、
前記処理チャンバのチャンバ壁に形成された第１供給孔を前記処理空間側から覆うように供給カバーが設けられるとともに、前記供給カバーのカバー壁に形成された第２供給孔を介して前記第１供給孔から送り込まれる気体を前記処理空間に案内する供給手段と、
前記処理チャンバのチャンバ壁に形成された第１排気孔を前記処理空間側から覆うように排気カバーが設けられるとともに、前記排気カバーのカバー壁に形成された第２排気孔を介して前記処理空間内の気体を前記第１排気孔に案内する排気手段とを備え、
電子ビームの照射時に前記処理空間内で発生するＸ線のうち前記第１供給孔、前記第２供給孔、前記第１排気孔および前記第２排気孔を通過して直進するＸ線をそれぞれ第１ないし第４漏洩Ｘ線としたとき、
前記第２漏洩Ｘ線および前記第４漏洩Ｘ線の経路上に前記チャンバ壁が位置し、前記第１漏洩Ｘ線の経路上に前記供給カバーのカバー壁が位置し、前記第３漏洩Ｘ線の経路上に前記排気カバーのカバー壁が位置するように、前記第１供給孔、前記第２供給孔、前記第１排気孔および前記第２排気孔が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記供給手段は前記基板への前記電子ビームの照射領域の近傍に配置されて前記照射領域に前記気体として不活性ガスを供給し、
前記排気手段は前記照射領域に対して前記供給手段の反対側に配置されて前記照射領域を排気する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１漏洩Ｘ線および前記２漏洩Ｘ線の経路上に位置するように前記処理チャンバの外側に配置された第１遮蔽手段をさらに備えた請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第３漏洩Ｘ線および前記第４漏洩線の経路上に位置するように前記処理チャンバの外側に配置された第２遮蔽手段をさらに備えた請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記供給カバーの反チャンバ壁側表面に対して設けられて前記第２供給孔からの気体の供給流量を調整する供給調整手段をさらに備えた請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記排気カバーの反チャンバ壁側表面に対して設けられて前記第２排気孔からの気体の排気流量を調整する排気調整手段をさらに備えた請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission 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等の各種基板（以下、単に「基板」という）に電子ビームを照射して所定の基板処理を行う基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に電子ビームを照射する技術は多方面で利用されているが、そのひとつとして半導体装置の製造工程における層間絶縁膜の改質技術がある。半導体装置の層間絶縁膜として熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより形成されたシリコン酸化膜が従来多用されていたが、配線間容量を低減するために、有機シリコン酸化膜あるいはシリコンを含まない有機膜などの低誘電率膜、いわゆるＬｏｗ−ｋ膜の採用が進んでいる。この低誘電率膜を製造する際に加熱処理のみでは十分な強度が得られないため、電子ビーム照射と加熱処理を組み合わせて層間絶縁膜を硬化させる基板処理技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、真空チャンバの内部に半導体ウエハを支持する載置台が設けられる一方、真空チャンバの天井部に電子ビームを発生させるための電子ビーム発生部が設けられている。そして、未処理の半導体ウエハが載置台上に載置されると、次のようにして半導体ウエハ上の層間絶縁膜に対して硬化処理が施される。つまり、排気管を通じて真空チャンバ内を排気するとともに、ガス導入管から窒素ガス等の所定の雰囲気ガスを導入し、真空チャンバ内を所定の圧力、例えば１．３３〜６６．５ＫＰａ（１０〜５００Ｔｏｒｒ）程度に減圧する。そして、載置台に組み込まれたヒータによって半導体ウエハを所定温度に加熱しつつ、電子ビームを半導体ウエハに照射する。これによって、半導体ウエハ上の層間絶縁膜が硬化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５６８５５号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子ビームの照射を行った際、電子ビームが電子ビーム発生部の出射窓から出射する際にＸ線が出射窓から発生する。また、電子ビームが載置台やその周辺部材などに照射されてＸ線が発生する。このように電子ビームによる基板処理を行う場合、真空チャンバ内でのＸ線発生は不可避である。そこで、真空チャンバ内で発生したＸ線が真空チャンバから漏洩するのを防止するため、真空チャンバを構成するチャンバ壁を厚肉の金属部材で構成している。これにより真空チャンバ内で発生したＸ線はチャンバ壁や載置台などに反射されるたびに減衰し、また当該チャンバ壁を透過して漏洩するＸ線については、チャンバ壁で大幅に減衰される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置にように、真空チャンバにガスを供給する供給手段や真空チャンバ内を排気する排気手段を設けた場合には、真空チャンバのチャンバ壁にガス供給孔およびガス排気孔を設けなければならず、これらのガス供給孔およびガス排気孔を通過して直進してくるＸ線はチャンバ壁で減衰されることなく、真空チャンバ外に漏洩してしまう。なお、このような課題は、チャンバの内部全体に対して給排気する装置に限定されたものではなく、後述するように、処理チャンバ内で基板への電子ビーム照射を行っている間、電子ビーム照射領域にアルゴンガスなどの不活性ガスを供給するとともに電子ビーム照射領域の周囲を排気する、いわゆる局所パージ構造を有する基板処理装置においても共通する課題である。すなわち、処理チャンバからガス供給孔やガス排気孔を介して漏洩するＸ線の減衰は、処理チャンバ内の処理空間に対して給排気を行いながら当該処理空間内に配置された基板に電子ビームを照射する基板処理装置全般に共通する課題であった。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理チャンバ内の処理空間に対して給排気を行うための給排気構造を有する基板処理装置において、処理チャンバから漏洩するＸ線を効果的に減衰させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記目的を達成するため、基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを照射する電子ビーム発生手段と、処理チャンバのチャンバ壁に形成された第１供給孔を処理空間側から覆うように供給カバーが設けられるとともに、供給カバーのカバー壁に形成された第２供給孔を介して第１供給孔から送り込まれる気体を処理空間に案内する供給手段と、処理チャンバのチャンバ壁に形成された第１排気孔を処理空間側から覆うように排気カバーが設けられるとともに、排気カバーのカバー壁に形成された第２排気孔を介して処理空間内の気体を第１排気孔に案内する排気手段とを備え、電子ビームの照射時に処理空間内で発生するＸ線のうち第１供給孔、第２供給孔、第１排気孔および第２排気孔を通過して直進するＸ線をそれぞれ第１ないし第４漏洩Ｘ線としたとき、第２漏洩Ｘ線および第４漏洩Ｘ線の経路上にチャンバ壁が位置し、第１漏洩Ｘ線の経路上に供給カバーのカバー壁が位置し、第３漏洩Ｘ線の経路上に排気カバーのカバー壁が位置するように、第１供給孔、第２供給孔、第１排気孔および第２排気孔が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、処理チャンバの処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームが照射されるが、当該処理チャンバのチャンバ壁に対して気体供給用の第１供給孔および排気用の第１排気孔が形成されている。このため、処理空間内で発生したＸ線が第１供給孔や第１排気孔を通過して直進し、そのまま減衰されることなく処理チャンバの外部に漏洩してしまうと、特許文献１に記載の発明と同様の問題が生じてしまう。そこで、本発明では、第１供給孔を処理空間側から覆うように供給カバーが設けられ、第１供給孔を通過して直進するＸ線（第１漏洩Ｘ線）は供給カバーのカバー壁を透過することとなり、確実に減衰される。また、第１供給孔から送り込まれる気体を処理空間に案内するために供給カバーのカバー壁に第２供給孔が形成されているが、第２供給孔を通過して直進するＸ線（第２漏洩Ｘ線）は処理チャンバのチャンバ壁を透過することとなり、確実に減衰される。したがって、処理空間に対して気体を供給しながら、当該気体供給のために設けた供給孔を通過して直進する漏洩Ｘ線は確実に減衰させられる。
【００１０】
また、排気側も供給側と同様である。すなわち、本発明では、第１排気孔を処理空間側から覆うように排気カバーが設けられ、第１排気孔を通過して直進するＸ線（第３漏洩Ｘ線）は排気カバーのカバー壁を透過することとなり、確実に減衰される。また、処理空間内の気体を第１排気孔に案内するために排気カバーのカバー壁に第２排気孔が形成されているが、第２排気孔を通過して直進するＸ線（第４漏洩Ｘ線）は処理チャンバのチャンバ壁を透過することとなり、確実に減衰される。したがって、処理空間内の気体を排気しながら、当該気体排気のために設けた排気孔を通過して直進する漏洩Ｘ線は確実に減衰させられる。
【００１１】
なお、供給手段および排気手段の配設位置は特に限定されるものではないが、供給手段を基板への電子ビームの照射領域の近傍に配置して照射領域に気体として不活性ガスを供給するとともに、排気手段を照射領域に対して供給手段の反対側に配置して照射領域近傍を排気するように構成してもよい。このように構成された発明では、電子ビーム照射時に発生する漏洩Ｘ線を効果的に減衰させることができるという作用効果に加え、次の作用効果も得られる。つまり、基板への電子ビーム照射によって発生する汚染物質は不活性ガスと一緒に排気ガスとして処理チャンバから排気される。その結果、基板表面への汚染物質の再付着や上記処理空間全体への汚染物質の拡散が防止される。
【００１２】
また、第１漏洩Ｘ線および第２漏洩Ｘ線の経路上に位置するように処理チャンバの外側に第１遮蔽手段をさらに設けたり、第３漏洩Ｘ線および第４漏洩Ｘ線の経路上に位置するように処理チャンバの外側に第２遮蔽手段を設けることで漏洩Ｘ線をさらに減衰させることができる。
【００１３】
さらに、供給カバーの反チャンバ壁側表面に対して設けられて第２供給孔からの気体の供給流量を調整する供給調整手段をさらに設けたり、排気カバーの反チャンバ壁側表面に対して設けられて第２排気孔からの気体の排気流量を調整する排気調整手段をさらに設けることで基板処理をより良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、第２漏洩Ｘ線および第４漏洩Ｘ線の経路上にチャンバ壁が位置し、第１漏洩Ｘ線の経路上に供給カバーのカバー壁が位置し、第３漏洩Ｘ線の経路上に排気カバーのカバー壁が位置するように、第１供給孔、第２供給孔、第１排気孔および第２排気孔が設けられている。したがって、第１および第２供給孔の両方を通過して直進するＸ線や第１および第２排気孔の両方を通過して直進するＸ線は存在せず、処理空間内で発生したＸ線は必ずチャンバ壁および／またはカバー壁を透過して処理チャンバから漏洩することとなり、漏洩Ｘ線を確実に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】電子ビーム発生部の構成を示す斜視図である。
【図４】電子ビーム発生部の電子通路近傍の断面図である。
【図５】アルゴンガス供給部の拡大図である。
【図６】本発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかる基板処理装置の別の実施形態を示す図である。
【図８】本発明にかかる基板処理装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。また、図２は図１に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。この電子ビームキュア装置は電子ビームを基板Ｗの表面Ｗｆに向けて照射して層間絶縁膜などの被処理膜を硬化する装置であり、次のように構成されている。この電子ビームキュア装置には、硬化処理を実行するための処理空間２１を有する処理チャンバ２が設けられている。この処理チャンバ２の搬送ロボット側（図１の右手側）の側壁には、搬送ロボットのハンドが挿入可能な形状を有する基板通過口２２が設けられるとともに、この基板通過口２２に対してシャッター２３が設けられている。そして、搬送ロボットによる基板Ｗの搬入出時には、電子ビームキュア装置全体を制御する制御ユニット３からの開指令に応じてシャッター駆動部２４が作動してシャッター２３を上方に移動させて基板通過口２２を開放する。逆に、後述するように硬化処理を施す際には制御ユニット３からの閉指令に応じてシャッター駆動部２４が作動してシャッター２３を図１に示すように下方に移動させて基板通過口２２を閉じている。
【００１７】
また、この処理チャンバ２のチャンバ天井の右端部には、窒素ガスを処理空間２１に供給するための窒素ガス供給孔２５が形成されるとともに、当該窒素ガス供給孔２５の上端口側に対してガス供給配管４１を介して窒素ガス発生部４２が接続されている。このため、制御ユニット３からの窒素ガス供給指令に応じて窒素ガス発生部４２が作動すると、窒素ガスが窒素ガス発生部４２からガス供給配管４１および窒素ガス供給孔２５を介して処理空間２１の右上側部に供給される。また、窒素ガス供給孔２５の下端口に対向するように窒素ガス供給部４３が処理空間２１の右上側部に配置されている。この窒素ガス供給部４３は窒素ガス供給孔２５を処理空間２１側から覆う、あるいは塞ぐように設けられた供給カバー４３１を有している。すなわち、この供給カバー４３１は、全体形状は略逆蒲鉾形の六角柱形状であり、しかも処理チャンバ２の天井チャンバ壁２６ａを向いた面が開口された、長尺トレー構造を有している。そして、開口部の周縁が天井チャンバ壁２６ａに接続または近接配置されており、窒素ガス供給孔２５の下端口を覆うように供給カバー４３１は配置されている。また、この供給カバー４３１の長尺側面および長尺底面に、複数の供給孔４３２が穿設されている。したがって、窒素ガス供給孔２５を介して送り込まれた窒素ガスは供給カバー４３１と天井チャンバ壁２６ａとで囲まれた貯留空間に一時的に貯留された後、各供給孔４３２から処理空間２１に供給される。こうして窒素ガスが処理空間２１全体に拡散して供給される。なお、本実施形態では、窒素ガス供給部４３は上記したように窒素ガスの気流を制御するという機能以外に、後述するようにキュア処理の際に処理空間２１内で発生し、処理チャンバ２に形成した窒素ガス供給孔２５から漏洩するＸ線を効果的に減衰させる機能を兼ね備えている。この点については、次に説明するチャンバ排気部、アルゴンガス供給部およびパージ排気部も、上記窒素ガス供給部４３と同様に構成されて漏洩Ｘ線の減衰機能を兼ね備えている。なお、漏洩Ｘ線の減衰機能を達成するための構成および作用効果については、装置全体の構成説明を行った後に詳述する。
【００１８】
処理チャンバ２のチャンバ左側壁の下方部には、処理空間２１内を排気するためのチャンバ排気孔（図示省略）が形成されるとともに、このチャンバ排気孔の外方口側に対してチャンバ排気管５１を介してチャンバ排気用ポンプ５２に接続されている。このため、制御ユニット３からのチャンバ排気指令に応じてチャンバ排気用ポンプ５２が作動すると、処理空間２１が排気される。また、この実施形態では、上記窒素ガス供給部４３と同様に構成されたチャンバ排気部５３がチャンバ排気孔に対向するように処理空間２１の左下部に配置されている。すなわち、チャンバ排気孔を処理空間２１側から覆う、あるいは塞ぐように排気カバー５３１が設けられ、排気カバー５３１の開口周縁を側面チャンバ壁２６ｂに接続または近接配置することでチャンバ排気孔を覆っている。また、この排気カバー５３１の長尺側面および長尺底面に、複数の排気孔５３２が穿設されている。したがって、処理空間２１の各部から左下部に流れてきた気体が各排気孔５３２を介して排気カバー５３１と側面チャンバ壁２６ｂとで囲まれた回収空間に集められた後、処理チャンバ２の外部に排気回収される。なお、この実施形態では、制御ユニット３は窒素ガス発生部４２とチャンバ排気用ポンプ５２を制御して処理空間２１への窒素ガス供給量とチャンバ排気量を調整し、処理空間２１の内圧が大気圧あるいは若干陽圧（実質的に常圧）となるように圧力調整している。なお、ここでは天井チャンバ壁と側面チャンバ壁を明確に区別して説明するために、天井チャンバ壁に対して符号「２６ａ」を、また後者面側チャンバ壁に対して符号「２６ｂ」を付しているが、両者を区別することなく、天井および側面を区別することなく、処理チャンバ２１を構成するチャンバ壁そのものを示す場合には、符号「２６」を付して説明する。
【００１９】
処理チャンバ２の処理空間２１には、基板Ｗを保持しながら水平方向Ｘおよび鉛直方向に移動させる基板移動部６が設けられている。この基板移動部６では、基板Ｗを保持可能なステージ６１が移動方向Ｘに移動自在に、しかも上下方向Ｚに昇降自在に設けられている。このステージ６１の上面には、球状のプロキシミティボール（図示省略）が複数個設けられており、各ボールの球面頂部で基板Ｗの裏面を支持可能となっている。これにより基板表面Ｗｆを上方に向けた水平状態で基板Ｗはステージ６１の上面から僅かに浮いた状態で支持される。こうして支持された基板Ｗの周縁部を取り囲むようにピンが複数本だけステージ６１の上面から突設されて基板Ｗの水平方向における位置ずれを防止している。また、この実施形態では、ステージ６１にはヒータ６２（図２）が内蔵されており、制御ユニット３からの動作指令に応じてヒータ６２が作動することで基板Ｗを裏面側から加熱して基板温度を硬化処理に適した温度、例えば３５０〜４００゜Ｃ程度まで昇温可能となっている。なお、基板Ｗの温度の均一性が厳しく要求されない処理用途の場合、プロキシミティボールを無くしてステージ６１上に基板Ｗを接触載置するようにしてもよい。
【００２０】
このように構成されたステージ６１はステージ駆動部６３に接続されている。このステージ駆動部６３はステージ６１を上下方向Ｚに昇降駆動する昇降駆動機構と、昇降駆動機構およびステージ６１を一体的に移動方向Ｘに駆動するリニア駆動機構とを有している。そして、制御ユニット３からの移動指令に応じてリニア駆動機構が作動すると、昇降駆動機構およびステージ６１が一体的に移動方向Ｘに駆動されて基板Ｗを所定の基板移動範囲に渡って往復移動させることが可能となっている。
【００２１】
また、制御ユニット３からの昇降指令に応じて昇降駆動機構が作動すると、ステージ６１が昇降して基板Ｗを搬送高さ位置と処理高さ位置に位置決め可能となっている。なお、この実施形態では、基板Ｗの搬入出を行う際には、ステージ６１を搬送ロボット側（同図の右手側）に移動させるとともに搬送高さ位置に下降させている（搬送ポジション）。そして、硬化処理を行う際には、処理高さ位置まで上昇させた後にステージ６１を反搬送ロボット側（同図の左手側）に移動させる。そして、硬化処理終了後には、上記とは逆の動作を行ってステージ６１を元の搬送ポジションに移動させる。
【００２２】
この実施形態では、図１に示すように処理チャンバ２の天井中央部に電子ビーム発生部７が設けられている。そして、制御ユニット３と電気的に接続された電子放出駆動部７１により電子ビーム発生部７が駆動されることでステージ６１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに向けて電子ビームを照射する。以下、図３および４を参照しつつ電子ビーム発生部７の構成について説明する。
【００２３】
図３は電子ビーム発生部の構成を示す斜視図である。また、図４は電子ビーム発生部の電子通路近傍の断面図である。なお、図３では、電子ビーム発生部７の構成を明確にするとともに、電子ビーム発生部７とバージ部（アルゴンガス供給部８３＋パージ排気部９３）の位置関係を明確にするために、処理チャンバ２の図示を省略している。この電子ビーム発生部７は図３に示すように２つの電子ビーム発生ユニット７２、７３を有している。本実施形態では、電子ビーム発生ユニット７２、７３はともに同一構成を有しており、幅方向Ｙに１５０ｍｍのスキャン幅で電子ビームを走査可能となっている。また、上記２つの電子ビーム発生ユニット７２、７３は幅方向Ｙにずらして配列されて略３００ｍｍのスキャン幅で電子ビームを幅方向Ｙに走査可能となっている。なお、上記実施例においては、３００ｍｍのスキャン幅を２個の電子ビーム発生ユニット７２、７３を配列することで達成しているが、３００ｍｍのスキャン幅を有する１個の電子ビーム発生ユニットで構成すようにしても良い。また、スキャン幅はこれに限定されるものでなく、また基板サイズに応じたスキャン幅が得られるように電子ビーム発生ユニットの個数や配列などを設定すればよい。
【００２４】
各電子ビーム発生ユニット７２、７３は、電子放出部材であるフィラメントから電子ビーム（図４中の符号ＥＢ）を射出する電子銃（図示省略）を有している。この電子銃のフィラメントは真空容器７４の収容室７４１に収容されている。また、真空容器７４には、電子通路７４２が収容室７４１から電子ビームＥＢの射出方向（この実施形態では下方向）に延設されている。そして、収容室７４１と電子通路７４２の連通部の周囲には、電磁偏向レンズとして機能する筒状の電磁コイルが設けられており、電子銃から射出される電子ビームＥＢを幅方向Ｙにスキャン可能となっている。また、電子ビームＥＢのスキャンに対応して電子通路７４２は円筒形状の収容室７４１との連通部を境に、その先端へ向けて扇状に拡大している。すなわち、電子通路７４２は幅方向Ｙの幅のみが徐々に拡大しており、移動方向Ｘの幅は一定となっている。したがって、電子通路７４２の先端は幅方向（スキャン方向）Ｙを長手方向として細長く延びている。そして、電子通路７４２の中央部は処理チャンバ２の天井中央部に取り付けられるとともに先端部が図４に示すように天井チャンバ壁２６ａを突き破るようにステージ６１上の基板Ｗに向いている。
【００２５】
上記のように電子ビーム発生部７が取り付けられた天井チャンバ壁２６ａでは、電子ビーム発生部７の搬送ロボット側（図１や図４の右手側）にアルゴンガス供給孔２７が形成されるとともに反搬送ロボット側（図１や図４の左手側）にパージ排気孔２８が形成されている。これらのうちアルゴンガス供給孔２７に対してアルゴンガス供給配管８１を介してアルゴンガス発生部８２が接続されている。そして、制御ユニット３からのアルゴンガス供給指令に応じてアルゴンガス発生部８２が作動すると、アルゴンガスがアルゴンガス発生部８２からアルゴンガス供給配管８１およびアルゴンガス供給孔２７を介して処理空間２１に供給される。より詳しくは、電子通路７４２の先端部に対して搬送ロボット側空間にアルゴンガスが供給される。また、アルゴンガス供給孔２７の下端口に対向するようにアルゴンガス供給部８３が電子通路７４２の先端部に隣接して配置されている。
【００２６】
このアルゴンガス供給部８３は上記窒素ガス供給部４３と同様に構成されている。すなわち、アルゴンガス供給部８３では、供給カバー８３１がアルゴンガス供給孔２７を処理空間２１側から覆う、あるいは塞ぐように設けられるとともに、供給カバー８３１の長尺側面および長尺底面に複数の供給孔８３２が穿設されている。したがって、アルゴンガス供給孔２７を介して送り込まれたアルゴンガスは供給カバー８３１と天井チャンバ壁２６ａとで囲まれた貯留空間に一時的に貯留された後、各供給孔８３２から処理空間２１に供給される。こうしてアルゴンガスが電子ビーム発生ユニット７２、７３の搬送ロボット側に拡散して供給される。
【００２７】
一方、パージ排気孔２８の外方口側に対してパージ排気管９１を介してパージ排気用ポンプ９２に接続されている。このため、制御ユニット３からのパージ排気指令に応じてパージ排気用ポンプ９２が作動すると、電子ビーム発生ユニット７２、７３の反搬送ロボット側空間が排気される。また処理空間２１では、電子通路７４２の先端部を挟んでアルゴンガス供給部８３の反対側、つまり反搬送ロボット側に上記窒素ガス供給部４３と同様に構成されたパージ排気部９３がパージ排気孔２８に対向するように配置されている。すなわち、パージ排気孔２８を処理空間２１側から覆う、あるいは塞ぐように排気カバー９３１が設けられ、排気カバー９３１の開口周縁を天井チャンバ壁２６ａに接続または近接配置することでパージ排気孔２８を覆っている。また、この排気カバー９３１の長尺側面および長尺底面に、複数の排気孔９３２が穿設されている。したがって、電子ビーム発生ユニット７２、７３により電子ビームが照射される、電子ビーム照射領域ＩＲの雰囲気が各排気孔９３２およびパージ排気管９１を介して処理チャンバ２の外部に排気回収される。
【００２８】
このように電子通路７４２の先端部を挟んで搬送ロボット側からアルゴンガスを供給するとともに、反搬送ロボット側から局部排気を行うことで、電子ビームＥＢが基板表面Ｗｆに向けて照射される電子ビーム照射領域ＩＲはアルゴンガス雰囲気となる。また、基板表面Ｗｆに電子ビームＥＢを照射した際に発生する汚染物質をアルゴンガスとともに電子ビーム照射領域ＩＲの周辺雰囲気から確実に取り除くことができ、当該雰囲気から処理空間２１全体に汚染物質が拡散し、チャンバ内壁面に付着するのを効果的に防止することができる。
【００２９】
ところで、本実施形態では処理空間２１内で電子ビームを照射しているため、処理空間２１内でＸ線が発生するが、処理チャンバ２内部で反射するＸ線については反射のたびに指数関数的に減衰するが、反射されることなく直進して処理チャンバ２の外部に漏洩するＸ線（以下、これを単に「漏洩Ｘ線」という）については、その漏洩Ｘ線を確実に減衰させるのが望まれる。そこで、本実施形態ではチャンバ壁２６の厚みＴc（図５参照）は漏洩Ｘ線の強度を考慮した値に設定されている。したがって、処理空間２１内で発生したＸ線のうち処理チャンバ２を透過直進する漏洩Ｘ線についてはチャンバ壁２６を透過する間に確実に所定の許容レベル以下に減衰される。しかしながら、処理空間２１へのガス供給および排気を行うためにチャンバ壁２６に供給・排気用の貫通孔が設けられているため、当該貫通孔を通過して直進する漏洩Ｘ線についてはチャンバ壁２６による減衰効果が得られない、または減ぜられる。そこで、本実施形態では、チャンバ壁２６に形成される貫通孔と、供給部４３、８３および排気部５３、９３に形成される貫通孔との位置関係を調整することで漏洩Ｘ線を確実に減衰させている。以下、図５を参照しつつ漏洩Ｘ線の減衰機能を達成するための構成および作用効果について説明する。なお、窒素ガス供給部４３、チャンバ排気部５３、アルゴンガス供給部８３およびパージ排気部９３における孔構造は同一であるため、ここではアルゴンガス供給部８３の構造に絞って説明する。
【００３０】
図５はアルゴンガス供給部の拡大断面図であり、同図中の実線矢印はチャンバ壁２６に形成されたアルゴンガス供給孔２７を通過して直進する漏洩Ｘ線Ｘ１を示す一方、破線矢印は供給孔８３２を通過して直進する漏洩Ｘ線Ｘ２を示している。このように、漏洩Ｘ線が貫通孔を通過して直進する場合、漏洩Ｘ線の減衰はゼロあるいは小さくなってしまう。したがって、漏洩Ｘ線が供給孔８３２およびアルゴンガス供給孔２７の両方を通過してしまうと、漏洩Ｘ線は減衰されることなく、あるいは減衰されても少ない減衰量のまま処理チャンバ２の外部に漏洩してしまう。そこで、本実施形態では、供給カバー８３１を処理チャンバ２と同一材料で、しかも供給カバー８３１の厚みＴpがチャンバ壁２６と同一の厚みＴcとなるように構成するとともに、供給孔８３２およびアルゴンガス供給孔２７をそれぞれ孔形成禁止範囲以外の位置に形成している。以下、チャンバ壁面側と供給カバーの壁面対向面側とに分けて説明する。
【００３１】
漏洩Ｘ線Ｘ２は供給カバー８３１のうちチャンバ壁２６と対向する面に対して所定の入射角（９０−θp）よりも小さな角度で入射すると、供給孔８３２ａを通過して直進してチャンバ壁２６に達する。なお、角度θpは
θp＝tan−１（Ｄp／Ｔp）
ただし、Ｄpは供給孔８３２ａの内径、
である。したがって、漏洩Ｘ線Ｘ２がチャンバ壁２６に到達する範囲は図５（ａ）に示す範囲であり、供給孔８３２ａの中心軸ＣＬpを中心とする直径（２×Ｌp＋Ｄp）の円形範囲となる。なお、供給孔８３２ａが形成された面とチャンバ壁２６との面間距離をＬaと定義したとき、長さＬcは次式
Ｌp＝（Ｔc＋Ｌa＋Ｔp）×tanθp
となる。つまり、この円形範囲（壁面側での孔形成禁止範囲）内にアルゴンガス供給孔２７が形成されてしまうと、漏洩Ｘ線Ｘ２は供給孔８３２ａのみならずアルゴンガス供給孔２７をも通過して直進してしまい、減衰されない、あるいは少ない減衰量で漏洩Ｘ線Ｘ２が処理チャンバ２から漏洩してしまう。これに対し、壁面側での孔形成禁止範囲以外にアルゴンガス供給孔２７を形成すると、漏洩Ｘ線Ｘ２は供給孔８３２ａを通過して直進するもののチャンバ壁２６を透過して直進するため、大幅に減衰される。なお、ここでは１つの供給孔８３２について議論したが、各供給孔８３２に対して孔形成禁止範囲が存在するため、それら全ての孔形成禁止範囲を外した位置にアルゴンガス供給孔２７を形成すればよい。
【００３２】
漏洩Ｘ線Ｘ１についても、基本的に漏洩Ｘ線Ｘ２と同様である。つまり、漏洩Ｘ線Ｘ１はチャンバ壁２６に対して所定の入射角（９０−θc）よりも小さな角度で入射すると、アルゴンガス供給孔２７を通過して直進して処理チャンバ２から漏洩する。なお、角度θcは
θc＝tan−１（Ｄc／Ｔc）
ただし、Ｄcはアルゴンガス供給孔２７の内径、
である。したがって、漏洩Ｘ線Ｘ１が供給カバー８３１を通過する範囲は図５（ｃ）に示す範囲であり、アルゴンガス供給孔２７の中心軸ＣＬcを中心とする直径（２×Ｌc＋Ｄc）の円形範囲となる。なお、長さＬcは次式
Ｌc＝（Ｔc＋Ｌa＋Ｔp）×tanθc
となる。つまり、この円形範囲（壁面対向面側での孔形成禁止範囲）内に供給孔８３２が形成されてしまうと、漏洩Ｘ線Ｘ１はアルゴンガス供給孔２７のみならず供給孔８３２をも通過して直進してしまい、減衰されない、あるいは少ない減衰量で漏洩Ｘ線Ｘ１が処理チャンバ２から漏洩してしまう。これに対し、壁面対向面側での孔形成禁止範囲以外に供給孔８３２を形成すると、漏洩Ｘ線Ｘ１はアルゴンガス供給孔２７を通過して直進するものの供給カバー８３１の壁面を透過して直進するため、大幅に減衰される。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、壁面側での孔形成禁止範囲以外にアルゴンガス供給孔２７を形成して漏洩Ｘ線Ｘ２の経路上にチャンバ壁２６が位置し、また壁面対向面側での孔形成禁止範囲以外に供給孔８３２を形成して漏洩Ｘ線Ｘ１の経路上に供給カバー８３１の壁面が位置するように、アルゴンガス供給孔２７および供給孔８３２が配置されている。したがって、処理空間２１内で発生したＸ線は必ず供給カバー壁および／またはチャンバ壁２６を透過し、処理チャンバ２から漏洩するＸ線を効果的に減衰させることができる。なお、上記においてはアルゴンガス供給部８３に絞って説明したが、窒素ガス供給部４３、チャンバ排気部５３およびパージ排気部９３について、アルゴンガス供給部８３と同様に構成されており、処理チャンバ２から漏洩するＸ線を効果的に減衰させることができる。
【００３４】
このように、本実施形態では、窒素ガス供給孔２５およびアルゴンガス供給孔２７が本発明の「第１供給孔」に相当し、供給孔４３２、８３２が本発明の「第２供給孔」に相当している。そして、漏洩Ｘ線Ｘ１、Ｘ２がそれぞれ本発明の「第１漏洩Ｘ線」および「第２漏洩Ｘ線」に相当している。また、チャンバ排気孔およびパージ排気孔２８が本発明の「第１排気孔」に相当し、排気孔５３２、９３２が本発明の「第２排気孔」に相当している。そして、チャンバ壁２６に形成されたチャンバ排気孔およびパージ排気孔２８を通過して直進する漏洩Ｘ線が本発明の「第３漏洩Ｘ線」に相当し、排気孔５３２、９３２を通過して直進する漏洩Ｘ線が本発明の「第４漏洩Ｘ線」に相当する。
【００３５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の「第１漏洩Ｘ線」に相当する漏洩Ｘ線Ｘ１を供給カバー８３１のカバー壁で減衰する一方、本発明の「第２漏洩Ｘ線」に相当する漏洩Ｘ線Ｘ２をチャンバ壁２６で減衰するように構成しているが、例えば図６に示すようにアルゴンガス供給孔２７を処理チャンバ２の外側から覆うように第１遮蔽部材１０をさらに設けてもよい。このように漏洩Ｘ線Ｘ１、Ｘ２の経路上に遮蔽部材１０が追加設置されることで漏洩Ｘ線Ｘ１、Ｘ２をさらに遮蔽部材１０で減衰させることができる。もちろん、窒素ガス供給孔２５に対しても上記のように処理チャンバ２の外側から覆うように第１遮蔽部材をさらに設けてもよく、これにより窒素ガス供給孔２５を通過して直進する漏洩Ｘ線（第１漏洩Ｘ線）と、窒素ガス供給部４３の供給孔４３２を通過して直進する漏洩Ｘ線（第２漏洩Ｘ線）とをさらに第１遮蔽部材で減衰させることができる。また、このようにガス供給側のみならず排気側にも第１遮蔽部材１０と同様の第２遮蔽部材を設けてもよい。すなわち、チャンバ排気孔およびパージ排気孔２８を処理チャンバ２の外側から覆うように第２遮蔽部材をさらに設けてもよく、これによりチャンバ排気孔およびパージ排気孔２８を通過して直進する漏洩Ｘ線（第３Ｘ線）および排気孔５３２、９３２を通過して直進する漏洩Ｘ線（第４Ｘ線）の経路上に第２遮蔽部材が位置することとなる。その結果、これらの漏洩Ｘ線をさらに第２遮蔽部材で減衰させることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、供給孔８３２を介してアルゴンガスを供給しているが、例えば図７に示すように供給カバー８３１に対して処理空間２１側からカバープレート８４を着脱自在に設けてもよい。例えばカバープレート８４に供給孔８３２よりも小径の通気孔８４１を供給孔８３２に対応して設けておき、供給孔８３２と通気孔８４１が一致するようにカバープレート８４を供給カバー８３１の反チャンバ壁側表面に取り付けると、処理空間２１に供給されるアルゴンガスの流量が制限される。これによってアルゴンガスの供給量を制御することができる。このように当該実施形態では、カバープレート８４が本発明の「供給調整手段」として機能している。
【００３７】
ここで、通気孔８４１の径や個数などを相違させたカバープレート８４を予め準備しておき、基板Ｗの種類や大きさなどに応じて供給カバー８３１の反チャンバ壁側表面に装着するカバープレート８４を取り替えることで基板Ｗに適したアルゴンガスを供給することができる。また、カバープレート８４を装着することで漏洩Ｘ線Ｘ１をさらに効果的に減衰させることができる。なお、カバープレートの適用については供給カバー８３１のみに限定されるものではなく、窒素ガス供給部４３の供給カバー４３１や排気カバー５３１、９３１に対して上記と同様のカバープレートを着脱自在に設けてもよく、上記と同様の作用効果が得られる。
【００３８】
また、アルゴンガスを流量調整するためには、上記カバープレート８４の着脱以外に、例えば図８に示すように、各供給孔８３２の形成位置でスライドプレート８５を供給カバー８３１の反チャンバ壁側表面に対してスライド自在に設けてもよい。各スライドプレート８５には予め流通孔８５１が穿設されている。このため、スライドプレート８５を供給カバー８３１の外側面に沿ってスライドさせて供給孔８３２に対する流通孔８５１の重なり度合いを調整することでアルゴンガスの流量を制御することができる。したがって、基板Ｗの種類や大きさなどに応じてスライドプレート８５をスライド移動させることで基板Ｗに適したアルゴンガスを供給することができる。このように当該実施形態では、スライドプレート８５が本発明の「供給調整手段」として機能している。なお、スライドプレートの適用については供給カバー８３１のみに限定されるものではなく、窒素ガス供給部４３の供給カバー４３１や排気カバー５３１、９３１に対して上記と同様のスライドプレートをスライド自在に設けてもよく、上記と同様の作用効果が得られる。
【００３９】
また、上記実施形態で採用した供給孔４３２、８３２や排気孔５３２、９３２の形状、大きさおよび個数などについては任意である。また、供給カバー４３１、８３１や排気カバー５３１、９３１の厚み、材質および形状などについても任意である。要は、窒素ガス供給部４３およびアルゴンガス供給部８３などの本発明の「供給手段」については、チャンバ壁２６に形成された第１供給孔を処理空間２１側から覆うように供給カバーが設けられるとともに、供給カバーのカバー壁に形成された第２供給孔を介して第１供給孔から送り込まれる気体を処理空間２１に案内するものであればよい。そして、第１供給孔および第２供給孔が上記した幾何学的関係（図５（ｂ））を有するように配置されていればよい。また、チャンバ排気部５３およびパージ排気部９３などの本発明の「排気手段」については、チャンバ壁２６に形成された第１排気孔を処理空間２１側から覆うように排気カバーが設けられるとともに、排気カバーのカバー壁に形成された第２排気孔を介して処理空間２１内の気体を第１排気孔に案内するものであればよい。そして、第１排気孔および第２排気孔が上記した幾何学的関係（図５（ｂ））を有するように配置されていればよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、アルゴンガスを供給して電子ビーム照射領域ＩＲをアルゴンガス雰囲気としているが、アルゴンガス以外の不活性ガス（例えばキセノンガスや窒素ガス等）を用いてもよいことはいうまでもない。
【００４１】
また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆに向けて電子ビームを照射して未硬化状態の層間絶縁膜を硬化する電子ビームキュア装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。
【００４２】
さらに、層間絶縁膜の誘導率（ｋ値）を現在のｋ＝３程度から更に下げたｋ＝２．２〜２．４の膜、即ち、Ｕｌｔｒａ
Ｌｏｗ−ｋ膜を得るためＬｏｗ−ｋ膜中に空孔を発生させるようポロジェン（Ｐｏｒｏｇｅｎ）等の有機物をＬｏｗ−ｋ膜中に導入し、これに電子ビームを照射し、ポロジェンを分解・ガス化して空孔を得ると同時に、水素などの末端基をガス化し、より強固な膜を得る基板処理装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ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などを含む基板全般の表面に電子ビームを照射して所定の処理を実行する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
２…処理チャンバ
７…電子ビーム発生部
１０…遮蔽部材
２１…処理空間
２５…窒素ガス供給孔（第１供給孔）
２６…チャンバ壁
２６ａ…天井チャンバ壁
２６ｂ…側面チャンバ壁
２７…アルゴンガス供給孔（第１供給孔）
２８…パージ排気孔（第１排気孔）
４３…窒素ガス供給部（供給手段）
５３…チャンバ排気部（排気手段）
７２…電子ビーム発生ユニット
８３…アルゴンガス供給部（供給手段）
８４…カバープレート（供給調整手段）
８５…スライドプレート（供給調整手段）
９３…パージ排気部（排気手段）
４３１、８３１…供給カバー
４３２、８３２、８３２ａ…供給孔（第２供給孔）
５３１、９３１…排気カバー
５３２、９３２…排気孔（第２排気孔）
ＥＢ…電子ビーム
ＩＲ…電子ビーム照射領域
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
【図１】
2010212362.tif 000003
【図２】
2010212362.tif 000004
【図３】
2010212362.tif 000005
【図４】
2010212362.tif 000006
【図５】
2010212362.tif 000007
【図６】
2010212362.tif 000008
【図７】
2010212362.tif 000009
【図８】
2010212362.tif 000010