(57)【要約】【課題】紫外線の露光量を調整して露光量を均一にし、あるいは、露光量を選択的に変えて露光処理を行うことにより、処理精度の向上及び歩留まりの向上を図れるようにすること。【解決手段】半導体ウエハＷを載置する載置ステージ６７と、載置ステージ６７に載置されたウエハＷに紫外線を照射する紫外線ランプ８０とを具備し、載置ステージ６７に載置されたウエハＷと紫外線ランプ８０との隙間における紫外線の照射領域８３の対向する端部の一方に給気口８４を設け、他方には排気口８５を設ける。給気口８４に、紫外線の光強度を減衰する酸素分子を含む露光調整用気体の供給源８６を接続し、排気口８５には、真空ポンプ８７を接続して、給気口８４から排気口８５に向かって酸素分子を含む露光調整用気体を流すことにより、紫外線の露光量を調整する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理方法であって、
上記被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する一端から他端に向かって紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体を流して、上記被処理基板に照射される紫外線の露光量を調整可能にする、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理方法において、
上記気体分子が酸素分子であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板処理方法において、
上記露光調整用気体の流れ領域を流れ方向に沿う複数の分割領域とすると共に、各分割領域において気体分子の濃度を適宜設定し、かつ、少なくとも上記露光調整用気体の流れ領域の両側の分割領域における気体分子の濃度を低く設定する、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理方法であって、
上記被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する一端から他端に向かって窒素ガスからなる露光調整用気体を流すと共に、この露光調整用気体の流れ領域の両側部の流量を、流れ領域の中心側の流量に対して多くする、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記紫外線照射手段の照射側に、紫外線透過板を配設し、この紫外線透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けることにより、露光調整用気体の流れを整流及び促進させるようにする、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射する、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射し、かつ、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に同一面上に所定角度回転させた状態で被処理基板に紫外線を照射する、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理方法において、
上記被処理基板の表裏面に対して紫外線照射手段から紫外線を照射する、ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理装置であって、
上記被処理基板を載置する基板載置手段と、
上記基板載置手段に載置された被処理基板に紫外線を照射する紫外線照射手段とを具備し、
上記基板載置手段に載置された上記被処理基板と上記紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に給気口を設け、他方には排気口を設け、
上記給気口に、紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体の供給源を接続し、
上記排気口には、排気手段を接続してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項９記載の基板処理装置において、
上記気体分子が酸素分子であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の基板処理装置において、
上記給気口及び排気口を、露光調整用気体の流れ方向に沿って複数に分割し、
分割された上記給気口の各給気口に、それぞれ切換手段を介して気体分子を含む露光調整用気体
かつ、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の給気口に供給される気体分子の濃度を低く設定する、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理装置であって、
上記被処理基板を載置する基板載置手段と、
上記基板載置手段に載置された被処理基板に紫外線を照射する紫外線照射手段とを具備し、
上記基板載置手段に載置された上記被処理基板と上記紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に給気口を設け、他方には排気口を設け、
上記給気口に、窒素ガスからなる露光調整用気体の供給源を接続し、
上記排気口には、排気手段を接続し、
かつ、上記給気口を、この給気口から上記排気口に向かって流れる露光調整用気体の流れに沿って複数に分割すると共に、分割された給気口の開口面積を、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項９ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記紫外線照射手段の照射側に、紫外線を透過する透過板を配設し、この透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けてなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記基板載置手段と紫外線照射手段とを相対的に平行移動可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
請求項９ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記基板載置手段と紫外線照射手段とを相対的に平行移動可能に形成すると共に、基板載置手段と紫外線照射手段とを相対的に同一面上に所定角度回転可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記紫外線照射手段を、被処理基板の表裏面と対向する位置に配設してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板、あるいは、マスク基板等の被処理基板に紫外線を照射して処理を施す基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの製造工程においては、層間絶縁膜等の誘電体膜を形成する方法としてＳＯＤ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムを用いて、半導体ウエハ等（以下に被処理基板という）に塗布液を塗布して塗布膜を形成した後に、加熱等の物理的処理を施す方法が知られている。塗布膜を形成する方法としては、一般に、停止又は回転する被処理基板の略中心部に塗布液を供給（吐出）し、その後、被処理基板を所定の回転数で回転させることによって塗布液を被処理基板全体に拡げる方法（スピンコート）が用いられている。
【０００３】
上記のようにして、被処理基板に塗布膜を形成する場合には、その前処理として、被処理基板の表面に所定の波長の紫外線を照射し、被処理基板の表面の塗布液に対する濡れ性を改質する処理、すなわち、被処理基板の表面が塗布液に対して全体的に均一な接触角を有する状態となるように行われている。更に、被処理基板に紫外線を照射することにより、表面のエネルギが上昇し、塗布膜との結合力が強くなり、密着性が向上する。具体的には、載置手段に載置された被処理基板例えば半導体ウエハと紫外線照射手段である紫外線ランプとを対向させて、紫外線ランプから紫外線を半導体ウエハに照射することにより、半導体ウエハ上に塗布されている塗布膜（絶縁膜材料）の表面を低接触角となるように改質している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５６０６１（特許請求の範囲、段落番号００４２〜００４５、００５３〜００５６、図５）
上記のようにして被処理基板の表面に紫外線を照射する際、被処理基板と紫外線照射手段を静止するか、あるいは、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動して、被処理基板の全体に紫外線を照射している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、紫外線照射手段の有効照射面の端部においては、光量が低下するため、被処理基板の全体が均一に露光されないことがあり、処理精度の低下及び歩留まりの低下をきたすという問題があった。この問題を解決する方法として、紫外線照射手段の光量が低下する部分を除く有効照射面内に被処理基板が位置するように、紫外線照射手段を被処理基板より大きなものにすることが考えられるが、この方法では、紫外線照射手段を必要以上に大きくすることとなり、消費電力が嵩むばかりか、装置における被処理基板の幅方向のスペースを必要以上に広く取り、装置が大型となる虞がある。
【０００６】
また、被処理基板の表面の露光量を選択的に変えたい場合には、複数の露光工程を行うか、紫外線照射手段の照射側にマスクやフィルタを設ける必要がある。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、紫外線の露光量を調整して露光量を均一にし、あるいは、露光量を選択的に変えて露光処理を行うことにより、処理精度の向上及び歩留まりの向上を図れるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の基板処理方法は、被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理方法を前提とする。
【０００９】
この発明の第１の基板処理方法は、上記被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する一端から他端に向かって紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体を流して、上記被処理基板に照射される紫外線の露光量を調整可能にする、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
この発明において、上記気体分子は、紫外線の光強度を減衰する分子であれば任意のものでよく、例えば、酸素，二酸化炭素，オゾン（Ｏ３）などがあるが、好ましくは酸素である方がよい。
【００１１】
また、上記露光調整用気体の流れ領域を流れ方向に沿う複数の分割領域とすると共に、各分割領域において気体分子の濃度を適宜設定し、かつ、少なくとも上記露光調整用気体の流れ領域の両側の分割領域における気体分子の濃度を低く設定する方が好ましい（請求項３）。
【００１２】
また、この発明の第２の基板処理方法は、上記被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する一端から他端に向かって窒素ガスからなる露光調整用気体を流すと共に、この露光調整用気体の流れ領域の両側部の流量を、流れ領域の中心側の流量に対して多くする、ことを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
この発明の基板処理方法において、上記紫外線照射手段の照射側に、紫外線透過板を配設し、この紫外線透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けることにより、露光調整用気体の流れを整流及び促進させるようにしてもよい（請求項５）。
【００１４】
また、上記被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射するようにしてもよく（請求項６）、あるいは、上記被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射し、かつ、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に同一面上に所定角度回転させた状態で紫外線を照射するようにしてもよい（請求項７）。
【００１５】
また、上記被処理基板の表裏面に対して紫外線照射手段から紫外線を照射することも可能である（請求項８）。
【００１６】
この発明の基板処理装置は、上記基板処理方法を具現化するもので、被処理基板に紫外線照射手段から紫外線を照射して処理を施す基板処理装置を前提とする。
【００１７】
この発明の第１の基板処理装置は、上記被処理基板を載置する基板載置手段と、  上記基板載置手段に載置された被処理基板に紫外線を照射する紫外線照射手段とを具備し、  上記基板載置手段に載置された上記被処理基板と上記紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に給気口を設け、他方には排気口を設け、  上記給気口に、紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体の供給源を接続し、  上記排気口には、排気手段を接続してなる、ことを特徴とする（請求項９）。
【００１８】
この発明の基板処理装置において、上記気体分子として、例えば、酸素，二酸化炭素，オゾン（Ｏ３）などを使用することができるが、好ましくは酸素である方がよい（請求項１０）。
【００１９】
また、この発明の基板処理装置において、  上記給気口及び排気口を、露光調整用気体の流れ方向に沿って複数に分割し、  分割された上記給気口の各給気口に、それぞれ切換手段を介して気体分子を含む露光調整用気体  かつ、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の給気口に供給される気体分子の濃度を低く設定する方が好ましい（請求項１１）。
【００２０】
この発明の第２の基板処理装置は、上記被処理基板を載置する基板載置手段と、  上記基板載置手段に載置された被処理基板に紫外線を照射する紫外線照射手段とを具備し、  上記基板載置手段に載置された上記被処理基板と上記紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に給気口を設け、他方には排気口を設け、  上記給気口に、窒素ガスからなる露光調整用気体の供給源を接続し、  上記排気口には、排気手段を接続し、  かつ、上記給気口を、この給気口から上記排気口に向かって流れる露光調整用気体の流れに沿って複数に分割すると共に、分割された給気口の開口面積を、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成してなる、ことを特徴とする（請求項１２）。
【００２１】
この発明の基板処理装置において、上記紫外線照射手段の照射側に、紫外線を透過する透過板を配設し、この透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けるようにしてもよい（請求項１３）。
【００２２】
また、上記基板載置手段と紫外線照射手段とを相対的に平行移動可能に形成するか（請求項１４）、あるいは、基板載置手段と紫外線照射手段とを相対的に平行移動可能に形成すると共に、同一面上に所定角度回転可能に形成するようにしてもよい（請求項１５）。
【００２３】
また、上記紫外線照射手段を、被処理基板の表裏面と対向する位置に配設することも可能である（請求項１６）。
【００２４】
請求項１，９記載の発明によれば、基板載置手段に載置された被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に設けられた給気口から他端の排気口に向かって紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体を流す（供給する）ことにより、被処理基板に照射される紫外線の露光量を調整することができる。したがって、被処理基板に照射される紫外線の露光量を均一にすることができ、また、露光量を選択的に変えることができる。
【００２５】
請求項３，１１記載の発明によれば、露光調整用気体の流れ領域を流れ方向に沿う複数の分割領域とすると共に、各分割領域において気体分子の濃度を適宜設定し、かつ、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の給気口に供給される気体分子の濃度を低く設定することにより、紫外線照射手段から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰を抑制つまり光が吸収されにくくして、紫外線を被処理基板の全面に均一に露光することができる。
【００２６】
請求項４，１２記載の発明によれば、基板載置手段に載置された被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に設けられた給気口から排気口に向かって流れる露光調整用気体の流れに沿って複数に分割すると共に、分割された給気口の開口面積を、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成することにより、紫外線照射手段から照射される紫外線の有効照射面の端部の酸素分子の濃度を低減することができるので、光強度の減衰を抑制して、紫外線を被処理基板の全面に均一に露光することができる。
【００２７】
請求項５，１３記載の発明によれば、紫外線照射手段の照射側に配設される紫外線を透過する透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けることにより、露光調整用気体の流れを整流及び促進させることができるので、露光調整用気体による紫外線の露光量の調整を高精度に行うことができる。また、露光調整用気体の流れを整流及び促進させることにより、紫外線の照射により発生するオゾン（Ｏ３）や昇華物を紫外線照射量域から効率良く外部に排出することができる。
【００２８】
請求項６，１４記載の発明によれば、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射することにより、被処理基板の全面に均一に紫外線を照射することができる。したがって、露光処理の向上を図ることができる。更に、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に同一面上に所定角度例えば９０度回転させた状態で被処理基板に紫外線を照射することにより、一度目の被処理基板と紫外線照射手段の相対平行移動と、二度目の被処理基板と紫外線照射手段の相対平行移動における被処理基板の姿勢を同一面上で所定角度例えば９０度変位することができるので、被処理基板に照射される紫外線の光量を均一にすることができる（請求項７，１５）。
【００２９】
請求項８，１６記載の発明によれば、被処理基板の表裏面に対して紫外線照射手段から紫外線を照射することにより、一工程で被処理基板の表裏面を露光処理することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置を備えたＳＯＤシステムについて説明する。
【００３１】
図１は、上記ＳＯＤシステムの平面図、図２は、図１に示したＳＯＤシステムの側面図、図３は、図１に示したＳＯＤシステム内に装着された処理ユニット群の側面図である。
【００３２】
上記ＳＯＤシステムは、大略的に、処理部１と、サイドキャビネット２と、キャリアステーション（ＣＳＢ）３とを具備している。図１及び図２に示すように、処理部１の手前側上部には、半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）に層間絶縁膜を形成するための塗布液を塗布して塗布膜を形成する２台の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２が並設されている。また、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２の下側には、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２で用いられる塗布液（薬液）やこの塗布液を塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２へ送るためのポンプ等を内蔵したケミカルユニット１３，１４が並設されている。
【００３３】
処理部１の中央部には、図１及び図３に示すように、複数の処理ユニットを多段に積層してなる処理ユニット群１６，１７が設けられ、これら処理ユニット群１６，１７の間に、昇降してウエハＷを搬送するためのウエハ搬送機構１８が設けられている。
【００３４】
ウエハ搬送機構１８は、垂直のＺ方向に延在し、対峙する一対の垂直壁５１ａ，５１ｂ及びこれら垂直壁５１ａ，５１ｂの間の側面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１はモータ５３の回転駆動力によって水平方向に回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転されるようになっている。
【００３５】
ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬送基台５４に沿って前後に移動可能な３本のウエハ搬送アーム５５，５６，５７とを備えており、ウエハ搬送アーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５１ｃを通過可能な大きさを有している。これらウエハ搬送アーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵された図示しないモータ及びベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。また、ウエハ搬送体５２は、筒状支持体５１の下部に設置されるモータ５８の駆動軸に装着される駆動プーリ４０と、筒状支持体５１の一方の垂直壁５１ｂの上部に装着される従動プーリ４１に掛け渡されたベルト５９に連結されている。したがって、モータ５８の駆動によりベルト５９を駆動させることによってウエハ搬送体５２は昇降される。
【００３６】
左側の処理ユニット群１６は、図３に示すように、その上側から順に低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９と、２個の硬化（キュア）処理ユニット（ＤＬＣ）２０と、２個のエージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１とが積層されて構成されている。また、右側の処理ユニット群１７は、その上から順に２個の低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２と、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）２３と、２個の冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４と、受渡ユニット（ＴＲＳ）２５と、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２６と、この発明に係る基板処理装置を具備する紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）２７と、が積層されて構成されている。なお、受渡ユニット（ＴＲＳ）２５は、冷却処理の機能を兼ね備えることが可能である。
【００３７】
ここで、低酸素高温加熱処理ステーション（ＤＬＢ）は密閉化可能な処理室内にウエハＷが載置される熱板を有し、熱板の外周の穴から均一に窒素（Ｎ２）ガスを吐出しつつ処理室上部中央より排気し、低酸素化雰囲気中でウエハＷを高温加熱処理する。低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）はウエハＷが載置される熱板を有し、ウエハＷを低温加熱処理する。冷却処理ステーション（ＣＰＬ）はウエハＷが載置される冷却板を有し、ウエハＷを冷却処理する。受渡ユニット（ＴＲＳ）はキャリアステーション３と処理部１との間でウエハＷの受け渡しを行う。なお、この場合、受渡ユニット（ＴＲＳ）を、下段にウエハＷを冷却する冷却板、上段に受渡台を有する２段構造としてもよい。
【００３８】
また、硬化（キュア）処理ユニット（ＤＬＣ）は密閉化可能な処理室内に熱板と冷却板とを隣接するように有し、Ｎ２置換された低酸素雰囲気中で高温加熱処理すると共に加熱処理されたウエハＷを冷却処理する。エージング処理ユニット（ＤＡＣ）は密閉化可能な処理室内にアンモニアガスと水蒸気とを混合した処理気体（ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ）を導入してウエハＷをエージング処理し、ウエハＷ上の絶縁膜材料をウエットゲル化する。なお、紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）については後述する。
【００３９】
上記サイドキャビネット２は、バブラー（Ｂｕｂ）３１と、各ユニットから排出される排気ガスの洗浄のためのトラップ（ＴＲＡＰ）３２とを有している。またバブラー（Ｂｕｂ）３１の下方には、電力供給源（図示せず）と、アドヒージョンプロモータや純水、アンモニア（ＮＨ３）ガス等を貯留するための薬液室（図示せず）と、ＳＯＤシステムにおいて使用された処理液の廃液を排出するためのドレイン３３とが設けられている。
【００４０】
上記のように構成されたＳＯＤシステムにおいて、例えば、ＳＯＤ材料としてシルク（ＳｉＬＫ）｛商品名｝を用いてウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的に、ウエハＷを、紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２（アドヒージョンプロモータの塗布）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１（本薬液の塗布）、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６の順序で搬送し、処理する。
【００４１】
また、使用するＳＯＤ材料によっては、ウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、ウエハＷを、紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２、エージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、紫外線照射表面改質ユニット（ＤＶＴ）２７、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１，１２、エージング処理ユニット（ＤＡＣ）２１、低温加熱処理ユニット（ＬＨＰ）１９，２３、低酸素高温加熱処理ユニット（ＤＬＢ）２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）２４，２６の順序で搬送し、処理する。
【００４２】
上述した各種の方法において形成される層間絶縁膜の材質には制限はなく、有機系、無機系及びハイブリッド系の各種材料を用いることが可能である。
【００４３】
次に、この発明に係る基板処理装置について詳細に説明する。
【００４４】
◎第一実施形態
図４は、この発明に係る基板処理装置の全体斜視図、図５は、基板処理装置の概略断面図である。
【００４５】
上記基板処理装置６０は、図４及び図５に示すように、上記ウエハ搬送体５２が搬入出可能な搬入出窓６１を有するボックス状の処理容器６２と、この処理容器６２の上部に載置される電源ボックス６３と、処理容器６２の中央上部に着脱可能に配設されるランプハウス６４と、処理容器６２の側方に連設されて処理室６５を形成するバックサイドカバー６６とを具備している。
【００４６】
上記処理容器６２及びバックサイドカバー６６によって形成される処理室６５内には、ウエハＷを載置する基板載置手段である載置ステージ６７が配設されている。この載置ステージ６７は、移動機構例えばボールねじ機構６８のねじ軸６９に装着されており、駆動モータ７０の正逆回転によって処理室６５内の一側部の搬入出窓６１側から他側部に向かって水平方向に往復移動可能に構成されている。なお、移動機構は、ボールねじ機構以外に、例えばベルト駆動、リニアモータ駆動等安定した速度で移動できるものであれば任意のものでよい。
【００４７】
上記ランプハウス６４には、処理室６５内に向かって紫外線を照射する紫外線照射手段である紫外線ランプ８０と、この紫外線ランプ８０の上方に配設される断面略逆Ｕ字状の反射板８１と、紫外線ランプ８０の照射側に配設される紫外線が透過可能な石英製の透過板８２が具備されている。
【００４８】
また、ランプハウス６４には、載置ステージ６７に載置されたウエハＷと紫外線ランプ８０との隙間における紫外線の照射領域８３の対向する端部の一方に給気口８４が設けられ、他方には排気口８５が設けられている。給気口８４には、紫外線の光強度を減衰する気体分子例えば酸素分子を含む露光調整用気体の供給源８６（後述する空気供給源８６Ａ及びＮ２ガス供給源８６Ｂ）が接続され、排気口８５には、排気手段である真空ポンプ８７が接続されている。なお、排気口８５に接続される排気手段は、ファンや工場排気等でもよい。この場合、給気口８４及び排気口８５は、図６及び図７に示すように、露光調整用気体の流れ方向に沿って複数（図面では８個の場合を示す）に分割されており、分割された各分割給気口８４ａ〜８４ｈに、それぞれ酸素分子の濃度の異なる露光調整用気体が供給され、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給された露光調整用気体は照射領域８３を流れて排気口８５から排出されるようになっている。すなわち、各分割給気口８４ａ〜８４ｈには、切換手段である開閉切換弁８８｛具体的には、開閉切換弁８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ｝を介設する分岐供給管路８９ａ〜８９ｈを介して空気供給源８６Ａが接続され、分岐供給管路８９ａ〜８９ｈに接続する管路９０に流量調整弁９１｛具体的には、流量調整弁９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ｝を介設して窒素（Ｎ２）ガス供給源８６Ｂが接続されている。この場合、開閉切換弁８８及び流量調整弁９１は、図示しないコントローラ例えばＣＰＵに電気的に接続されており、ＣＰＵからの制御信号によって制御されるようになっている。なお、この場合、分岐供給管路８９ａ〜８９ｈにマスフローコントローラ（図示せず）を介設し、ＣＰＵからの制御信号によってこのマスフローコントローラを制御することによって、露光調整用気体の酸素分子濃度の制御を更に高精度に行うことができる。更に、各分割給気口８４ａ〜８４ｈの露光調整用気体の酸素濃度を測定し、ＣＰＵへフィードバックして流量調整弁９１ａ〜９１ｈの開度を制御することもできる。
【００４９】
このように構成することにより、流量調整弁９１を調整して分岐供給管路８９ａ〜８９ｈ中を流れる空気（Ａｉｒ）中に所定量のＮ２ガスを混入することによって露光調整用気体の酸素分子濃度を調整することができ、濃度調整された露光調整用気体を照射領域８３に流すことができる。
【００５０】
このようにして、露光調整用気体の酸素分子濃度を調整することにより、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く設定することができる。例えば、分割給気口８４ａ，８４ｈの酸素分子濃度を１％に設定すると共に、分割給気口８４ｂ，８４ｇの酸素分子濃度を５％に設定し、その他の分割給気口８４ｃ〜８４ｆには空気（Ａｉｒ）のみを供給するように設定することができる。
【００５１】
上記のように、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く設定して、濃度調整された露光調整用気体を照射領域８３に流すことにより、図７に破線で示すように、紫外線ランプ８０から照射される光強度の低い領域の紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰を抑制つまり光が吸収されにくくして、紫外線をウエハＷの全面に均一に露光することができるので、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができる。
【００５２】
次に、上記基板処理装置６０の動作態様について説明する。まず、ウエハＷを保持したウエハ搬送体５２が搬入出窓６１を介して処理室６５内に進入して載置ステージ６７上にウエハＷを受渡（載置）する。その後、ウエハ搬送体５２は処理容器６２から後退する。次に、ボールねじ機構６８の駆動モータ７０が駆動して、載置ステージ６７を図５において左方向に移動（走査）し、紫外線ランプ８０の下方を通過する間、紫外線ランプ８０から照射される紫外線を受光する。このとき、露光調整用気体の供給源８６（空気供給源８６Ａ及びＮ２ガス供給源８６Ｂ）から各分割給気口８４ａ〜８４ｈに、それぞれ酸素分子の濃度の異なる露光調整用気体が供給されて、排気口８５から排気される。この際、上述したように、開閉切換弁８８及び流量調整弁９１｛具体的には、開閉切換弁８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ及び流量調整弁９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ｝の制御により、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く（例えば１％、５％）設定されているので、図７に破線で示すように、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰が抑制されて、紫外線がウエハＷの全面に均一に露光される。したがって、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができ、ウエハＷ全面の改質、すなわち、塗布液に対する接触角を小さくして、濡れ性の向上を図ることができ、更に、密着性の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、上記説明では、露光調整用気体の流れ方向の両側部位の分割給気口例えば８４ａ，８４ｂ；８４ｇ，８４ｈに供給される酸素分子の濃度を低く（例えば１％、５％）設定する場合について説明したが、必ずしもこのように設定する場合に限定されるものではなく、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給される露光調整用気体の酸素分子濃度を任意に設定可能である。また、各分割給気口８４ａ〜８４ｈに供給される露光調整用気体を選択的に供給して、ウエハＷの任意の箇所のみを露光処理することも可能である。
【００５４】
更に、上記説明では、給気口８４と排気口８５を紫外線ランプ８０の近傍に設けたが、例えば、図５に示すように、給気口８４を対向する一方の側壁７１に設け、排気口８５を他方の側壁７２にそれぞれ設けてもよい。この場合、天板７３に露光調整用気体の案内路等を設ける方が好ましい。
【００５５】
◎第二実施形態
図９は、この発明に係る基板処理装置の第二実施形態における露光調整用気体の流れを示す要部斜視図、図１０は、第二実施形態の要部を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩ部の拡大斜視図（ｂ）である。
【００５６】
第二実施形態は、第一実施形態の構成に加えて更に露光調整用気体の流れを整流化すると共に、円滑にして、露光調整の精度を向上させ、かつ、紫外線ランプ８０における紫外線の照射により発生するオゾン（Ｏ３）や昇華物を効率良く外部に排気できるようにした場合である。すなわち、紫外線ランプ８０の照射側に配設される透過板８２の下面に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝８２ａを設けた場合である。この場合、通路溝８２ａの幅、深さや断面形状は、均一に紫外線が照射できるものであれば任意でよい。また、通路溝８２ａは直線だけでなく曲線であってもよい。
【００５７】
このように構成することにより、濃度調整された露光調整用気体が通路溝８２ａに沿って照射領域８３を流れるので、露光調整用気体の流れを整流化することができると共に、流れを円滑にすることができる。したがって、露光調整の精度を更に向上させることができる。更に、紫外線ランプ８０における紫外線の照射により発生するオゾン（Ｏ３）や昇華物を効率良く外部に排気することもできる。
【００５８】
なお、第二実施形態において、その他の部分は第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５９】
◎第三実施形態
図１１は、この発明に係る基板処理装置の第三実施形態における露光調整用気体の濃度調整部を示す概略構成図、図１２は、濃度調整部の概略斜視図である。
【００６０】
第三実施形態は、第一実施形態における露光調整用気体の酸素分子濃度調整とは別の構成により、酸素分子濃度を調整して紫外線照射量域に供給するようにした場合である。この場合、ランプハウス６４における紫外線の照射領域８３の対向する端部の一方に設けられた給気口８４Ａには、開閉手段である開閉弁９３を介設する窒素（Ｎ２）ガス供給管路９２を介して露光調整用気体の供給源例えば窒素（Ｎ２）ガス供給源９４が接続されている。また、給気口８４Ａは、この給気口８４Ａから排気口側に向かって流れる露光調整用気体の流れに沿って複数（図面では１０個の場合を示す）に分割された分割給気口８４ｉ〜８４ｒにて形成されており、かつ、分割給気口８４ｉ〜８４ｒの開口面積は、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成されている。この場合、最両端の分割給気口８４ｉ，８４ｒを最大の同じ開口円にし、順次その内方（中心）側の２組の分割給気口８４ｊ，８４ｑ、８４ｋ，８４ｐ、８４ｌ，８４ｏ、８４ｍ，８４ｎの開口面積を同じ開口円の小面積にしてある。なお、開口は必ずしも円形である必要はなく、角形や楕円形等であってもよい。
【００６１】
このように、給気口８４Ａを、露光調整用気体の流れに沿って複数に分割された分割給気口８４ｉ〜８４ｒにて形成すると共に、分割給気口８４ｉ〜８４ｒの開口面積を、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成することにより、紫外線の照射領域８３の両端側が中心側に比べて多量のＮ２ガスが供給されるので、この部分の露光調整用気体の酸素分子濃度が低下する。これにより、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰を抑制して、紫外線をウエハＷの全面に均一に露光することができるので、ウエハＷに照射される紫外線の露光量を均一にすることができる。
【００６２】
なお、第三実施形態ににおいて、その他の部分は第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。また、第三実施形態においても、第二実施形態の通路溝８２ａを有する透過板８２を使用することも可能である。
【００６３】
◎第四実施形態
図１３は、この発明に係る基板処理装置の第四実施形態を示す概略断面図、図１４は、第四実施形態における紫外線の照射状態を示す説明図である。
【００６４】
第四実施形態は、ウエハＷに照射される紫外線の光量を更に均一に行えるようにした場合である。この場合、図１３に示すように、移動機構であるボールねじ機構６８によって水平方向に往復移動する載置ステージ６７に水平回転用のモータ９６が設けられている。この水平回転用モータ９６の駆動により、ウエハＷが水平面上で所定角度例えば９０度に回転変位されるように構成されている。なお、その他の部分は、第一実施形態と同じ構造であるので、ここでは同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
上記のように構成することにより、上述したように、ウエハＷと紫外線ランプ８０とを相対的に平行移動させつつウエハＷに紫外線を照射することができると共に、ウエハＷを水平面上に所定角度（９０度）回転させた状態で再度ウエハＷに紫外線を照射することができる。すなわち、図１４（ａ）に示すように、ボールねじ機構６８の駆動モータ７０が駆動して、ウエハ搬送体５２からウエハＷを受け取った載置ステージ６７が紫外線ランプ８０の下方を移動▲１▼（走査）して紫外線が照射されて一度目の露光が行われる。一度目の露光処理が行われた後、図１４（ｂ）に示すように、水平回転用モータ９６が駆動して、ウエハＷが水平方向に所定角度（９０度）回転変位▲２▼する。これによって一回目の移動時に照射領域８３の端部側に位置していたウエハＷのノッチＮが照射領域８３の中心部を通る位置に移動する。この状態で、図１４（ｃ）に示すように、駆動モータ７０が逆方向に駆動して、載置ステージ６７が紫外線ランプ８０の下方を移動▲３▼（走査）して紫外線が照射されて二度目の露光が行われる。
【００６６】
上記のように、一度目のウエハＷと紫外線ランプ８０の相対平行移動と、二度目のウエハＷと紫外線ランプ８０の相対平行移動におけるウエハＷの姿勢を同一面上で所定角度（９０度）変位することにより、ウエハＷに照射される紫外線の光量を均一にすることができる。
【００６７】
◎その他の実施形態
（１）上記第一実施形態では、透過板８２とウエハＷとの間の照射領域８３に露光調整用気体を流す場合について説明したが、図１５に示すように、透過板８２の内部（上面）側に、上述した通路溝８２ａを設けて、同様に露光調整用気体を流すようにしてもよい。この場合、図１６に示すように、透過板８２の内部（上面）側に通路溝８２ａを設け、この透過板８２の内部面（上面）に石英製の透過カバー板８２Ａを接合して通路溝８２ａ内に露光調整用気体が流通するように構成する。
【００６８】
このように構成することにより、濃度調整された露光調整用気体が通路溝８２ａに沿って照射領域８３を流れるので、露光調整用気体の流れを整流化することができると共に、流れを円滑にすることができる。したがって、露光調整の精度を更に向上させることができる。
【００６９】
なお、図１５及び図１６において、その他の部分は第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００７０】
（２）上記実施形態では、ウエハＷを載置する載置ステージ６７が水平方向に移動（走査）しつつウエハＷに紫外線ランプ８０から紫外線を照射する場合について説明したが、必ずしもこの構造に限定されるものではない。例えば、載置ステージ６７を固定し、紫外線ランプ８０を水平方向に移動（走査）させてもよく、あるいは、載置ステージ６７と紫外線ランプ８０の双方を相対的に水平移動（走査）させるようにしてもよい。また、上記第四実施形態においては、載置ステージ６７を水平方向に回転させずに、紫外線ランプ８０を水平方向に所定角度例えば９０度回転可能に構成してもよい。
【００７１】
（３）上記実施形態では、被処理基板が半導体ウエハＷである場合について説明したが、ウエハＷ以外に例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板やマスク基板（レチクル）の露光処理にも適用できることは勿論である。また、表面改質だけでなく、洗浄等の紫外線ランプを備えた処理装置全般に応用できる。なお、マスク基板（レチクル）に適用する場合には、マスク基板（レチクル）の両面に紫外線を照射することができる。例えば、図１７に示すように、マスク基板（レチクル）Ｒのエッジ部を載置する載置ステージ６７Ａを、図示しない移動機構によって水平方向に移動可能に形成すると共に、載置ステージ６７Ａの移動方向と直交する上下位置にそれぞれ紫外線ランプ８０を配置して、マスク基板（レチクル）Ｒの両面（表裏面）に紫外線を照射して露光処理を行うことができる。これにより、マスク基板（レチクル）Ｒの両面（表裏面）を改質することができる。なお、載置ステージ６７Ａには、昇降可能な支持ピン９８が設けられており、この支持ピン９８の昇降によってマスク基板（レチクル）Ｒの受け渡しが行われる。
【００７２】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００７３】
（１）請求項１，９記載の発明によれば、基板載置手段に載置された被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に設けられた給気口から他端の排気口に向かって紫外線の光強度を減衰する気体分子を含む露光調整用気体を流す（供給する）ことにより、被処理基板に照射される紫外線の露光量を調整することができるので、被処理基板に照射される紫外線の露光量を均一にすることができ、また、露光量を選択的に変えることができる。
【００７４】
（２）請求項３，１１記載の発明によれば、露光調整用気体の流れ領域を流れ方向に沿う複数の分割領域とすると共に、各分割領域において気体分子の濃度を適宜設定し、かつ、少なくとも露光調整用気体の流れ方向の両側部位の給気口に供給される気体分子の濃度を低く設定することにより、紫外線照射手段から照射される紫外線の有効照射面の端部の光強度の減衰を抑制して、紫外線を被処理基板の全面に均一に露光することができるので、上記（１）に加えて更に被処理基板に照射される紫外線の露光量を均一にすることができる。
【００７５】
（３）請求項４，１２記載の発明によれば、基板載置手段に載置された被処理基板と紫外線照射手段との隙間における紫外線の照射領域の対向する端部の一方に設けられた給気口から排気口に向かって流れる露光調整用気体の流れに沿って複数に分割すると共に、分割された給気口の開口面積を、露光調整用気体の流れ方向の両側部位から中心側に向かって漸次小面積に形成することにより、紫外線照射手段から照射される紫外線の有効照射面の端部の酸素分子の濃度を低減することができるので、上記（１）に加えて更に光強度の減衰を抑制して、紫外線を被処理基板の全面に均一に露光することができる。
【００７６】
（４）請求項５，１３記載の発明によれば、紫外線照射手段の照射側に配設される紫外線を透過する透過板に、露光調整用気体の流れ方向に沿う複数の通路溝を設けることにより、露光調整用気体の流れを整流及び促進させることができるので、上記（１）〜（３）に加えて更に露光調整用気体による紫外線の露光量の調整を高精度に行うことができる。また、露光調整用気体の流れを整流及び促進させることにより、紫外線の照射により発生するオゾン（Ｏ３）や昇華物を紫外線照射量域から効率良く外部に排出することができる。
【００７７】
（５）請求項６，１４記載の発明によれば、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に平行移動させつつ被処理基板に紫外線を照射することにより、被処理基板の全面に均一に紫外線を照射することができるので、上記（１）〜（４）に加えて更に露光処理の向上を図ることができる。この場合、更に、被処理基板と紫外線照射手段とを相対的に同一面上に所定角度例えば９０度回転させた状態で被処理基板に紫外線を照射することにより、一度目の被処理基板と紫外線照射手段の相対平行移動と、二度目の被処理基板と紫外線照射手段の相対平行移動における被処理基板の姿勢を同一面上で所定角度例えば９０度変位することができるので、被処理基板に照射される紫外線の光量を均一にすることができる（請求項７，１５）。
【００７８】
（６）請求項８，１６記載の発明によれば、被処理基板の表裏面に対して紫外線照射手段から紫外線を照射することにより、一工程で被処理基板の表裏面を露光処理することができるので、上記（１）〜（５）に加えて更に処理効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板処理装置を適用した半導体ウエハのＳＯＤシステムを示す平面図である。
【図２】上記ＳＯＤシステムの側面図である。
【図３】上記ＳＯＤシステム内に組み込まれた処理ユニット群を示す側面図である。
【図４】この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を示す全体斜視図である。
【図５】第一実施形態の基板処理装置の断面図である。
【図６】第一実施形態における露光調整用気体の供給状態を示す構成図である。
【図７】紫外線の露光量と紫外線照射量域との関係を示すグラフである。
【図８】第一実施形態における露光調整用気体の流れを示す要部斜視図である。
【図９】この発明の第二実施形態における露光調整用気体の流れを示す要部斜視図である。
【図１０】第二実施形態の要部を示す断面図（ａ）及び（ａ）のＩ部拡大斜視図（ｂ）である。
【図１１】この発明の第三実施形態における露光調整用気体の濃度調整部を示す構成図である。
【図１２】上記濃度調整部の概略斜視図である。
【図１３】この発明の第四実施形態を示す断面図である。
【図１４】第四実施形態における紫外線の照射状態を示す説明図である。
【図１５】この発明の第五実施形態における露光調整用気体の流れを示す要部斜視図である。
【図１６】第五実施形態の要部を示す正面図（ａ）、（ａ）のＩＩ部拡大斜視図（ｂ）及び要部概略断面図（ｃ）である。
【図１７】この発明の第六実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
Ｗ  半導体ウエハ（被処理基板）
Ｒ  マスク基板（レチクル）（被処理基板）
６７，６７Ａ  載置ステージ（基板載置手段）
８０  紫外線ランプ（紫外線照射手段）
８２  透過板
８２ａ  通路溝
８３  紫外線照射領域
８４，８４Ａ  給気口
８４ａ〜８４ｈ，８４ｉ〜８４ｒ  分割給気口
８５  排気口
８６  露光調整用気体の供給源
８６Ａ  空気供給源（露光調整用気体の供給源）
８６Ｂ  窒素（Ｎ２）ガス供給源（露光調整用気体の供給源）
８７  真空ポンプ（排気手段）
８８（８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ）  開閉切換弁（切換手段）
９１（９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ）  流量調整弁
９４  窒素（Ｎ２）ガス供給源（露光調整用気体の供給源）
９６  水平回転用モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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