(57)【要約】【課題】  処理対象上に照射される紫外線の照射量を監視する。【解決手段】  ウェハステージ１上に照度計１を設置し、紫外線ランプ１から照射された紫外線の照度を照度計５にて計測し、紫外線照度が規定値以下の場合、アラーム発生部６は警告を発する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象上に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記処理対象上に照射される紫外線照度を計測する照度計測手段とを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記照度計測手段による計測結果に基づいて警告を発する警告発生手段をさらに備え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】
前記照度計測手段による計測結果に基づいて、前記紫外線照射手段による紫外線の照射量を制御する照射量制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
処理対象上に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記処理対象上に照射される紫外線照度を複数箇所で計測する照度計測手段と、
前記複数箇所で計測された紫外線照度に基づいて前記処理対象上の照度分布を算出する照度分布算出手段とを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項５】
処理対象を載置するステージと、
前記ステージ上に紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記ステージと前記紫外線ランプとの間に配置されたシャッタと、
前記ステージと前記シャッタとの間に配置された石英板と、
前記ステージ上に照射される紫外線照度を計測する照度計と、
前記照度計による計測結果に基づいて警告を発する警告発生手段を備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項６】
前記照度計は、前記ステージに埋め込まれていることを特徴とする請求項５記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記照度計による計測結果に基づいて、前記紫外線ランプのパワーを制御するパワー制御手段と、
前記照度計による計測結果に基づいて、前記シャッタの開閉を制御する開閉制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項５または６記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
処理対象上に照射される紫外線の照射量を計測する工程と、
前記紫外線の照射量の計測結果に基づいて、前記処理対象上に紫外線を照射する工程と、
前記紫外線が照射された処理対象上に薄膜を形成する工程とを備えることを特徴とする薄膜形成方法。
【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薄膜形成方法に関し、特に、紫外線照射による表面処理方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、ＳＯＧ（スピンオングラス）をウェハ面内に均一に塗布するため、ウェハ表面に紫外線を照射することにより、ウェハの表面状態を親水性に改質することが行われている。
また、特許文献１には、基板と種々の薄膜間の密着性を改善するために、±１５％以内の照度分布で遠紫外から真空紫外領域の波長の単色光を被処理基板上に照射する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平９−３１２２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の紫外線照射方法では、紫外線ランプの劣化やシャッタ動作不良などにより紫外線の照度が低下した場合においても、そのままウェハ表面に紫外線が照射されることがある。このため、従来の半導体装置では、ウェハの表面改質が十分に行われないまま、ＳＯＧがウェハ上にそのまま塗布され、大量のロット不良を引き起こしたり、歩留まり低下の要因となったりするという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、処理対象上に照射される紫外線の照射量を監視することが可能な紫外線照射装置および薄膜形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、処理対象上に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記処理対象上に照射される紫外線照度を計測する照度計測手段とを備えることを特徴とする。
これにより、処理対象上に照射される紫外線の照射量を監視することが可能となる。このため、照度が低下した紫外線がそのまま処理対象上に照射されることを防止することが可能となり、処理対象の表面改質が十分に行われないまま薄膜がそのまま形成されることを防止して、薄膜の形成を安定して行うことが可能となる。
【０００６】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、前記照度計測手段による計測結果に基づいて警告を発する警告発生手段をさらに備えることを特徴とする。
これにより、照度不足の処理対象が大量に発生する前に、紫外線の照度低下を容易に認識することが可能となる。このため、紫外線の照度が低下した際に、処理対象の紫外線処理を停止させることが可能となり、処理対象の表面改質が十分に行われないまま薄膜が形成されることを防止して、薄膜の形成を安定して行うことが可能となるとともに、不良品が大量に発生することを防止することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、前記照度計測手段による計測結果に基づいて、前記紫外線照射手段による紫外線の照射量を制御する照射量制御手段をさらに備えることを特徴とする。
これにより、紫外線の照度が低下した場合においても、紫外線の照射量を適正化することが可能となる。このため、紫外線の照度が低下した場合においても、処理対象の紫外線処理を停止させることなく、処理対象の表面改質を適正に行うことが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、薄膜の形成を安定して行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、処理対象上に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記処理対象上に照射される紫外線照度を複数箇所で計測する照度計測手段と、前記複数箇所で計測された紫外線照度に基づいて前記処理対象上の照度分布を算出する照度分布算出手段とを備えることを特徴とする。
これにより、処理対象上に照射される紫外線の照度分布を監視することが可能となる。このため、照度分布が不均一な紫外線がそのまま処理対象上に照射されることを防止することが可能となり、処理対象の表面改質が均一に行われないまま薄膜が形成されることを防止して、薄膜の形成を均一に行うことが可能となる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、処理対象を載置するステージと、前記ステージ上に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記ステージと前記紫外線ランプとの間に配置されたシャッタと、前記ステージと前記シャッタとの間に配置された石英板と、前記ステージ上に照射される紫外線照度を計測する照度計と、前記照度計による計測結果に基づいて警告を発する警告発生手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、処理対象上に照射される紫外線の照射量を監視することが可能となり、照射不足の処理対象が大量に発生する前に、紫外線の照度低下を容易に認識することが可能となる。このため、紫外線の照度が低下した際に、処理対象の紫外線処理を停止させることが可能となり、処理対象の表面改質が十分に行われないまま薄膜が形成されることを防止して、大量の製品不良が発生することを防止することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、前記照度計は、前記ステージに埋め込まれていることを特徴とする。
これにより、処理対象が載置されるステージに照度計測機能を持たせることが可能となり、処理対象上に照射される紫外線照度を精度よく計測することができる。このため、処理対象上に照射される紫外線の照射量を精度よく設定することが可能となり、処理対象上に照射される紫外線の照射量を最適化することを可能として、処理対象上に形成される薄膜の膜質を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る紫外線照射装置によれば、前記照度計による計測結果に基づいて、前記紫外線ランプのパワーを制御するパワー制御手段と、前記照度計による計測結果に基づいて、前記シャッタの開閉を制御する開閉制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
これにより、紫外線ランプが劣化したり、シャッタ動作不良が発生したりした場合においても、紫外線の照射量を適正化することが可能となる。このため、処理対象の紫外線処理を停止させることなく、処理対象の表面改質を適正に行うことが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、薄膜の形成を安定して行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る薄膜形成方法によれば、処理対象上に照射される紫外線の照射量を計測する工程と、前記紫外線の照射量の計測結果に基づいて、前記処理対象上に紫外線を照射する工程と、前記紫外線が照射された処理対象上に薄膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、理対象上に照射される紫外線の照射量を監視することが可能となり、照度が低下した紫外線がそのまま処理対象上に照射されることを防止することが可能となる。このため、処理対象の表面改質が十分に行われないまま薄膜が形成されることを防止して、薄膜の形成を安定して行うことが可能となり、特性不良を減少させることが可能となるとともに、歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る紫外線照射装置について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す断面図、図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るウェハステージの概略構成を示す平面図である。
図１において、紫外線照射装置には、ウェハＷを載置するウェハステージ４が設けられ、ウェハステージ４上には、ウェハＷに紫外線を照射する紫外線ランプ１が設けられている。また、紫外線ランプ１とウェハステージ４との間には、紫外線ランプ１から照射される紫外線を遮断するシャッタ２が設けられ、シャッタ２とウェハステージ４との間には、紫外線ランプ１またはシャッタ２から離脱した異物がウェハＷ上に落下することを防止する石英板３が配置されている。
【００１５】
そして、ウェハステージ４上には、紫外線ランプ１から照射された紫外線の照度を計測する照度計５が配置されている。なお、ウェハステージ４上に照度計５を配置する場合、照度計５をステージに埋め込むことができる。また、ウェハステージ４上にウェハＷを載置する時に照度計５が邪魔にならないようにするため、ウェハステージ４の周囲に照度計５を配置することができる。
【００１６】
また、紫外線照射装置には、照度計５による紫外線の照度計測結果に基づいて、警告を発するアラーム発生部６が設けられている。なお、アラーム発生部６は、例えば、警告音を発生させるようにしてもよいし、警告表示を行うようにしてもよい。
そして、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する場合、ウェハステージ４上にウェハＷを載置する。そして、紫外線ランプ１から紫外線を出射させるとともに、シャッタ２を開くことで、石英板３を介してウェハＷ上に紫外線を照射する。
【００１７】
そして、ウェハＷ上に紫外線が照射されると、紫外線ランプ１から照射された紫外線が照度計５で受光され、その紫外線の照度が計測される。そして、照度計５にて紫外線の照度が計測されると、その計測結果がアラーム発生部６に送られる。そして、アラーム発生部６は、紫外線照度の計測結果を受け取ると、紫外線照度が規定値以下かどうかを判定する。そして、紫外線照度が規定値以下の場合、アラーム発生部６は警告を発し、紫外線照度が規定値以下であることを認知させる。
【００１８】
そして、アラーム発生部６から警告が発せられた場合、シャッタ２を閉じることにより、ウェハＷ上への紫外線の照射を停止させることができる。
一方、アラーム発生部６からの警告が行われない場合、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行うことにより、ウェハＷの表面状態を親水性に改質する。そして、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行った後、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する。
【００１９】
これにより、ウェハＷ上に照射される紫外線の照射量を監視することが可能となり、紫外線の照度低下を容易に認識することが可能となる。このため、紫外線の照度が低下した際に、ウェハＷの紫外線処理を即座に停止させることが可能となり、照射不足のウェハＷが大量に発生することを防止することができる。この結果、ウェハＷの表面改質が十分に行われないままＳＯＧが形成されることを防止することが可能となり、ＳＯＧの形成時に大量の不良ロットが発生することを未然に防止することができる。
【００２０】
また、照度計５をステージ４に埋め込むことにより、ウェハＷが載置されるステージ４に照度計測機能を持たせることが可能となる。このため、ウェハＷ上に照射される紫外線照度を精度よく計測することができ、ウェハＷ上に照射される紫外線の照射量を最適化することを可能として、ウェハＷ上に形成されるＳＯＧの膜質を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、ステージ４の周囲に照度計５を設けることで、ウェハステージ４上にウェハＷが載置されている状態で、紫外線照度を計測することができ、スループットの低下を抑制することが可能となる。
なお、上述した実施形態では、ウェハステージ４上にウェハＷを載置してから、照度計５にて紫外線の照度を計測する方法について説明したが、ウェハステージ４上にウェハＷを載置する前に、照度計５にて紫外線の照度を計測するようにしてもよい。
【００２２】
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す断面図、図２（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るウェハステージの概略構成を示す平面図である。
図２において、紫外線照射装置には、ウェハＷを載置するウェハステージ１４が設けられ、ウェハステージ１４上には、ウェハＷに紫外線を照射する紫外線ランプ１１が設けられている。また、紫外線ランプ１１とウェハステージ１４との間には、紫外線ランプ１１から照射される紫外線を遮断するシャッタ１２が設けられ、シャッタ１２とウェハステージ１４との間には、紫外線ランプ１１またはシャッタ１２から離脱した異物がウェハＷ上に落下することを防止する石英板１３が配置されている。
【００２３】
そして、ウェハステージ１４上には、紫外線ランプ１１から照射された紫外線の照度を計測する照度計１５ａ〜１５ｄが複数箇所に配置されている。なお、ウェハステージ１４上に照度計１５ａ〜１５ｄを配置する場合、照度計１５ａ〜１５ｄをステージに埋め込むことができる。また、ウェハステージ１４上にウェハＷを載置する時に照度計１５ａ〜１５ｄが邪魔にならないようにするため、図２（ｂ）に示すように、ウェハステージ１４の周囲に照度計１５ａ〜１５ｄを配置することができる。
【００２４】
また、紫外線照射装置には、照度計１５ａ〜１５ｄによる紫外線の照度計測結果に基づいて、警告を発するアラーム発生部１６が設けられている。なお、アラーム発生部１６は、例えば、警告音を発生させるようにしてもよいし、警告表示を行うようにしてもよい。
そして、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する場合、ウェハステージ１４上にウェハＷを載置する。そして、紫外線ランプ１１から紫外線を出射させるとともに、シャッタ１２を開くことで、石英板１３を介してウェハＷ上に紫外線を照射する。
【００２５】
そして、ウェハＷ上に紫外線が照射されると、紫外線ランプ１１から照射された紫外線が照度計１５ａ〜１５ｄで受光され、その紫外線の照度が計測される。そして、照度計１５ａ〜１５ｄにて紫外線の照度が計測されると、その計測結果がアラーム発生部１６に送られる。そして、アラーム発生部１６は、複数箇所の紫外線照度の計測結果を受け取ると、それらの計測結果に基づいて、ウェハＷ上の紫外線の照度分布を算出する。そして、紫外線の照度分布が規定値を超えて偏っている場合、アラーム発生部１６は警告を発し、紫外線の照度分布が異常であることを認知させる。
【００２６】
そして、アラーム発生部１６から警告が発せられた場合、シャッタ１２を閉じることにより、ウェハＷ上への紫外線の照射を停止させることができる。
一方、アラーム発生部１６からの警告が行われない場合、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行うことにより、ウェハＷの表面状態を親水性に改質する。そして、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行った後、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する。
【００２７】
これにより、ウェハＷ上に照射される紫外線の照度分布を監視することが可能となり、紫外線の照度均一性の劣化を容易に認識することが可能となる。このため、紫外線の照度均一性が劣化した際に、ウェハＷの紫外線処理を即座に停止させることが可能となり、表面改質状態が不均一なウェハＷが大量に発生することを防止することができる。この結果、表面改質状態が不均一なウェハＷにＳＯＧが形成されることを防止することが可能となり、ＳＯＧの形成時に大量の不良ロットが発生することを防止することができる。
【００２８】
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す断面図、図３（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るウェハステージの概略構成を示す平面図である。
図３において、紫外線照射装置には、ウェハＷを載置するウェハステージ２４が設けられ、ウェハステージ２４上には、ウェハＷに紫外線を照射する紫外線ランプ２１が設けられている。また、紫外線ランプ２１とウェハステージ２４との間には、紫外線ランプ２１から照射される紫外線を遮断するシャッタ２２が設けられ、シャッタ２２とウェハステージ２４との間には、紫外線ランプ２１またはシャッタ２２から離脱した異物がウェハＷ上に落下することを防止する石英板２３が配置されている。
【００２９】
そして、ウェハステージ２４上には、紫外線ランプ２１から照射された紫外線の照度を計測する照度計２５が配置されている。なお、ウェハステージ２４上に照度計２５を配置する場合、照度計２５をステージに埋め込むことができる。また、ウェハステージ２４上にウェハＷを載置する時に照度計２５が邪魔にならないようにするため、ウェハステージ２４の周囲に照度計２５を配置することができる。
【００３０】
また、紫外線照射装置には、照度計２５による紫外線の照度計測結果に基づいて、紫外線ランプ２１のパワーを制御するパワー制御部２６ａが設けられるとともに、シャッタ２２の開閉制御を行う開閉制御部２６ｂが設けられている。
そして、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する場合、ウェハステージ２４上にウェハＷを載置する。そして、紫外線ランプ２１から紫外線を出射させるとともに、シャッタ２２を開くことで、石英板１２３を介してウェハＷ上に紫外線を照射する。
【００３１】
そして、ウェハＷ上に紫外線が照射されると、紫外線ランプ２１から照射された紫外線が照度計２５で受光され、その紫外線の照度が計測される。そして、照度計２５にて紫外線の照度が計測されると、その計測結果がパワー制御部２６ａおよび開閉制御部２６ｂに送られる。そして、パワー制御部２６ａおよび開閉制御部２６ｂは、紫外線照度の計測結果を受け取ると、紫外線照度が規定値以下かどうかを判定する。そして、紫外線照度が規定値以下の場合、パワー制御部２６ａは、紫外線ランプ２１のパワーを上げることにより、紫外線ランプ２１の照射量を増やすとともに、開閉制御部２６ｂは、シャッタ２２の開度を上げることにより、紫外線ランプ２１の照射量を増やすことができる。
【００３２】
そして、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行うことにより、ウェハＷの表面状態を親水性に改質する。そして、ウェハＷ上への紫外線の照射を規定時間だけ行った後、ＳＯＧをウェハＷ上に塗布する。
これにより、紫外線ランプ２１が劣化したり、シャッタ２２の動作不良が発生して、紫外線の照度が低下した場合においても、紫外線の照射量を適正化することが可能となる。このため、ウェハＷの紫外線処理を停止させることなく、処理対象の表面改質を適正に行うことが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、ＳＯＧの形成を安定して行うことが可能となる。
【００３３】
なお、上述した実施形態では、ウェハＷ上にＳＯＧを塗布する方法を例にとって説明したが、紫外線照射に対象となる材料および紫外線照射された材料上に形成される薄膜の材質は、特に限定されることなく、例えば、ＳｉやＧａＡｓなどの半導体材料の他、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗなどの金属材料、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶縁材料、ポリイミドやエポキシなどの樹脂に適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す図。
【図２】第２実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す図。
【図３】第３実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
Ｗ  ウェハ、１、１１、２１  紫外線ランプ、２、１２、２２  シャッタ、３、１３、２３  石英板、４、１４、２４  ウェハステージ、５、１５ａ〜１５ｄ、２５  照度計、６、１６  アラーム発生部、２６ａ  パワー制御部、２６ｂ  開閉制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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