(57)【要約】【課題】被処理材に照射される真空紫外光の光強度分布を均一に調整して、被処理材を高均一に処理する。【解決手段】真空紫外光を照射する光源と、被処理材を載置するステージと、前記ステージと光源の間に配置され、前記被処理材表面に照射される真空紫外光の面内光強度分布を補正する補正部材を備え、前記補正部材により面内における透過率を調整して前記被処理部材に均一な光強度を有する真空紫外光を照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空紫外光を照射する光源と、
被処理材を載置するステージと、
前記ステージと光源の間に配置され、前記被処理材表面に照射される真空紫外光の面内光強度分布を補正する補正部材を備え、前記補正部材により面内における透過率を調整して前記被処理部材に均一な光強度を有する真空紫外光を照射すること特徴とする真空紫外光処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の真空紫外光処理装置において、
前記補正部材は、合成石英、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＬｉＦ、サファイアの何れかを含む真空紫外光透過材料で構成され、面内における透過率を前記透過材料の厚みを面内で変化させることにより調整して、真空紫外光の面内光強度分布を均一に補正したことを特徴とする真空紫外光処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の真空紫外光処理装置において、
前記補正部材は、金属板、セラミックス板、ガラス板、Ｓｉ板の何れかを含む真空紫外線の非透過材料で構成され、面内における透過率を前記非透過材料に形成した複数の貫通孔による開口率で調整し、前記非透過材料材料で形成された補正部材を透過した真空紫外光の面内光強度分布を均一に補正したことを特徴とする真空紫外光処理装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の真空紫外光処理装置において、
前記補正部材を冷却する冷却機構を備えたことを特徴とする真空紫外光処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の真空紫外光処理装置において
前記冷却機構は、空気冷却機構、水冷却機構またはペルチェ素子を用いた冷却機構の何れかを備えることを特徴とする真空紫外光処理装置。
【請求項６】
真空紫外光を照射する光源を収容したランプ室と、
被処理材を載置するステージを収容し、被処理材に真空紫外光を照射して被処理材に所定の処理を施す処理室と、
前記ランプ室及び処理室に不活性ガスを導入するガス導入手段と、
前記ステージと光源の間の前記ランプ室と処理室の境界に気密に配置され、前記被処理材に照射される真空紫外光の前記被処理材上における光強度分布を補正する補正部材を備え、前記被処理部材に均一な光強度を有する真空紫外光を照射すること特徴とする真空紫外光処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空紫外光（ＶＵＶ光：紫外光の中で波長が２００ｎｍ以下の領域の光）を均一に照射することのできる真空紫外光処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長２００ｎｍ以下の、エキシマランプ等を用いた従来の真空紫外光処理装置は、例えば、特許文献１に示すように、管状のエキシマランプを複数本並置した光源を用い、被処理材であるウエハに真空紫外光を照射してウエハを処理することが一般的である。
【０００３】
照射する真空紫外光は、被処理材であるウエハの面に均一な強度で照射し、ウエハを均一に処理することが望まれる。
【０００４】
特許文献２には、照射する真空紫外光の照射光強度の均一性について考慮したランプ装置が開示されている。この例では、円筒状誘電体バリア放電ランプを複数本並置し、隣接したランプ間に概略Ｖ字型の光反射板を設けることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、真空紫外光の照射光強度の均一性を得るため、ランプに対し、ウエハを載置したステ−ジを回転運動あるいは並進運動させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５-１５８７９６号公報
【特許文献２】特開平８-１５３４９３号公報
【特許文献３】特開２００５-１９７３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、管状のエキシマランプを複数本並置した光源を用いて、被処理材であるウエハに真空紫外光を照射し、ウエハを処理することが示されている。しかし、真空紫外光の照射光強度のウエハ面内均一性およびそれに伴うウエハ処理の均一性については、言及されていない。
【０００８】
特許文献２では、円筒状誘電体バリア放電ランプを複数本並置し、隣接したランプ間に概略Ｖ字型の光反射板を設けている。この例の場合、真空紫外光の照射光強度のウエハ面内における均一性は十分でない。すなわち、円筒状ランプの軸に直交する方向（複数本のランプを並べる方向）の均一性については配慮されている。しかし、円筒状ランプとウエハとの間隔が大きい場合における、円筒状ランプの軸方向の照射光強度のウエハ面内均一性については、配慮されていない。
【０００９】
特許文献３には、前述のように、真空紫外光の照射光強度の均一性を得るため、ランプに対し、ウエハステ−ジを回転運動あるいは並進運動させることが開示されている。
【００１０】
ウエハステ−ジを回転運動させる場合、周方向の均一性は改善されるものの、径方向の均一性を十分に改善することが困難である。特に中心付近では、光強度の特異点が生じ易く、ウエハ全面で高均一に真空紫外光を照射することが困難である。
【００１１】
ウエハステ−ジを並進運動させる場合、上述したように、円筒状ランプとウエハ間の間隔が大きい場合については、円筒状ランプの軸方向の照射光強度のウエハ面内均一性が低下する。このため、一般的な並進運動の方向である、ランプの軸方向に対し垂直方向に並進運動させた場合、ランプの長さ方向の均一性が低下し、ウエハ全面で高均一に真空紫外光を照射することが困難である。
【００１２】
被処理材が微細加工を要求されるウエハである場合、歩留まりの観点から、微小異物の低減が必須となる。このような場合、ウエハステ−ジを移動させることは、駆動部から異物が発生するリスクが高い。このような場合には、ウエハステ−ジを固定した状態で真空紫外光の照射光強度のウエハ面内均一性を向上することが望ましい。
【００１３】
このように、波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いた真空紫外光処理装置においては、真空紫外光の照射光強度のウエハ面内均一性を得ること、およびそれに伴うウエハ処理の均一性を十分に得ることは困難である。
【００１４】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、被処理材全面に真空紫外光を高均一に照射し、被処理材を高均一に処理することができる真空紫外光処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１６】
真空紫外光を照射する光源と、被処理材を載置するステージと、前記ステージと光源の間に配置され、前記被処理材表面に照射される真空紫外光の面内光強度分布を補正する補正部材を備え、前記補正部材により面内における透過率を調整して前記被処理部材に均一な光強度を有する真空紫外光を照射する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上の構成を備えるため、被処理材全面に真空紫外光を高均一に照射し、被処理材を高均一に処理することができる真空紫外光処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る真空紫外光処理装置の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態における光強度分布補正窓の軸方向断面を示す図である。
【図３】第２の実施形態を説明する図である。
【図４】第２の実施形態を説明する図である。
【図５】第３の実施形態を説明する図である。
【図６】第３の実施形態を説明する図である。
【図７】第４の実施形態を説明する図である。
【図８】光強度分布補正貫通板の貫通パターンの例を示す図である。
【図９】第５の実施形態を説明する図である。
【図１０】光強度分布補正窓のＸＺ断面図を示す図である。
【図１１】第６の実施形態を説明する図である。
【図１２】第６の実施形態を説明する図である。
【図１３】第７の実施形態を説明する図である。
【図１４】本発明が適用される真空紫外光処理装置の第１の例を示す図である。
【図１５】図１４を上部より見た図である。
【図１６】真空紫外光の光強度分布とランプ−ウエハ間距離との関係を示す図である。
【図１７】真空紫外光の光強度分布とランプ−ウエハ間距離との関係を示す図である。
【図１８】本発明が適用される真空紫外光処理装置の第２の例を示す図である。
【図１９】真空紫外光の光強度分布とランプ−ウエハ間距離との関係を示す図である。
【図２０】本発明が適用される真空紫外光処理装置の第３の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１４ないし図２０は、本発明が適用される真空紫外光処理装置を示す図であり、図１４は本発明が適用される真空紫外光処理装置の第１の例を示す図、図１５は図１４を上部より見た図である。
【００２０】
図に示されるように、波長２００ｎｍ以下の誘電体バリア放電を用いた円筒状エキシマランプ１がランプハウス２内に設置されている。円筒状エキシマランプ１としては、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用する場合が多い。処理室４内には、被処理材であるウエハ５が、ウエハステ−ジ６上に載置されている。
【００２１】
ここでウエハの直径は３００ｍｍである。またランプハウス２と処理室４の間には、円筒状エキシマランプ１から放射される真空紫外光が、ウエハ５に照射されるように、真空紫外光を透過することができる窓３が設置されている。窓材としては、波長１７２ｎｍのエキシマ光が透過可能な合成石英のフラットな板を使用した。ランプハウス２と処理室４は、窓３で隔壁されている。ランプハウス２には、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられており、ランプハウス内にＮ２ガスを導入し、ランプハウス２内をＮ２ガスに置換することにより、空気中のＯ２ガスによる真空紫外光の減衰を抑制している。
【００２２】
また、Ｎ２ガス導入により、円筒状エキシマランプ１及び窓３を冷却し、窓材である合成石英の温度上昇により、真空紫外光の透過限界がシフトして真空紫外光の光強度が減少するのを抑制している。
【００２３】
処理室４にも、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられている。処理室４にもＮ２ガスを導入し、処理室４内をＮ２ガスに置換することにより、真空紫外光の空気中のＯ２ガスによる減衰を抑制している。
【００２４】
また、別の例として、処理室４に設けた真空排気口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）により、処理室４内を真空とし、ウエハ５に真空紫外光を照射することができる。更に別の例として、処理室４に設けた真空排気口（図示省略）およびガス導入口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）およびガス供給システム（図示省略）により、処理室４内を真空排気後、ガスを導入し、減圧下で、ウエハ５に真空紫外光を照射することができる。
【００２５】
上記状況下で、ウエハステ−ジ６を円筒状エキシマランプ１の軸方向（Ｙ軸）に対し、垂直方向（Ｘ軸）に駆動し、ウエハ５を円筒状エキシマランプ１に対しスキャン（掃引）することにより、ウエハ５全面に真空紫外光を照射し、ウエハ５を処理することができる。
【００２６】
図１６にランプ幅（径）４０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（Ｘ軸方向）とランプ−ウエハ５間距離（Ｚ軸方向）との関係の計算結果を示す。図１７に、ランプ長３２０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（Ｙ軸方向）とランプ−ウエハ５間距離（Ｚ軸方向）との関係の計算結果を示す。
【００２７】
簡単のために、（１）ランプ直下では、放射光強度分布は均一、（２）窓３なし、（３）気相中で、真空紫外光の減衰なし、として計算した。図１６、図１７に示すように、ランプ−ウエハ５間距離が増加するに伴って、真空紫外光の光強度が減少し、ランプの直下部と言えども、均一性が劣化する。このことは、ランプからの光の放射が立体角に関係することから、理解することができる。
【００２８】
図１４、図１５に示すように、通常行われる円筒状エキシマランプ１の軸方向に垂直方向（Ｘ軸方向）にウエハ５をスキャンする場合でも、図１７より、ウエハ５全面に均一に真空紫外光を照射し、均一にウエハを処理することは困難であることが分かる。
【００２９】
図１８は、本発明が適用される真空紫外光処理装置を第２の例示す縦断面図である。この例では、図１４に示す円筒状エキシマランプ１をランプ軸に垂直方向（Ｘ軸方向）に、平行に、複数配置したものである。また窓３は、上記複数の円筒状エキシマランプ１からの真空紫外光をウエハ５全面に照射できるように、窓３の開口幅をウエハ５の直径よりも大きくした。これにより、ウエハステ−ジ６を固定とすることができる。図１９に、図１６と同様に、ランプ幅４０ｍｍ、ランプ間隔３０ｍｍでの真空紫外光の光強度分布（Ｘ軸方向）とランプ−ウエハ５間距離（Ｚ軸方向）との関係の計算結果を示す。円筒状エキシマランプ１を複数配置した本例の場合でも、図１９より、ウエハ５全面に均一に真空紫外光を照射し、均一にウエハを処理することが困難であることが分かる。
【００３０】
図２０は、本発明が適用される真空紫外光処理装置の第３の例を示す縦断面図である、本例では、図１８に示す複数の円筒状エキシマランプ１の代わりに、円盤状エキシマランプ７を配置したものである。この場合も、窓３は、円盤状エキシマランプ７からの真空紫外光をウエハ５全面に照射できるように、窓３の直径をウエハ５の直径よりも大きくし、ウエハステ−ジ６を固定とした。
【００３１】
円盤状エキシマランプ７の直径を３２０ｍｍとした場合、真空紫外光の光強度分布（径方向）とランプ−ウエハ５間距離（Ｚ軸方向）との関係の計算結果（図示省略）は、図１７と同様の傾向を示すが、軸対称分布であることから、図１７よりも更に外周部の光強度が減少し、均一性は劣化する。従って円盤状エキシマランプ７を配置した本例の場合でも、ウエハ５全面に均一に真空紫外光を照射し、均一にウエハ５を処理することが困難であることが分かる。
【００３２】
以上のように、波長２００ｎｍ以下のエキシマランプ等を用いた真空紫外光処理装置では、真空紫外光の照射光強度のウエハ面内均一性は十分ではない。このため、ウエハ５全面に均一に真空紫外光を照射し、均一にウエハ５を処理することが困難である。
【００３３】
図１は、第１の実施形態に係る真空紫外光処理装置の縦断面図である。図１に示すように、波長２００ｎｍ以下の誘電体バリア放電を用いた円筒状エキシマランプ１がランプハウス２内に設置されている。本実施形態の場合、円筒状エキシマランプ１は、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用したが、波長１２６ｎｍのＡｒエキシマランプ、波長１４６ｎｍのＫｒエキシマランプ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマランプ等、他の真空紫外光光源を使用しても良い。
【００３４】
処理室４内には、被処理材であるウエハ５が、ウエハステ−ジ６上に載置される。本実施形態では、ウエハの直径は３００ｍｍである。またランプハウス２と処理室４の間には、円筒状エキシマランプ１から放射される真空紫外光が、ウエハ５に均一に照射されるように、放射される真空紫外光を透過する光強度分布補正窓８が設置されている。
【００３５】
光強度分布補正窓８の窓材としては、波長１７２ｎｍのエキシマ光が透過可能な合成石英の平板を使用したが、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＬＩＦ、サファイア等の他の真空紫外光を透過する材料を用いても良い。但し、材料により真空紫外光の透過スペクトルが異なるので、使用する真空紫外光光源の光が透過する材料を選択する必要がある。
【００３６】
また、ランプハウス２と処理室４は、光強度分布補正窓８で隔壁されている。ランプハウス２には、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられ、ランプハウス２にＮ２ガスを導入し、ランプハウス２内をＮ２に置換することにより、真空紫外光の空気中のＯ２による減衰を抑制する。このとき、導入されたＮ２ガスにより、ランプ及び光強度分布補正窓８を冷却する。これにより、光強度分布補正窓８を構成する合成石英の温度上昇により真空紫外光の透過限界がシフトすることに伴う真空紫外光の光強度減少を抑制することができる。ランプハウスに導入するガスは、真空紫外光の減衰が小さければ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ，Ａｒ等、他の希ガスを用いても良い。Ｈｅの場合は、熱伝達効率が高いため、より効率的に光強度分布補正窓８を冷却できる。
【００３７】
なお、処理室４にも、ランプハウス２と同様に、ガス導入口（図示省略）とガス排出口（図示省略）が設けられる。このため、（１）ランプハウス２にＮ２ガスを導入し、ランプハウス２内をＮ２に置換することにより、真空紫外光の空気中のＯ２による減衰を抑制することができる。なお、前記ガスは、Ｈｅ等、他の希ガスを用いても良い。（２）更にガス導入口（図示省略）からＯ２ガス等の光励起反応ガスあるいはウエハ５との光アシスト表面反応ガスを導入することができる。（３）また別の例では、処理室４に設けた真空排気口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）により、処理室４内を真空とし、ウエハ５に真空紫外光を照射することができる。（４）更に別の例では、処理室４に設けた真空排気口（図示省略）およびガス導入口（図示省略）と真空排気システム（図示省略）およびガス供給システム（図示省略）により、処理室４内を真空排気後、Ｏ２等の光励起反応ガスあるいはウエハ５との光アシスト表面反応ガスを導入し、減圧下で、ウエハ５に真空紫外光を照射することができる。なお、ランプハウス２および処理室４から排出されたガスは、必要に応じて、オゾン処理等の排ガス処理装置（図示省略）を通して、処理した後、排出する。
【００３８】
図２は、第１の実施形態における光強度分布補正窓８の円筒状エキシマランプ１の軸方向断面（ＹＺ断面）を示す図である。
【００３９】
円筒状エキシマランプ１の軸方向（Ｙ軸方向）の光強度分布は、光強度分布補正窓８がない場合、円筒状エキシマランプ１とウエハ５との間隔に応じて、図１７に示すような凸型の光強度分布となる。なお、ランプ長さは３２０ｍｍとした。本実施形態では、図１７に示す凸型の光強度分布を補正するために、図２に示すように凸型の断面形状の光強度分布補正窓を用いる。
【００４０】
光強度分布補正窓８は、円筒状エキシマランプ１からの真空紫外光を良好に透過する材料を選択するものの、一定の光吸収係数αを有する。この場合、厚さｔの板を透過すると、光強度はｅｘｐ（−ｔ／α）に比例して減衰する。このため、円筒状エキシマランプ１とウエハ５との間隔を所定値に設定した場合における光強度分布を図１７あるいは実測で求める。求めた発光強度分布を有する光は、光強度分布補正窓８を構成する材料に応じた減衰率ｅｘｐ（−ｔ／α）にしたがって減衰する。このとき、光強度分布補正窓８透過後のウエハ５上での光強度分布が均一となるように、光強度分布補正窓のＹ軸方向の厚さ分布を変化させておく。なお、この場合、光強度分布補正窓８の両面の界面での多重反射による透過率の変化や凸型断面形状での透過光の屈折等も、考慮しておくと良い。
【００４１】
なお、ランプハウス２と処理室４は、光強度分布補正窓８で隔壁されており、ランプハウス２から発生する異物の処理室４への流入は抑止される。これによりウエハ５に付着する異物を低減し、歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
光強度分布補正窓８の板厚は、ランプハウス２と処理室４との差圧に応じて、機械強度を保ちかつ光減衰が少なくなるように設計される。また光強度分布補正窓８と処理室４あるいはランプハウス２とのシール部についても、上記差圧に応じて、シール材料、Ｏリング等（図示省略）が選択される。また、図１４に示すような平板状の窓３の上に、光強度分布補正窓８を別途設置しても、光強度分布の補正の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、真空紫外光の照射に際しては、ウエハステ−ジ６を円筒状エキシマランプの長さ方向（Ｙ軸）に対し、垂直方向（Ｘ軸）に駆動し、ウエハ５を円筒状エキシマランプに対しＸ軸方向にスキャン（掃引）する。これにより、ウエハ５全面に真空紫外光を照射し、ウエハ５を処理することができる。このように、光強度分布補正窓８を備えることにより、Ｙ軸方向に均一に真空紫外光を照射でき、またＸ軸方向にウエハ５をスキャン（掃引）することにより、Ｘ軸方向に均一に真空紫外光を照射できる。このため、ウエハ５全面に真空紫外光を均一に照射することがができ、その結果、ウエハ５全面を高均一に処理することができる。
【００４４】
図３、図４は第２の実施形態を説明する図である。本実施形態は、図１に示す第一の実施形態における光強度分布補正窓８の代えて、真空紫外光を透過する窓３および光強度分布補正貫通板９を設けたものである。
【００４５】
図４に、光強度補正貫通板９の貫通パターンの例を示す。光強度補正貫通板９は、金属板、セラミックス板、ガラス板、Ｓｉ板等のＶＵＶ光を透過しない材料から構成される。本実施形態ではステンレス薄板を使用した。貫通板９は、貫通メッシュあるいは多数の貫通穴を形成した板構造で、所望の面内光強度分布が得られるように、貫通部の面内分布を変化させて、透過光の面内光強度分布を補正する。
【００４６】
本実施形態では、図４に示すように、格子状パターンとし、図１７に示される凸型の光強度分布を補正するように、中央部から外周部に向かって、格子間隔Ａを増加させる。なお、格子幅Ｂは一定とした。貫通部はメッシュパターン、ホール状のドットパターン等、任意のパターンでも良い。なお、格子、ホール等のパターンの面密度あるいはサイズは、図１７に示す凸型の光強度分布を補正するように、光強度分布補正貫通板９の開口率を調整する。光強度分布補正貫通板９は、基本的にＶＵＶ光を透過しないあるいは透過しにくい材料より構成するので、可能な限り開口率を増加させ、透過光強度を増加させるように設計する。また光強度分布補正貫通板９とウエハ５の間隔Ｃが近いと、光強度分布補正貫通板９のパタ−ンが転写されることになる。このため、上記間隔Ｃは、光を透過しない箇所（この場合は格子幅Ｂ）よりも大きくなるようにすることが望ましい。
【００４７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様のウエハ５全面を均一に処理することができる。なお、第１の実施形態と異なり、光強度分布補正窓８の界面での多重反射による真空紫外光の透過率の補正や真空紫外光の屈折等を考慮する必要がなく、光強度分布補正貫通板９の設計は容易である。
【００４８】
図５，６は第３の実施形態を説明する図である。
【００４９】
本実施形態は、図１に示す第１の実施形態における１本の円筒状エキシマランプ１に代えて、複数（本実施形態では４本）の円筒状エキシマランプ１を設け、さらに真空紫外光を照射する開口部の直径Ｄをウエハ直径よりも大きくし、ウエハステ−ジを固定したものである。
【００５０】
図６に、光強度分布補正窓８のＸＺ断面図を示す。なお、ＹＺ断面は、図２と同形状であり、説明を省略する。
【００５１】
本実施形態のように複数の円筒状エキシマランプ１を並べて配置した場合（図１８の例と同様にランプ幅４０ｍｍ、ランプ間隔６０ｍｍ）で、光強度分布補正窓８がない場合、Ｘ軸方向の光強度分布は、円筒状エキシマランプ１とウエハ５との間隔に応じて、図１９に示すような光強度分布となる。
【００５２】
このため、第１の実施形態と同様に、光強度分布補正窓８の板厚分布を変化させることにより、ウエハ５に照射する真空紫外光の強度分布を均一に補正することができる。
【００５３】
従って、本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様のウエハ５全面を均一に処理することができる。なお、第１の実施形態とは異なり、ウエハステ−ジをスキャン（掃引）する必要がないので、ステ−ジ駆動による異物発生リスクが低減し、歩留まり向上に優位である。また、ウエハ５をスキャンすることなく一括処理できるため、ウエハ１枚当たりの処理速度が向上し、スル−プットが向上する。
【００５４】
図７，８は、本発明の第４の実施形態を説明す図である。本実施形態は、図３に示す第２の実施形態における１本の円筒状エキシマランプ１に代えて、複数（本実施形態では４本）の円筒状エキシマランプ１を設け、また、真空紫外光を照射する開口部の直径Ｄをウエハ直径よりも大きくし、さらにウエハステ−ジを固定したものである。
【００５５】
図８に、光強度分布補正貫通板９の貫通パターンの例を示す。光強度分布補正貫通板９の材料、パターン、光強度分布補正貫通板９とウエハ５との間隔等の考え方は図３に示す第２の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、図８に示すように、格子状パターンとし、Ｙ軸方向は、図１７の凸型の光強度分布を補正するように、中央部から外周部に向かって、格子間隔Ａを増加させ、Ｘ軸方向は、図１９の周期状光強度分布を補正するように、周期状に格子間隔Ａを変化させる。なお、格子幅Ｂは一定とした。
【００５７】
本実施形態によれば、第２の実施形態および第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、光強度分布補正貫通板９の設計が容易で、異物発生リスクを低減し、またウエハ５の処理スループットを向上させ、ウエハ５全面を均一に処理することができる。
【００５８】
図９、図１０は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。本実施形態は、図５に示す第３の実施形態における、複数の円筒状エキシマランプ１に代えて、円盤状エキシマランプ７を設け、また真空紫外光を照射する開口部の直径Ｄをウエハ直径よりも大きくし、さらにウエハステ−ジを固定したものである。
【００５９】
図１０に、光強度分布補正窓８のＸＺ断面図を示す。Ｘ軸方向（径方向）の光強度分布は、光強度分布補正窓８がない場合、円盤状エキシマランプ７とウエハ５との間隔に応じて、図１７に示すような光強度分布となる。但し、軸対称分布であることから、図１７より更に外周部の光強度が減少した分布となる。なお、円盤状エキシマランプの直径は３２０ｍｍとした。
【００６０】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、光強度分布補正窓８の板厚分布を変化させることにより、ウエハ５に照射する真空紫外光の強度分布を均一に補正することができる。また、本実施形態の場合、光強度分布補正窓は図１０に示すように、凸型の板厚分布となる。また、第１の実施形態で説明したように、光強度分布補正窓８は、その界面での多重反射による真空紫外光の透過率の変化や真空紫外光の屈折等を考慮して設計するのが望ましい。
【００６１】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様にウエハ５全面を均一に処理することができる等の作用効果を得ることができる。また、光強度分布補正窓８は、第３の実施形態（図６）に示されるような、波型の複雑な曲面ではなく、図１０で示すように、シンプルな軸対称曲面で構成できる。このため、加工が容易で、従って低コストで製作できる。
【００６２】
図１１、図１２は、本発明の第６の実施形態を説明する図である。本実施形態は、図７に示す第４の実施形態における複数の円筒状エキシマランプ１に代えて、円盤状エキシマランプ７を設け、また真空紫外光を照射する開口部の直径Ｄをウエハ直径よりも大きくし、さらにウエハステ−ジを固定したものである。
【００６３】
図１２に、光強度分布補正貫通板９の貫通パターンの例を示す。光強度分布補正貫通板９の材料、パターン、光強度分布補正貫通板９とウエハ５との間隔等の考え方は第２の実施形態（図４）と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施形態では、図１２に示すように、放射及び円周状格子パターンとし、径方向は、図１０と同様の凸型の光強度分布（但し、軸対称分布であることから、図１０より更に外周部の光強度が減少した分布）を補正するように、中央部から外周部に向かって、円周状格子の格子間隔を増加させた。格子幅を一定とした場合、中央部での開口率が必要以上に低下するときは、放射状の格子数を減少させ、調整する。また格子幅を変化させ、所望の開口率に調整しても良い。このように、光強度分布補正貫通板９の開口率を面内で調整することにより、ウエハ５での真空紫外光の光強度分布が所望の分布（この場合は均一分布）となるように、調整することができる。
【００６４】
このように、第６の実施形態によっても、第４の実施形態および第５の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
図１３は、本発明の第７の実施形態を説明する図である。本実施形態は、図１１に示す第６の実施形態における光強度分布補正貫通板９の外周部に冷却機構１０を設けたものである。
【００６６】
冷却機構１０としては、ガス吹き出しあるいはファン等による空冷機構、冷却水等による水冷機構、ペルチェ素子等による電子冷却機構等が適用できる。真空紫外光処理装置においては、光強度分布の高均一化とともに光強度の安定化が望まれる。
【００６７】
光強度の変動要因の１つは、エキシマランプ、窓等の真空紫外光透過材料の温度変化に伴い、真空紫外光透過スペクトルが変化することにある。このため、光強度分布補正貫通板９を、金属、セラミックス等の熱伝導効率が良い材料で構成し、これを窓３上あるいはその近傍に設置し、更に外周部に冷却機構１０を設ける。これにより、窓３は、接触熱伝達で直接的に、またエキシマランプは対流などで間接的に冷却されることになり、真空紫外光の光強度の減少等を抑制することができる。
【００６８】
以上の各実施形態においては、円筒状エキシマランプ１、円盤状エキシマランプ７として、波長１７２ｎｍのエキシマ光を放出するＸｅエキシマランプを使用したが、波長１２６ｎｍのＡｒエキシマランプ、波長１４６ｎｍのＫｒエキシマランプ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマランプ等、他の真空紫外光光源を使用しても良い。また以上の各実施形態では、真空紫外光を放射する光源と被処理材との間に、光強度分布補正窓８、光強度分布補正貫通板９等の、処理材に照射されるＶＵＶ光の面内光強度分布を補正する手段を設けたが、ＶＵＶ光を反射する反射ミラー等と併用しても良い。
【００６９】
また、以上の各実施形態における真空紫外光処理装置は、ウエハ上の有機汚染除去、Ｌｏｗ−ｋ膜のキュア、レジストパターンのＬＷＲ(Line Width Roughness)低減、レジストパターンのＣＤ変動抑制、レジストトリム（ＣＤ制御）等に適用することができる。
【００７０】
特にレジストパターン処理では、レジスト（ドライＡｒＦレジスト、液浸ＡｒＦレジスト、ＥＵＶレジスト等）を、露光機（ＡｒＦ露光機、ＥＵＶ露光機等）で露光後、現像し、レジストパタ−ニングする。その後、本発明の真空紫外光処理装置を用い、処理室内を真空、あるいはＮ２等の真空紫外光を吸収せず且つ不活性なガス雰囲気にした後、真空紫外光を照射する。これにより、レジストの初期ＬＷＲを低減することができる。また、このＬＷＲが低減された後のレジストをマスクとして、レジストの下地膜をプラズマ等でエッチングすることにより、ＬＷＲの小さい微細加工を実現することができる。
【００７１】
レジストパターンのＣＤ変動抑制についても、同様に、レジスト露光、現像後に真空紫外光を照射することにより、レジストの電子線によるシュリンク（ＣＤ減少）を抑制することができ、ＣＤ−ＳＥＭ等で安定に測定することができる。このようにマスクであるレジストパターンの寸法を正確に計測することができるので、下地膜をプラズマ等でエッチングすることにより、精度高く目標ＣＤ寸法に微細加工できる。
【００７２】
レジストトリムでは、処理室を減圧後、Ｏ２等の反応性ガス雰囲気、あるいは処理室をＮ２等の真空紫外光を吸収せず、かつ不活性なガス雰囲気とした後、Ｏ２等の反応性ガスを導入することにより、レジストをトリミングし、所望のＣＤに調節することができる。  また、リソグラフィ後のレジストパターンの初期ＣＤ面内分布あるいは初期ＬＷＲ分布に応じて、光強度分布補正窓８あるいは光強度分布補正貫通板９等により、真空紫外光の面内分布を所望の分布（凹分布、凸分布等）に補正することにより、レジストパターンのＣＤ面内分布あるいはＬＷＲ分布を高均一分布等、所望の分布に補正することができる。その他、真空紫外光をウエハ等の被処理材に照射し、処理する用途であれば、本発明を適用することができる。
【００７３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、真空紫外光を発する光源と被処理材との間に、上記被処理材に照射される真空紫外光の面内光強度分布を補正する手段を設ける。また、前記真空紫外光の面内光強度分布の補正手段は、合成石英、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＬｉＦ等の真空紫外光透過材料から構成され、所望の面内光強度分布となるように、上記真空紫外光透過材料の厚さを面内で変化させる。これにより、真空紫外光の面内光強度分布を補正することができる。また、前記真空紫外光の面内光強度分布の補正手段は、金属板、セラミックス板、ガラス板、Ｓｉ板等の真空紫外光を透過しない材料から構成され、貫通メッシュ構造あるいは多数の貫通穴構造で、所望の面内光強度分布となるように、貫通部の面内分布（開口率）を変化させる。これにより、真空紫外光の面内光強度分布を補正することができる。
【００７４】
このように、光強度分布補正窓８あるいは光強度分布補正貫通板９を、エキシマランプ等の真空紫外光光源とウエハ等の被処理材の間に設置することにより、被処理材に照射される真空紫外光の光強度分布を均一に調整することができるので、ウエハ等の被処理材全面に真空紫外光を高均一に照射し、その結果、高均一にウエハ５を処理することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  円筒状エキシマランプ
２  ランプハウス
３  窓
４  処理室
５  ウエハ
６  ウエハステ−ジ
７  円盤状エキシマランプ
８  光強度分布補正窓
９  光強度分布補正貫通板
１０  冷却機構
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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