(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線管から放射される電子線を加熱される被処理物に照射して処理する電子線照射処理方法において、
被処理物が加熱される以前または直後から、酸素、フッ素、塩素及び臭素のうち１種類またはそれらを複数種類混合した洗浄ガス、若しくは該洗浄ガスと不活性ガスとの混合ガスよりなりなる汚染防止ガス流を前記電子線出射窓に生成させ、
前記電子線管から被処理物が照射処理されない程度の線量を有する電子線を放射して前記汚染防止ガスに照射し、
その後、前記被処理物を、加熱した状態で被処理物が照射処理される程度の線量を有する電子線を該被処理物に照射して処理するようにした
ことを特徴とする電子線照射処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線を被処理物に照射して所定の処理を行う電子線照射処理方法に係わり、例えば、レジスト等の被処理物の硬化や被処理物の成膜等を行う電子線照射処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ウエハ等に塗布されたレジストの硬化や、基板等に塗布された塗料、インキ、接着剤、保護用樹脂の乾燥や硬化に、電子線照射が利用されている。
【０００３】
電子線を照射する処理装置としては、特表平１０−５１２０９２号に記載されているような電子線管を利用するものが知られている。この電子線管は、真空容器内に熱電子放出部と電子線加速部とが設けられており、この熱電子放出部から放出された熱電子を電子線加速部で加速して、電子線を透過させる出射窓部から外部に放出するように構成されている。このような電子線管を利用した電子線照射処理装置は、従来の装置に比べて、電子源を配置する雰囲気を減圧する必要がなく、そのため、減圧のための真空ポンプや真空チャンバが不要となり、その結果、電子線照射処理装置の構成が簡単となり、またその取扱いも容易となる。
【０００４】
通常、このような電子線照射処理装置を用いて、被処理物であるレジストや有機ＳＯＧ等の有機成分を含む膜が塗布されたウエハに電子線を照射して処理する場合は、電子線管から電子線を出射する出射窓部は、処理室内に露出して配置されており、この出射窓部の直下には被処理物が載置される処理台が配置されている。
【０００５】
この処理台は、被処理物が電子線で照射される前に予め加熱しておくための加熱源が備えられており、被処理物は、例えば、４００℃程度にまで加熱された後に、電子線が照射され処理される。
【０００６】
この電子線照射前の予備加熱は、電子線による被処理物の処理を効率良く行うために、処理台を常時加熱しておき、処理室内に搬入された未処理の被処理物が処理台に載置され、該被処理物が加熱された後、電子線照射処理を開始する。
【０００７】
図５および図６は、このような電子線照射処理装置の一例を示す図である。この装置では、図５に示すように、予め処理台は図示されていない何等かの加熱手段によって所定温度まで加熱されており、処理室内に搬入された被処理物は上下動可能な支持部材上に支持されている。その後、図６に示すように、支持部材の下降に伴って被処理物は加熱されている処理台に載置されるように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような電子線照射処理装置では、図６に示すように、支持部材を下降して被処理物が処理台に載置されるとほぼ同時に、被処理物の有機成分を含む膜等から揮発性の汚染物質が一時に多量に放出されるため、飛散した汚染物質によって処理室内が汚染されるという問題を発生していた。
【０００９】
また、図５および図６に示す電子線照射処理装置とは異なり、予め未処理の被処理物を処理台に載置してから被処理物を急速に加熱するような場合も、先の場合と同様に、被処理物の加熱に伴って、一時に多量の汚染物質が発生し、処理室内が汚染物質によって汚染されるという問題があった。
【００１０】
このようにして発生した汚染物質が、電子線管の電子線出射窓部に付着すると、出射窓部が酸化したり炭化されるために、破損し易くなり使用寿命が短くなる。また、出射窓部に汚染物質が付着すると、電子線が出射窓部を通過する際に、そのエネルギーが奪われ、電子線管から出射される電子線量が低下したり、出射窓部が高温になって破損する問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑み、上記のごとく被処理物の加熱時に多量の汚染物質が発生するようなことがあっても、処理室内、特に電子線管の出射窓部の汚染物質による汚染を防止することを可能にした電子線照射処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
【００１３】
第１の手段は、電子線管から放射される電子線を加熱される被処理物に照射して処理する電子線照射処理方法において、被処理物が加熱される以前または直後から、酸素、フッ素、塩素及び臭素のうち１種類またはそれらを複数種類混合した洗浄ガス、若しくは該洗浄ガスと不活性ガスとの混合ガスよりなりなる汚染防止ガス流を前記電子線出射窓に生成させ、前記電子線管から被処理物が照射処理されない程度の線量を有する電子線を放射して前記汚染防止ガスに照射し、その後、前記被処理物を、加熱した状態で被処理物が照射処理される程度の線量を有する電子線を該被処理物に照射して処理するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
同図において、１は図示していない高圧電源が供給されて電子線を生成し、処理室２内の被処理物６に電子線を放射する電子線管、２は電子線管１から処理室２内に向けて放射される電子線を透過させるシリコン等からなる数μｍ程度の薄膜で形成された出射窓部、３は処理室、４は被処理物６を載置して処理台５上を上下に伸縮可能な可動支持部材、５は図示されていない加熱源を備え被処理物を載置する処理台、６は被処理物、６１は塗布されたレジストや有機ＳＯＧ等の有機成分を含む被処理物の膜、７はガス排気管、８は図示していないガス供給管等から供給され電子線管１の出射窓部２近傍から噴出されてガス排気管７から排出される汚染防止ガス流である。
【００１８】
ここで、上記電子線管１の出射窓部２に噴出される汚染防止ガスは、不活性ガス、洗浄ガス、または不活性ガスと洗浄ガスとの混合ガスのいずれかが用いられ、不活性ガスとしては窒素ガス等が、また洗浄ガスとしては、酸素、フッ素、塩素、臭素等のガスの１種類またはそれらを複数種類混合したものが用いられる。なお、不活性ガスと洗浄ガスとの混合ガスの供給は、初めから両者を混合して供給してもよいし、また複数のガス供給管からそれぞれ供給し、噴出時に混合するように構成してもよい。
次に、本実施形態に係る電子線照射処理方法を図１に基づいて説明する。
【００１９】
まず、処理室３内に搬入された未処理の被処理物６は、可動支持部材４によって処理室３内の中空に支持される。一方、処理台５は加熱源によって所定の温度まで加熱されている。次に、汚染防止ガスが図示されていないガス供給管によって供給されて、電子線管１の出射窓部２付近から噴出され、処理室３内を流下してガス排気管７の排気口から排出されるので、図示するような汚染防止ガス流８が生成される。このような汚染防止ガス流８が生成されている状態で、被処理物６が載置された可動支持部材４を下降させて被処理物６を処理台５に載置する。次に、被処理物６が処理台５に載置されるとほぼ同時に、電子線管１から電子線を被処理物６に照射し、被処理物６の硬化処理や成膜処理を行う。
【００２０】
上記の処理過程で、被処理物６が処理台５に載置されたとき、処理台５は高温に加熱されているので、被処理物６から多量の汚染物質が放出されるが、放出された汚染物質は汚染防止ガス流８によって汚染防止ガスと共にガス排気管７から排出されるので処理室３内での汚染物質による汚染が防止される。
【００２１】
また、電子線管１の出射窓部２は、被処理物６が処理台５上で加熱される以前から、出射窓部２付近から噴出された汚染防止ガス流８によって、吹き付けられるので、出射窓部２の汚染物質による汚染を防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態では、被処理物６が処理台５上で加熱される以前に、出射窓部２付近から汚染防止ガスを噴出させるようにしたが、被処理物６が処理台５上で加熱され始めても、汚染物質が電子線管１の出射窓部２に到達するまでの間に、即ち、被処理物６が処理台５上で加熱された直後に出射窓部２付近から汚染防止ガスを噴出させるようにしても上記と同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本実施形態では、処理台５を常時加熱しておき、可動支持部材４に載せた被処理物６を処理台５に載せたときから被処理物６を加熱するようにしたが、処理室３に搬入された被処理物６を初めから処理台５に載せておき、その後処理台５を急速加熱して被処理物６を加熱するような場合も、本実施形態の電子線照射処理方法を適用できることはいうまでもない。
【００２４】
なお、洗浄ガスを用いることによる特有の効果については、後に第２の実施形態において詳述する。
【００２５】
本実施形態の効果は、実施例として、電子線を放射するために電子線管１に印加される加速電圧が５０ｋＶ、入力電流が２００μＡ、電子線管１の出射窓部２の厚さは３μｍのものを用い、汚染防止ガスとしては、窒素ガス２７ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）、ガス流量１Ｌ／Ｍ、処理台５の加熱温度４００℃、被処理物として有機ＳＯＧを用いて確認された。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態を図２ないし図４を用いて説明する。
図２ないし図４は、本実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【００２７】
同図において、９、１１は電子線、１０は電子線９の照射によって生成された洗浄ガスのプラズマ、１２汚染物質であり、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００２８】
本実施形態は、第１の実施形態と比べて、電子線管１の出射窓部２に噴出される汚染防止ガスが、洗浄ガスまたは不活性ガスと洗浄ガスとの混合ガスのいずれかが用いられる点で相違する。なお、洗浄ガスとしては、第１の実施形態のものと同様のものが用いられる。
【００２９】
次に、本実施形態に係る電子線照射処理方法を図２ないし図４に基づいて説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、処理室３内に搬入された未処理の被処理物６は、可動支持部材４によって処理室３内の中空に支持される。一方、処理台５は加熱源によって所定の温度まで加熱されている。次いで、洗浄ガスまたは洗浄ガスを含む混合ガスが電子線管１の出射窓部２付近から噴出され、ガス排気管７の排気口から排出されるので、図示するような汚染防止ガス流８が生成される。汚染防止ガス流８が生成されると同時にまたは直後に電子線管１の出射窓部２から被処理物６が照射処理されない程度の線量を有する電子線９を放射する。この電子線９によって流入されている洗浄ガスが照射されプラズマ１０を発生する。このプラズマ化された洗浄ガス１０によつて出射窓部２が常時洗浄される状態となる。次いで、図３に示すように、被処理物６が載置された可動支持部材４を下降させて被処理物６を加熱された処理台５に載置する。被処理物６の処理台５への載置後、図４に示すように、電子線管１から被処理物６を照射処理するための電子線１１を照射し、被処理物６の硬化処理や成膜処理を行う。
【００３１】
上記の処理過程で、図３に示すように、被処理物６が処理台５に載置されると、処理台５は高温に加熱されているので、被処理物６から多量の汚染物質１２が放出されるが、放出された汚染物質１２は洗浄ガスまたは洗浄ガスとの混合ガスと共にガス排気管７から排出されるので処理室３内での汚染物質による汚染を防止することができる。
【００３２】
また、電子線管１の出射窓部２は、被処理物６が処理台５上で加熱される以前に、出射窓部２付近から噴出される洗浄ガス流８または洗浄ガスを含む混合ガス流８によって、吹き付けられるているので、出射窓部２の汚染物質による汚染をほぼ確実に防止することができる。
【００３３】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、汚染物質の発生以前からプラズマ化された洗浄ガスによって出射窓部２が洗浄される状態にあるので、図３に示すように、その後、被処理物６から汚染物質１２が発生して、たとえ出射窓部２が汚染物質１２によって汚染されるような事態が発生しても、プラズマ化された洗浄ガス１０の分解作用により汚染物質が分解され、出射窓部２への汚染物質の付着が防止される。なお、洗浄ガスとして酸素を用いた場合は、酸素はプラズマ化されてオゾンが発生し、これによって汚染物質が分解洗浄される。また、洗浄ガスとして、キセノン等の希ガスを用いた場合は、紫外線が発生し、紫外線によって汚染物質が分解除去される。
【００３４】
このように、本実施形態の電子線照射処理方法によれば、洗浄ガスまたは洗浄ガスを含む混合ガスの汚染防止ガス流によって電子線管１の出射窓部２の汚染が防止されると共に、プラズマ化された洗浄ガスの分解作用ににより、出射窓部２に付着した汚染物質を分解除去することができるで、第１の実施形態のものに比べて、より確実に出射窓部２への汚染を防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態のものも、第１の実施形態の場合と同様に、被処理物６が処理台５上で加熱された直後までに出射窓部２付近から汚染防止ガスを噴出させるようにしてもよい。
【００３６】
また、第１の実施形態と同様に、処理室３に搬入された被処理物６を初めから処理台５に載せておき、その後処理台５を急速加熱して被処理物６を加熱するような場合も、本実施形態の電子線照射処理方法を適用できることはいうまでもない。
【００３７】
なお、本実施形態の効果は、実施例として、電子線を放射するために電子線管１に印加される加速電圧は処理前（プラズマ生成時）は３０ｋＶ、処理中は５０ｋＶ、入力電流は処理前、処理後共に２００μＡ、電子線管１の出射窓部２の厚さは３μｍのものを用い、汚染防止ガスは、不活性ガスとして窒素２７ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）と洗浄ガスとして酸素１ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）の混合ガスを用い、混合ガス流量２０Ｌ／Ｍ、ガスフロー時間２０秒、処理台５の加熱温度４００℃、被処理物として有機ＳＯＧを用いて確認された。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、被処理物が加熱される以前または直後から、酸素、フッ素、塩素及び臭素のうち１種類またはそれらを複数種類混合した洗浄ガス、若しくは該洗浄ガスと不活性ガスとの混合ガスよりなりなる汚染防止ガス流を前記電子線出射窓に生成させ、前記電子線管から被処理物が照射処理されない程度の線量を有する電子線を放射して前記汚染防止ガスに照射し、その後、前記被処理物を、加熱した状態で被処理物が照射処理される程度の線量を有する電子線を該被処理物に照射して処理するようにしたので、被処理物が加熱されて汚染物質が多量に放出されても、処理室内の汚染を防止することができ、また、電子線出射窓の汚染物質による汚染を確実に防止することができる。さらに、被処理物が処理される以前、に洗浄ガスが電子線によって照射されるので、プラズマ化された洗浄ガスの洗浄作用によって電子線出射窓を常時洗浄状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図２】  本発明の第２の実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図３】  本発明の第２の実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図４】  本発明の第２の実施形態に係る電子線照射処理方法が適用される電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図５】従来技術に係る電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【図６】従来技術に係る電子線照射処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  電子線管
２  出射窓部
３  処理室
４  可動支持部材
５  処理台
６  被処理物
７  ガス排気管
８  汚染防止ガス流
９  電子線
１０  プラズマ
１１  電子線
１２  汚染物質
【図１】
0003788304.tif 000002
【図２】
0003788304.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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