JP2002001251A

JP2002001251A - 基板処理装置

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Publication number: JP2002001251A
Application number: JP2000184244A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Ota; 義治太田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-08
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP3772325B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】走査式の紫外線照射処理において、特に走査
方向の基板端部でも良好な処理品質を安定確実に得るこ
と。【解決手段】最初に基板Ｇの一端部（右側端部Ｇa）
に対する静止状態で紫外線照射を行う。この紫外線照射
中は、ステージ７６がＹ方向原点位置で静止したままで
あり、紫外線は基板右側端部Ｇaの表面に集中的または
局所的に入射する。次に、基板Ｇの表面全体に対して走
査による紫外線照射を行う。この走査による紫外線照射
工程では、ステージ７６がＹ方向で原点位置から往動位
置まで所定の速度で片道移動することにより、紫外線が
基板Ｇ表面の右側端部から左側端部まで照射される。次
に、基板左側端部Ｇbに対する静止状態で紫外線照射を
行う。この紫外線照射工程では、紫外線が基板左側端部
Ｇbの表面に集中的または局所的に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に紫外
線を照射して所定の処理を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、被処
理基板（たとえば半導体ウエハ、ＬＣＤ基板等）の表面
が清浄化された状態にあることを前提として各種の微細
加工が行われる。したがって、各加工処理に先立ちまた
は各加工処理の合間に被処理基板表面の洗浄が行われ、
たとえばフォトリソグラフィー工程では、レジスト塗布
に先立って被処理基板の表面が洗浄される。

【０００３】従来より、被処理基板表面の有機物を除去
するための洗浄法として、紫外線照射による乾式洗浄技
術が知られている。この洗浄技術は、所定波長（紫外線
光源として低圧水銀ランプを使用するときは１８５ｎ
ｍ、２５４ｎｍ、誘電体バリア放電ランプでは１７２ｎ
ｍ）の紫外線を用いて酸素を励起させ、生成されるオゾ
ンや発生期の酸素によって基板表面上の有機物を酸化・
気化させ除去するものである。

【０００４】一般に、そのような紫外線照射による乾式
洗浄を行うための紫外線照射洗浄装置は、石英ガラスの
窓を有するランプ室内に紫外線光源となるランプを１本
または複数本並べて収容し、該石英ガラス窓を介してラ
ンプ室に隣接する洗浄処理室内に被処理基板を配置し、
ランプ室内のランプより発せられる紫外線を該石英ガラ
ス窓を通して被処理基板の被処理面に照射するようにな
っている。最近は、被処理基板の被処理面に対してラン
プを相対的に平行移動させて被処理面上で紫外線を走査
することにより、ランプ数の削減や石英ガラス窓の小型
化が図られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
走査式紫外線照射洗浄装置では、走査方向における被処
理基板の両端部で洗浄効果が十分でないという問題があ
った。この問題の原因は、走査方向の基板の両端部は走
査の開始・終了位置であるとともにランプの点灯・消灯
位置であるため、空間的かつ時間的に紫外線の照度ない
し照射量が不足することにある。したがって、基板の端
にいくほど紫外線照射量が低下または不足して洗浄効果
が弱くなる。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、走査式の紫外線照射処理
において被処理基板の各部で、特に走査方向の基板端部
でも良好な処理品質を安定確実に得るようにした基板処
理装置を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の別の目的は、走査式の紫外線照射
処理において被処理基板の各部で良好な処理品質を均一
にかつ効率よく得るようにした基板処理装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の基板処理装置は、被処理基板に紫外線を
照射して所定の処理を行う基板処理装置において、前記
被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給を受けて
紫外線を発するランプを１個または複数個備え、前記ラ
ンプより出た紫外線を前記被処理基板に向けて照射する
紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段からの紫外線が
前記支持手段に支持されている前記被処理基板の被処理
面を基板の一端部から他端部まで走査するように、前記
支持手段および前記紫外線照射手段のいずれか一方また
は双方を所定の方向で移動させる駆動手段と、前記被処
理基板の一端部および／または他端部に対しては前記支
持手段および前記紫外線照射手段の双方を実質的に静止
させた状態で前記紫外線照射手段からの紫外線を所定時
間照射させる制御手段とを有する構成とした。

【０００９】本発明の基板処理装置では、走査方向にお
ける被処理基板の一端部および／または他端部に対して
は、静止状態で紫外線が所定時間持続的に照射されるこ
とにより、所望の紫外線照射量で安定確実な処理を施す
ことができる。また、被処理基板の他の被処理面部分に
ついては走査速度を適当な値に設定することで、所望の
紫外線照射量で安定確実な処理を施すことができる。走
査方向において、被処理基板の一端部および／または他
端部から外に紫外線照射手段の紫外線照射部がはみ出な
い構成とすることができるため、装置スペースを小さく
することができる。

【００１０】本発明の一態様によれば、前記紫外線照射
手段において複数個の前記ランプがランプ長手方向を前
記走査の方向に直交させて前記走査の方向と平行に一列
に配列され、前記制御手段が前記複数個のランプを前記
走査の方向の最後尾側から１個ずつ所定の時間間隔を置
いて順次点灯または消灯する構成としてよい。かかる構
成により、上記のような静止状態で紫外線照射を施され
る基板端部に対して、走査による紫外線照射量のばらつ
きを補償して、静止モードと走査モードを合わせた紫外
線照射量を均一化させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な実施形態を説明する。

【００１２】図１に、本発明の基板処理装置が組み込み
可能なシステム例として塗布現像処理システムを示す。
この塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置
され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製
造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗
浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベー
クの各処理を行うものである。露光処理は、このシステ
ムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で
行われる。

【００１３】この塗布現像処理システムは、大きく分け
て、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセス
ステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ
／Ｆ）１４とで構成される。

【００１４】システムの一端部に設置されるカセットス
テーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを収容する
カセットＣを所定数たとえば４個まで載置可能なカセッ
トステージ１６と、このステージ１６上のカセットＣに
ついて基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２０とを備えて
いる。この搬送機構２０は、基板Ｇを保持できる手段た
とえば搬送アームを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作
可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）
１２側の主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しを行えるよ
うになっている。

【００１５】プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、
上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗
浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロ
セス部２６とを基板中継部２３、薬液供給ユニット２５
およびスペース２７を介して（挟んで）横一列に設けて
いる。

【００１６】洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗
浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／
冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット
（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含ん
でいる。

【００１７】塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニ
ット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２
と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２
段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）
４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。

【００１８】現像プロセス部２６は、３つの現像ユニッ
ト（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニ
ット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５と、加熱ユニット（ＨＰ）５
３とを含んでいる。

【００１９】各プロセス部２２，２４，２６の中央部に
は長手方向に搬送路３６，５２，５８が設けられ、主搬
送装置３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各
プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入
／搬出または搬送を行うようになっている。なお、この
システムでは、各プロセス部２２，２４，２６におい
て、搬送路３６，５２，５８の一方の側にスピンナ系の
ユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方
の側に熱処理または照射処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯ
Ｌ，ＵＶ等）が配置されている。

【００２０】システムの他端部に設置されるインタフェ
ース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション（Ｐ／
Ｓ）１２と隣接する側にイクステンション（基板受け渡
し部）５７およびバッファステージ５６を設け、露光装
置と隣接する側に搬送機構５９を設けている。

【００２１】図２に、この塗布現像処理システムにおけ
る処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ
／Ｓ）１０において、搬送機構２０が、ステージ１６上
の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部
２２の主搬送装置３８に渡す（ステップＳ1）。

【００２２】洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、
先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に
順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では
紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユ
ニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステッ
プＳ2）。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が
除去される。これによって、基板Ｇの濡れ性が向上し、
次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めるこ
とができる。

【００２３】次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板
表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ3）。
スクラビング洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（Ｈ
Ｐ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ
4）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板
温度まで冷却される（ステップＳ5）。これで洗浄プロ
セス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送
装置３８により基板受け渡し部２３を介して塗布プロセ
ス部２４へ搬送される。

【００２４】塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、
先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ
6）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度ま
で冷却される（ステップＳ7）。

【００２５】その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット
（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥
ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次
いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁
部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ
8）。

【００２６】次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（Ｈ
Ｐ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット
（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行わ
れ（ステップＳ9）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一
定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。なお、
この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を
用いることもできる。

【００２７】上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセ
ス部２４の主搬送装置５４と現像プロセス部２６の主搬
送装置６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ
11）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パ
ターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基
板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４の搬送機
構５９は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステン
ション５７を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１
２の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ11）。

【００２８】現像プロセス部２６において、基板Ｇは、
現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理
を受け（ステップＳ12）、次いで加熱／冷却ユニット
（ＨＰ／ＣＯＬ）５５の１つに順次搬入され、最初の加
熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ス
テップＳ13）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基
板温度まで冷却される（ステップＳ14）。このポストベ
ーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５３を用いることもで
きる。

【００２９】現像プロセス部２６での一連の処理が済ん
だ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の
搬送装置６０，５４，３８によりカセットステーション
（Ｃ／Ｓ）１０まで戻され、そこで搬送機構２０により
いずれか１つのカセットＣに収容される（ステップＳ
1）。

【００３０】この塗布現像処理システムにおいては、洗
浄プロセス部２２の紫外線照射ユニット（ＵＶ）に本発
明を適用することができる。以下、図３〜図１３につき
本発明を紫外線照射ユニット（ＵＶ）に適用した実施形
態を説明する。

【００３１】図３および図４に示すように、本発明の一
実施形態による紫外線照射ユニット（ＵＶ）は、下面に
石英ガラス窓６２を取付し、室内に１本または複数本
（図示の例はｎ＝４すなわち４本）の円筒状紫外線ラン
プ６４(1)，６４(2)‥‥，６４(n)をランプの長手方向
と垂直な水平方向に並べて収容してなるランプ室６６
と、このランプ室６６の下に隣接して設けられた洗浄処
理室６８とを有する。

【００３２】ランプ室６６内において、各紫外線ランプ
６４(i)（i＝１，２，‥‥，ｎ）はたとえば誘電体バリ
ア放電ランプでよく、後述するランプ電源部（９６）よ
り商用交流電力の供給を受けて発光し、有機汚染の洗浄
に好適な波長１７２ｎｍの紫外線（紫外エキシマ光）を
放射する。各紫外線ランプ６４(i)の背後または上には
横断面円弧状の凹面反射鏡７０が配置されており、各ラ
ンプ６４(i)より上方ないし側方に放射された紫外線は
直上の反射鏡凹面部で反射して石英ガラス窓６２側に向
けられるようになっている。

【００３３】ランプ室６６内には、紫外線ランプ６４
(1)〜６４(n)をたとえば水冷方式で冷却する冷却ジャケ
ット（図示せず）や、紫外線を吸収する（したがってラ
ンプ発光効率を悪化させる）酸素の室内への進入を防止
するための不活性ガスたとえばＮ2ガスを導入しかつ充
満させるガス流通機構（図示せず）等も設けられてよ
い。ランプ室６６の両側には、この紫外線照射ユニット
（ＵＶ）内の各部に所要の用力または制御信号を供給す
るための用力供給部および制御部を収容するユーティリ
ティ・ユニット７４が設けられている。

【００３４】洗浄処理室６８内には、基板Ｇを載置して
支持するための水平移動および昇降可能なステージ７６
が設けられている。この実施形態では、ボールネジ７８
を用いる自走式のステージ駆動部８０の上にステージ７
６を垂直方向（図のＺ方向）に昇降可能に搭載し、ステ
ージ駆動部８０がボールネジ７８およびこれと平行に延
在するガイド８２に沿って所定の水平方向（図のＹ方
向）に、つまりランプ室６６の真下をランプ配列方向と
平行に横切るように、原点位置（図３）と往動位置（図
４）との間で往復移動できるように構成されている。ま
た、図示しないが、洗浄処理室６８の室内を排気する排
気系統も設けられてよい。

【００３５】この実施形態では、ステージ７６が基板Ｇ
を載置した状態でＹ方向原点位置に位置しているとき
は、図３に示すようにランプ室６６の石英ガラス窓６２
が基板Ｇの一方（図の右側）の端部Ｇaに対向し、ステ
ージ７６が基板Ｇを載置した状態でＹ方向往動位置に位
置しているときは、図４に示すようにランプ室６６の石
英ガラス窓６２が基板Ｇの他方（図の左側）の端部Ｇb
に対向するようになっている。なお、ランプ室６６内の
紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)は、その真下に位置する
ステージ７６上の基板Ｇに対してランプ長手方向に基板
Ｇよりも幾らかはみ出るような寸法（ランプ長）に選ば
れてよい。

【００３６】ステージ７６には、基板Ｇの搬入／搬出時
に基板Ｇを水平姿勢で担持するための複数本（たとえば
６本）のリフトピン８４が垂直に貫通している。この実
施形態では、各リフトピン８４が基板受け渡し用の所定
高さ位置で固定され、これらの固定リフトピン８４に対
してステージ７６が基板Ｇの搬入／搬出の邪魔にならな
い退避用の下限高さ位置Ｈdとステージ７６自ら基板Ｇ
を載置支持するための一点鎖線で示す上限高さ位置Ｈc
との間で昇降機構（図示せず）により昇降可能となって
いる。ステージ７６の上面には、基板Ｇを支持するため
の多数の支持ピン（図示せず）や基板Ｇを吸引保持する
ための真空チャック吸引口（図示せず）等が設けられて
いる。

【００３７】ステージ７６のＹ方向原点位置に隣接する
洗浄処理室６８の側璧には、固定リフトピン８４の上端
部に近い高さ位置にて基板Ｇを搬入／搬出するための開
閉可能なシャッタ（扉）８６が取り付けられている。こ
のシャッタ８６は洗浄プロセス部２２の搬送路３６（図
１）に面しており、搬送路３６上から主搬送装置３８が
開状態のシャッタ８６を通って洗浄処理室６８内への基
板Ｇの搬入・搬出を行えるようになっている。

【００３８】図５に、この紫外線照射ユニット（ＵＶ）
における制御系の構成を示す。制御部８８は、マイクロ
コンピュータで構成されてよく、内蔵のメモリには本ユ
ニット内の各部および全体を制御するための所要のプロ
グラムを格納しており、適当なインタフェースを介し
て、本塗布現像処理システムの全体的な処理手順を統括
するメインコントローラ（図示せず）やこの紫外線照射
ユニット（ＵＶ）内の制御系の各部に接続されている。

【００３９】この実施形態において、制御部８８と関係
する本紫外線照射ユニット（ＵＶ）内の主要な部分は、
シャッタ８６を駆動するためのシャッタ駆動部９０、ス
テージ７６をＺ方向で昇降駆動するためのステージ昇降
駆動部９２、ステージ７６をＹ方向で水平駆動または走
査駆動するための走査駆動部９４、ランプ室６６内の紫
外線ランプ６４(1)〜６４(n)を点灯駆動するためのラン
プ電源部９６、装置内各部の状態を検出するためのセン
サ類９８等である。ステージ昇降駆動部９２および走査
駆動部９４はそれぞれ駆動源としてたとえばサーボモー
タを有し、ステージ駆動部８０内に設けられる。ランプ
電源部９６は制御部８８と一緒にユーティリティ・ユニ
ット７４内に設けられる。センサ類９８は、ステージ７
６のＹ方向における原点位置および往動位置、およびＺ
方向における基板載置用および退避用高さ位置をそれぞ
れ検出するための位置センサを含んでいる。

【００４０】図６に、この紫外線照射ユニット（ＵＶ）
における主要な動作手順を示す。先ず、上記メインコン
トローラからの指示を受けて制御部８８を含めてユニッ
ト内の各部を初期化する（ステップＡ1）。この初期化
の中で、ステージ７６は、Ｙ方向ではシャッタ８６に近
接する所定の原点位置に位置決めされ、Ｚ方向では退避
用の高さ位置（Ｈd）に降ろされる。また、後述するよ
うに走査の始端および終端でステージ７６を静止させた
ままランプ室６６内のランプ６４(1)〜６４(n)をしばら
く発光させておく時間Ｔa，Ｔbが所定のレジスタにセッ
トされてよい。

【００４１】主搬送装置３８（図１）がカセットステー
ション（Ｃ／Ｓ）１０から処理前の基板Ｇを本紫外線照
射ユニット（ＵＶ）の前まで搬送してくると、制御部８
８は主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しをするように該
当の各部を制御する（ステップＡ2）。

【００４２】より詳細には、先ずシャッタ駆動部９０を
制御してシャッタ８６を開けさせる。主搬送装置３８は
一対の搬送アームを有しており、一方の搬送アームに洗
浄前の基板Ｇを載せ、他方の搬送アームを空き（基板無
し）状態にしてくる。本紫外線照射ユニット（ＵＶ）内
に洗浄済みの基板Ｇがないときは、洗浄前の基板Ｇを支
持する方の搬送アームをそのまま開状態のシャッタ８６
を通って洗浄処理室６８内に伸ばし、その未洗浄基板Ｇ
を固定リフトピン８４の上に移載する。本紫外線照射ユ
ニット（ＵＶ）内に洗浄済みの基板Ｇが有るときは、最
初に空の搬送アームでその洗浄済みの基板Ｇを搬出して
から、未洗浄の基板Ｇを上記と同様にして搬入する。上
記のようにして本紫外線照射ユニット（ＵＶ）で紫外線
洗浄処理を受けるべき基板Ｇが主搬送装置３８により固
定リフトピン８４の上に搬入載置されたなら、シャッタ
８６を閉める。

【００４３】次いで、制御部８８は、ステージ昇降駆動
部９２を制御してステージ７６を基板載置用の高さ位置
Ｈcまで上昇させる（ステップＡ3）。この際、ステージ
７６の上昇する間に真空チャック部の吸引を開始させ、
ステージ７６が基板載置用の高さ位置Ｈcに到達すると
同時に基板Ｇを吸引保持できるようにしてよい。ステー
ジ７６が基板Ｇを載置した状態で基板載置用の高さ位置
Ｈcまで上昇すると、基板Ｇの右側端部Ｇaはそのすぐ真
上に位置するランプ室６６の紫外線出射窓６２と一定の
間隔を空けて向かい合う（図３）。

【００４４】次に、制御部８８は、ランプ電源部９６を
制御して全ての紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を一斉に
点灯させる（ステップＡ4）。紫外線ランプ６４(1)〜６
４(n)が点灯することによって基板Ｇに対する紫外線照
射洗浄処理（ステップＡ5）が開始される。

【００４５】ここで、図７につきこの紫外線照射洗浄処
理（ステップＡ5）の手順を示す。

【００４６】上記のようにして紫外線ランプ６４(1)〜
６４(n)が点灯すると、その時点から基板Ｇの一端部
（右側端部Ｇa）に対する静止状態での紫外線照射工程
が実行される（ステップＢ1）。この紫外線照射工程中
は、ステージ７６がＹ方向原点位置で静止したままであ
り、ランプ室６６の石英ガラス窓６２から下方に向けて
出射された紫外線は真下に位置する基板右側端部Ｇaの
表面に集中的または局所的に入射する。

【００４７】このように基板右側端部Ｇaの表面に波長
１７２ｎｍの紫外線（紫外エキシマ光）が照射されるこ
とにより、その紫外線照射領域付近に存在している酸素
が該紫外線によりオゾンＯ3に変わり、さらにこのオゾ
ンＯ3が該紫外線によって励起され酸素原子ラジカルＯ
＊が生成される。この酸素ラジカルにより、紫外線照射
領域に付着している有機物が二酸化炭素と水とに分解さ
れて基板表面から除去される。なお、基板Ｇの表面に入
射する紫外線の照度が上記のような有機物の除去に必要
な所定値（下限値）を上回るように、ランプ室６６にお
ける紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)の輝度が設定され
る。

【００４８】上記のようにして行われる基板右側端部Ｇ
aに対する静止状態での紫外線照射工程（ステップＢ1）
の所要時間Ｔaは、少なくとも基板Ｇの右端（縁部）表
面の各部で単位面積当たりの紫外線照射量（積算光量）
Ｐaが所望の洗浄処理結果を保証できる基準値Ｐsを上回
るように、所定値以上の時間に選ばれてよい。

【００４９】制御部８８は、上記時間Ｔaを計時すると
（ステップＢ2）、その時点で基板Ｇの右側端部に対す
る上記の紫外線照射工程を終了させ、ステージ駆動部８
０の走査駆動部９４によりステージ７６をＹ方向に移動
させる。これにより、基板Ｇの表面全体に対して走査に
よる紫外線照射工程が実行される（ステップＢ3）。

【００５０】この走査による紫外線照射工程（ステップ
Ｂ3）では、ステージ７６がＹ方向で原点位置（図３）
から往動位置（図４）まで所定の速度で片道移動するこ
とにより、ランプ室６６より基板Ｇの表面に照射する紫
外線が基板Ｇの右側端部から左側端部まで逆方向（図８
のＹ’方向）に上記速度で移動または走査する。この走
査中も、紫外線の入射する基板Ｇ上の各部で上記と同様
にオゾンや酸素原子ラジカルＯ＊の働きによって有機物
が分解除去される。走査速度（ステージ７６の移動速
度）Ｖは、紫外線が通過する基板表面の各部で単位面積
当たりの紫外線照射量（積算光量）Ｐjが上記基準値Ｐs
を上回るように、所定値以下の速度に選ばれてよい。

【００５１】ステージ７６がＹ方向の往動位置に達する
と（ステップＢ4）、制御部８８は所定の位置センサか
らの信号に往動して走査駆動部９４を停止させてステー
ジ７６のＹ方向移動を止め、上記の走査による紫外線照
射工程を終了させる。この時、図４に示すようにランプ
室６６の真下には基板Ｇの左側端部Ｇbが位置する。

【００５２】したがって、走査による紫外線照射工程
（ステップＢ3）を終了した時点から直ちに基板左側端
部Ｇbに対する静止状態での紫外線照射工程（ステップ
Ｂ5）が実行される。この紫外線照射工程では、ランプ
室６６の石英ガラス窓６２から下方に向けて出射された
紫外線が真下に位置する基板左側端部Ｇbの表面に集中
的または局所的に入射する。これにより、紫外線を照射
される基板左側端部Ｇbの表面各部で上記と同様にオゾ
ンや酸素原子ラジカルＯ＊の働きによって有機物が分解
除去される。

【００５３】上記のような基板右側端部Ｇbに対する静
止状態での紫外線洗浄処理（ステップＢ5）の所要時間
Ｔbは、少なくとも基板Ｇの左端（縁部）表面の各部で
単位面積当たりの紫外線照射量（積算光量）Ｐbが上記
基準値Ｐsを上回るように、所定値以上の時間に選ばれ
てよく、通常は基板右側端部に対する上記紫外線照射工
程（ステップＢ1）の設定時間Ｔaと同じ値に選ばれてよ
い。

【００５４】制御部８８は、上記設定時間Ｔbを計時す
ると（ステップＢ6）、その時点で基板Ｇに対する全紫
外線照射洗浄処理（ステップＡ5）を終了し、ランプ電
源部９６を制御して紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を一
斉に消灯させる（ステップＡ6）。

【００５５】次いで、制御部８８はステージ７６をスタ
ート位置に戻す（ステップＡ7）。この実施形態では、
先ず走査駆動部９４によりステージ７６を往動位置（図
４）からＹ方向原点位置（図３）まで移動または復動さ
せ、次にＹ方向原点位置にて真空チャックをオフにして
からステージ昇降駆動部９２によりステージ７６を退避
用の高さ位置（Ｈd）まで降ろし、基板Ｇを固定リフト
ピン８４に支持させる。こうして、１枚の基板Ｇに対す
る本紫外線洗浄ユニット（ＵＶ）内の全工程が終了し、
主搬送装置３８（図１）が来るのを待つ。

【００５６】図８に、この実施形態における上記した紫
外線照射洗浄処理（ステップＡ5）の作用を模式的に示
す。この紫外線照射洗浄処理では、ステージ７６上の基
板Ｇに対してランプ室６６が、基板Ｇの右端から左端ま
で基板Ｇの表面全体に紫外線を走査して照射するだけで
なく、基板右側端部Ｇaおよび左側端部Ｇbに対しては所
定時間Ｔa，Ｔbだけ静止した状態で紫外線を局所的に照
射する。

【００５７】なお、この実施形態において、「基板右側
端部Ｇa」とはステージ７６をＹ方向原点位置（図３）
に位置させた状態でランプ室６６からの紫外線が洗浄に
有効な照度で入射する基板Ｇの表面領域であり、「基板
左側端部Ｇb」とはステージ７６をＹ方向往動位置（図
４）に位置させた状態でランプ室６６からの紫外線が洗
浄に有効な照度で入射する基板Ｇの表面領域である。

【００５８】基板右側端部Ｇaおよび基板左側端部Ｇbに
おいては、基板中心部に向かうほど静止状態での紫外線
照射と重なる走査による紫外線照射の照射時間が多いた
め、紫外線照射量（積算光量）が極大になる。理解を簡
単にするために、ランプ室６６の石英ガラス窓６２より
紫外線が走査方向に幅Ｗを有する平行光であって真下の
基板表面に一定の照度Ｅで照射されると仮定すると、た
とえば図８の基板左側端部Ｇbの各走査方向位置ｙiにお
ける単位面積当たりの紫外線照射量（積算光量）Ｐiは
次の式（１）で与えられる。Ｐi＝Ｅ（Ｔb＋ｙi／Ｖ） ‥‥‥（１）

【００５９】この式（１）において、右辺の第１項（Ｅ
・Ｔb）は基板Ｇの左端における上記紫外線照射量（積
算光量）Ｐbに相当する。Ｔbは基板左側端部Ｇbに対す
る静止状態での紫外線照射工程の設定時間、Ｖは走査速
度（一定と仮定）である。

【００６０】また、図８において基板中間部の各走査方
向基板位置ｙjにおける単位面積当たりの紫外線照射量
（積算光量）Ｐjは次の式（２）で与えられる。Ｐj＝Ｅ・Ｗ／Ｖ ‥‥‥（２）

【００６１】上記したように、この実施形態において
は、基板Ｇに対する紫外線走査においてランプ室６６が
基板Ｇとの相対的位置関係で基板の端から外に殆どはみ
出ないか少ししかはみ出ないため、走査方向における装
置スペースを小さくすることができる。また、基板Ｇの
外側に紫外線を無駄に放射しなくて済むという利点もあ
る。そして、紫外線を走査するうえで時間的かつ空間的
に紫外線照射量が少なくなりやすい走査方向の基板両端
部Ｇa，Ｇbに対してはそれぞれ走査の開始前および終了
後にランプ室６６からの紫外線を局所的または集中的に
照射するようにしたので、走査距離ないし走査方向の装
置寸法を短くした装置構成であっても基板Ｇの表面各部
に所望の洗浄結果を保証できる基準値Ｐs以上の照射量
で紫外線を照射することが可能であり、基板表面の隅々
から有機汚染を安定確実に除去することができる。

【００６２】上記した実施形態では紫外線照射洗浄処理
（ステップＡ5）の中で基板Ｇに対する端から端までの
紫外線の走査を１回だけに止めたが、複数回繰り返して
もよく、その場合ステージ７６の往動だけでなく復動も
走査に利用できる。

【００６３】また、上記した実施形態では、ランプ室６
６における複数の紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)を全部
発光させながら基板Ｇの右側端部Ｇaおよび左側端部Ｇb
に対する静止状態での紫外線照射工程（ステップＢ1，
Ｂ5）を行った。しかし、別の実施形態として、これら
静止状態での紫外線照射工程（ステップＢ1，Ｂ5）の中
で紫外線ランプ６４(1)〜６４(n)の点灯および消灯をそ
れぞれ図９および図１０に示すようなシーケンスで所定
時間置きに順次行うことにより、基板Ｇにおける紫外線
照射量（積算光量）分布を図１１に示すように均すとと
もに、ランプ電力消費量を節約することができる。

【００６４】図９において、走査に先立って行われる基
板Ｇの右側端部Ｇaに対する静止状態での紫外線照射処
理（ステップＢ1）では、図９の（Ａ）→（Ｂ）→
（Ｃ）→（Ｄ）のように走査方向（Ｙ’方向）の最後尾
である右端のランプ６４(n)を最初に点灯させ、所定時
間後に最後尾から２番目のランプ６４(n-1)を点灯さ
せ、以下走査方向（Ｙ’方向）の先頭に向かって後続の
ランプ６４(n-2)、６４(n-3)‥‥を上記所定時間置きに
順次点灯させる。

【００６５】この場合、右端のランプ６４(n)は基板右
側端部Ｇaの領域内でも最も右側の部分（右端縁部）を
照射し、その照射時間は全ランプ６４(1)〜６４(n)の中
で最も長い。一方、左端（先頭）のランプ６４(1)は基
板右側端部Ｇaの領域内でも最も基板中心部寄りの部分
を照射し、その照射時間は全ランプ６４(1)〜６４(n)の
中で最も短い。したがって、この静止状態での紫外線照
射工程（ステップＢ1）が終了した時点では、図１２の
実線Ｑ1で示すような階段状の紫外線照射量分布とな
り、基板右側端部Ｇaの領域内でランプ室６６内の右端
のランプ６４(n)と対向する部分で紫外線照射量が最も
大きくなる。この紫外線照射量Ｐa’が所望の洗浄効果
を保証する上記基準値Ｐsを上回るように右端のランプ
６４(n)の照射時間を設定してよい。なお、理解を簡単
にするため、各ランプ６４(i)より石英ガラス窓６２を
介して下方に照射される紫外線は走査方向に幅ｗoを有
する平行光であって真下の基板表面に一定の照度で照射
されるものと仮定する。

【００６６】次に行われる走査による紫外線照射工程
（ステップＢ3）では、図１２の一点鎖線Ｑ2で示すよう
な紫外線照射量分布となり、基板Ｇの右端位置で積算光
量が最も低くなる。その結果、基板右側端部Ｇaにおい
ては、上記２つの紫外線照射工程（ステップＢ1，Ｂ3）
による紫外線照射量が加え合さる結果、各部における紫
外線照射量の総量は図１２の点線Ｑ3で示すような分布
特性となり、ほぼ均一化される。

【００６７】図１０において、走査終了直後に行われる
基板左側端部Ｇbに対する静止状態での紫外線照射工程
（ステップＢ5）では、図１０の（Ａ）→（Ｂ）→
（Ｃ）→（Ｄ）のシーケンスで走査方向（Ｙ’方向）の
最後尾（右端）から前方（左側）に向かって６４(n)，
６４(n-1)‥‥６４(1)と１本ずつ所定時間置きに順次消
灯させる。これにより、基板左側端部Ｇbにおいては、
基板右側端部Ｇaと対称なパターンで上記と同様にほぼ
均一化された紫外線照射量分布が得られる。両端部Ｇ
a，Ｇbの間の基板中間部分における紫外線照射量Ｐjは
上記実施形態と同様に上式（２）で与えられる。

【００６８】上記した実施形態では、ランプ室６６側を
固定し、基板Ｇ側をランプ配列方向に平行移動させる構
成であった。しかし、図１３に示すように、基板Ｇ側を
所定位置で固定し、ランプ室６６側を基板面と平行に移
動させる構成も可能である。

【００６９】図１３の構成例では、ランプ室６６にボー
ルネジ１００を用いる自走式の走査駆動部１０２が一体
に取付され、この走査駆動部１０２がボールネジ１００
およびこれと平行に延在するガイド１０２に沿って水平
方向（Ｙ方向）に往復移動することにより、ランプ室６
６からの紫外線が定位置でステージ７６に支持されてい
る基板Ｇの表面をＹ方向で端から端まで走査できるよう
になっている。各種用力供給部および制御部を収容する
ユーティリティ・ユニット７４はランプ室６６の水平移
動領域の上方に設置されてよく、ユニット７４からラン
プ室６６内への不活性ガスや電力等の供給は可動または
伸縮可能な配管１０６やケーブル１０８等を用いてよ
い。

【００７０】この構成例でも、ランプ室６６がＹ方向原
点位置および往動位置に位置するときは、走査方向（Ｙ
方向）においてランプ室６６が基板Ｇの両端部Ｇa，Ｇb
と向き合うようにしてよい。このように、基板Ｇ側を所
定位置で固定してランプ室６６側を基板面と平行に移動
させる方式の方が、走査方向における装置寸法をより一
層小さくすることができる。

【００７１】もっとも、基板Ｇの両端部Ｇa，Ｇbのいず
れか一方に対して静止状態での紫外線照射工程を省く構
成、つまりその一方の基板端部に対してはランプ室６６
が走査方向で外にはみ出て、通過する際に（走査によっ
て）紫外線を照射する構成も可能である。

【００７２】上記した実施形態におけるランプ室６６内
や洗浄処理室６８内の構成、特に紫外線ランプ６４(1)
〜６４(n)、ステージ７６、ステージ駆動部８０等の構
成は一例であり、各部について種々の変形が可能であ
る。

【００７３】上記実施形態は、紫外線照射洗浄装置（Ｕ
Ｖ）に係わるものであった。しかし、本発明の基板処理
装置は、有機汚染の除去以外の目的で被処理基板に紫外
線を照射する処理にも適用可能である。たとえば、上記
したような塗布現像処理システムにおいて、ポストベー
キング（ステップＳ13）の後にレジストを硬化させる目
的で基板Ｇに紫外線を照射する工程に上記実施形態と同
様の紫外線照射装置を使用できる。本発明における被処
理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基
板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能
である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板処理
装置によれば、走査式の紫外線照射処理において被処理
基板の各部で、特に走査方向の基板端部でも良好な処理
品質を安定確実に得ることができ、さらには均一にかつ
効率的に得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処
理システムの構成を示す平面図である。

【図２】実施形態の塗布現像処理システムにおける処理
の手順を示すフローチャートである。

【図３】実施形態の紫外線照射ユニットの構成（ステー
ジが走査方向の原点位置に位置している状態）を示す図
である。

【図４】実施形態の紫外線照射ユニットの構成（ステー
ジが走査方向の往動位置に位置している状態）を示す図
である。

【図５】実施形態の紫外線照射ユニットの制御系の構成
を示すブロック図である。

【図６】実施形態の紫外線照射ユニットにおける主要な
動作手順を示すフローチャートである。

【図７】実施形態の紫外線照射ユニットにおける紫外線
照射洗浄処理の手順を示すフローチャートである。

【図８】実施形態の紫外線照射ユニットにおける紫外線
照射洗浄処理の作用を模式的に示す図である。

【図９】別の実施形態において複数の紫外線ランプを段
階的に順次点灯させるシーケンスを示す図である。

【図１０】別の実施形態おいて複数の紫外線ランプを段
階的に順次消灯させるシーケンスを示す図である。

【図１１】図９および図１０の段階的ランプ点灯・消灯
制御により基板上で得られる紫外線照射量分布を示す図
である。

【図１２】図９の段階的ランプ点灯制御により基板端部
で得られる紫外線照射量分布特性を説明するための図で
ある。

【図１３】他の実施形態の紫外線照射ユニットの構成を
示す図である。

【符号の説明】

３８主搬送装置ＵＶ紫外線照射ユニット６２石英ガラス窓６４(1)，６４(2)，‥‥，６４(n) 紫外線ランプ６６ランプ室６８洗浄処理室７６ステージ７８ボールネジ８０ステージ駆動部８２ガイド８４固定リフトピン８６シャッタ８８制御部９２ステージ昇降駆動部９４走査駆動部９６ランプ電源部９８センサ類１００ボールネジ１０２走査駆動部１０４ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板に紫外線を照射して所定の処
理を行う基板処理装置において、前記被処理基板を支持する支持手段と、電力の供給を受けて紫外線を発するランプを１個または
複数個備え、前記ランプより出た紫外線を前記被処理基
板に向けて照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段からの紫外線が前記支持手段に支持
されている前記被処理基板の被処理面を基板の一端部か
ら他端部まで走査するように、前記支持手段および前記
紫外線照射手段のいずれか一方または双方を所定の方向
で移動させる駆動手段と、前記被処理基板の一端部および／または他端部に対して
前記支持手段および前記紫外線照射手段の双方を実質的
に静止させた状態で前記紫外線照射手段からの紫外線を
所定時間照射させる制御手段とを有する基板処理装置。
【請求項２】前記紫外線照射手段において複数個の前
記ランプがランプ長手方向を前記走査の方向に直交させ
て前記走査の方向と平行に一列に配列され、前記制御手
段が前記複数個のランプを前記走査方向の後尾側から１
個ずつ所定の時間間隔を置いて順次点灯または消灯する
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】前記所定時間を通じて前記紫外線照射手
段より前記被処理基板の被処理面に照射される紫外線の
単位面積当たりの積算光量が前記紫外線照射処理で最低
限必要とされる所定の基準量を上回るように、前記所定
時間の長さが設定される請求項１または２に記載の基板
処理装置。
【請求項４】前記走査によって前記紫外線照射手段よ
り前記被処理基板の被処理面に照射される紫外線の単位
面積当たりの積算光量が前記紫外線照射処理で最低限必
要とされる所定の基準量を上回るように、前記走査の速
度が設定される請求項１〜３のいずれかに記載の基板処
理装置。
【請求項５】前記走査の原点位置で前記紫外線照射手
段が前記支持手段に支持されている前記被処理基板の一
端部と対向する請求項１〜４のいずれかに記載の基板処
理装置。
【請求項６】前記走査の往動位置で前記紫外線照射手
段が前記支持手段に支持されている前記被処理基板の一
端部と対向する請求項１〜５のいずれかに記載の基板処
理装置。