JP4097557B2

JP4097557B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP4097557B2
Application number: JP2003107379A
Authority: JP
Inventors: 英昭岩坂; 圭宮崎
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: JP2004319559A

Description

【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光、例えば紫外線を照射して処理を施す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（ＳｐｉｎＯｎＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）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光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、被処理基板と光照射手段を静止するか、あるいは、被処理基板と光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】
ところで、光照射手段から照射される紫外線の光量は時間と共に変化しており、被処理基板との間の露光量の差が生じる。この露光量の差によって各被処理基板毎の露光量が不均一となり、品質の低下や歩留まりの低下を招くという問題があった。そのため、光照射手段から照射される紫外線の光強度（露光量）を検出し、その検出データに基づいて光照射手段の露光量を調整する必要がある。光照射手段の露光量を調整する方法として、従来では、照射面において光照射手段から照射される光の照度をモニタリングし、このモニタ信号を光照射手段にフィードバックする方法が採用されている。
【０００６】
しかしながら、この方法では、露光量の検出時と実際に被処理基板が受光する露光時とに時間的ずれが生じるため、正確な露光量を得ることができない。特に、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動しながら被処理基板を露光処理するものにおいては、被処理基板が受光する正確な露光量を検出することができず、被処理基板毎の露光量の安定化が図れない。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、処理される被処理基板が受光する露光量と同等の露光量を検出し、その検出データ（検出信号）に基づいて被処理基板毎の露光量を安定させて品質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装置は、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する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向かって光を照射する光照射手段と、上記基板載置手段と光照射手段とを相対的に平行移動する移動手段と、上記基板載置手段に一端が連結してこの基板載置手段の前方側に水平に延在する取付部材に装着されると共に、この基板載置手段に載置される被処理基板の端部から上記光照射手段の照射領域幅以上の距離をおいて設けられ、かつ、基板載置手段と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記被処理基板が受光する露光量を検出する光検出手段と、上記光検出手段の検出信号に基づいて上記光照射手段の露光量を制御する制御手段と、を具備し、上記光検出手段が光照射手段の照射領域を横切った後に、上記光照射手段から露光量が制御された光を上記被処理基板に照射するように形成してなる、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この発明の基板処理装置において、上記光検出手段は、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動して光照射手段が照射する露光量を検出するものであれば任意の構造でよいが、好ましくは積算型の光センサ｛照射領域を横切る際に受けた光量を累積した値を出力するセンサ｝にて形成する方がよい。
【００１０】
また、この発明の基板処理装置において、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段へ電力を供給する電力供給手段を制御可能に形成するか（請求項２）、又は、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射側に配設されるシャッタを開閉制御可能に形成するか（請求項３）、あるいは、上記制御手段からの制御信号に基づいて、光照射手段の照射領域内に供給される、照射光を減衰する分子を含む露光調整用気体の上記分子の濃度調整を制御可能に形成することができる（請求項４）。
【００１１】
また、上記制御手段とアラーム表示手段とを接続し、光検出手段によって検出された露光量が所定量以下の場合に、上記制御手段からの制御信号に基づいて上記アラーム表示手段のアラーム表示を可能にする方が好ましい（請求項５）。
【００１２】
請求項１〜４記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する際、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御することにより、被処理基板毎に光照射手段から照射される露光量を安定させることができる。したがって、品質の向上が図れると共に、歩留まりの向上が図れる。
【００１３】
また、被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射するので、リアルタイムで被処理基板毎の露光処理を行うことができる。したがって、更に処理効率の向上が図れる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行うことにより、光照射手段の故障や機能低下状態を外部に知らせることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
ここで、低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）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。
【００２３】
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、紫外線処理ユニット（ＵＶ）については後述する。
【００２４】
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。
【００２５】
上記のように構成されたＳＯＤシステムにおいて、例えば、シルク法及びスピードフィルム法によりウエハ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
◎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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａを介して移動手段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。
【００３２】
上記ランプハウス６４には、処理室６５内に向かって光例えば紫外線を照射する光照射手段である棒状の紫外線ランプ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とを具備している。
【００３３】
また、載置ステージ６７の移動方向の前方側には、上記紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出する光検出手段である積算型の光センサ１００｛照射領域を横切る際に受けた光量を累積した値を出力するセンサ｝が配設されている。この場合、光センサ１００は、載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａに一端が連結して載置ステージ６７の前方側に水平に延在する取付部材１０１の先端側に装着されている。この光センサ１００の受光面（検出面）は、載置ステージ６７上に載置されるウエハＷの表面と同一平面上に位置されている。このように形成される光センサ１００によれば、紫外線ランプ８０に対して載置ステージ６７を平行移動させることにより、紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量すなわち載置ステージ６７上に載置されるウエハＷが受光する露光量と同等の露光量を検出することができる。
【００３４】
光センサ１００によって検出された露光量の検出信号は、制御手段例えば中央演算処理装置２００（以下にＣＰＵ２００という）に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号が紫外線ランプ８０の電力供給手段８０ａに伝達されるように形成されている。また、ＣＰＵ２００は、図示しないアラーム表示手段例えばブザー、警報ランプ等に電気的に接続されており、光センサ１００によって検出された露光量が所定量以下に達した場合に、ＣＰＵ２００からの信号がアラーム表示手段に伝達されて、アラーム表示されるように構成されている。
【００３５】
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）すると、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号をＣＰＵ２００に伝達する。ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を電力供給手段８０ａに伝達して、紫外線ランプ８０の露光量を制御する。これにより、先に処理されるウエハＷは制御前の紫外線ランプ８０から照射される紫外線によって露光処理され、後に処理されるウエハＷは制御された紫外線ランプ８０から照射される紫外線によって露光処理される。したがって、後に処理されるウエハＷはウエハＷ１枚の処理時間だけしか遅れのないフィードバック制御が可能となる。なお、後の処理の遅れは、紫外線ランプ８０の光出力の変動に比較して十分に短い時間であるので、遅れによる問題はない。したがって、ウエハＷ毎の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。
【００３６】
また、光センサ１００によって検出された露光量が所定量以下に達した場合には、ＣＰＵ２００からの制御信号がアラーム表示手段（図示せず）に伝達され、アラーム表示される。これにより、紫外線ランプ８０が寿命や故障等による機能低下状態を知ることができる。
【００３７】
上記説明では、先に露光処理されるウエハＷは、制御前の紫外線ランプ８０からの紫外線によって露光処理されるが、光センサ１００の取付位置を変えることによって一工程の露光処理において、露光量の検出後に露光量の制御をリアルタイムで行うことができる。すなわち、図６に示すように、紫外線ランプ８０の照射領域幅Ｌ１に対して、光センサ１００の取付位置を、載置ステージ６７に載置されるウエハＷの端部から少なくとも照射領域幅Ｌ１以上の距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）とすることにより、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、まず、光センサ１００が紫外線ランプ８０の照射領域を横切って紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出した後、紫外線ランプ８０から制御された紫外線をウエハＷに露光することができる（図６（ｄ）参照）。これにより、リアルタイムでウエハＷ毎の露光処理を行うことができるので、処理効率の向上が図れる。
【００３８】
なお、光センサ１００の取付部材１０１あるいは載置ステージ６７に駆動機構を設けてもよい。これにより、光センサ１００が紫外線ランプ８０を通過後、取付部材１０１とウエハＷが相対的に移動することにより、光センサ１００をウエハＷの近傍あるいはウエハＷ下に移動させることができ、基板処理装置６０の省スペース化が図れる。
【００３９】
また、光センサ１００の取付部材１０１は、支持部材６７ａを支軸として回転可能にしてもよい。例えば、紫外線ランプ８０の特性により、紫外線ランプ８０の両端が露光量の劣化が早い等の問題がある場合は紫外線ランプ８０の端部下に光センサ１００が通過するように調整することにより、紫外線ランプ８０の劣化をいち早く検知することができる。
【００４０】
◎第二実施形態
第二実施形態は、少なくとも紫外線ランプ８０の照射領域の中央部と端部の複数箇所の露光量を検出する複数の光センサを用いることにより、紫外線ランプ８０の露光量の検出を更に正確にして、更に露光量の均一化を図れるようにした場合である。
【００４１】
すなわち、第二実施形態では、図７に示すように、光検出手段は、載置ステージ６７の移動方向前方側に配設される第１の光センサ１１０と、載置ステージ６７の移動方向と直交する側方側に配設される第２の光センサ１２０とを具備している。これら第１及び第２の光センサ１１０，１２０は、第一実施形態と同様に積算型の光センサにて形成されており、それぞれ載置ステージ６７の下方に連結する支持部材６７ａに一端が連結する第１又は第２の取付部材１０１，１０２を介して取り付けられている。なお、第１及び第２の光センサ１１０，１２０の受光面（検出面）は、載置ステージ６７上に載置されるウエハＷの表面と同一平面上に位置されている。このように第１及び第２の光センサ１１０，１２０を配設することにより、第１の光センサ１１０によって紫外線ランプ８０の中央部の露光量を検出することができ、第２の光センサ１２０によって紫外線ランプ８０の端部の露光量を検出することができる。
【００４２】
上記第１及び第２の光センサ１１０，１２０は、ＣＰＵ２００に電気的に接続されており、第１及び第２の光センサ１１０，１２０によって検出された紫外線ランプ８０の中央部及び端部の露光量の検出信号がＣＰＵ２００に伝達され、ＣＰＵ２００からの制御信号が紫外線ランプ８０の電力供給手段８０ａに伝達されて、紫外線ランプ８０の露光量が制御されるようになっている。
【００４３】
上記説明では、紫外線ランプ８０の中央部及び端部の２箇所の露光量を検出する第１及び第２の光センサ１１０，１２０を設けた場合について説明したが、光センサの数を３個以上にして更に複数箇所の露光量を検出するようにしてもよい。
【００４４】
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、説明は省略する。
【００４５】
上記のように、第１の光センサ１１０によって紫外線ランプ８０の中央部の露光量を検出し、第２の光センサ１２０によって紫外線ランプ８０の端部の露光量を検出することにより、紫外線ランプ８０の中央部と端部の露光量を制御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。
【００４６】
◎第三実施形態
図８は、この発明に第三実施形態の概略断面図である。第三実施形態は、紫外線ランプ８０の照射量を調整することによって露光量の制御を行うようにした場合である。すなわち、第三実施形態の基板処理装置６０は、図８に示すように、紫外線ランプ８０の照射側に配設される照射領域幅を調整するためのシャッタ３００と、このシャッタ３００を開閉する開閉手段例えば開閉用シリンダ４００とを具備する。この場合、開閉用シリンダ４００はＣＰＵ２００と電気的に接続され、光センサ１００によって検出された露光量に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって作動して、シャッタ３００を開閉制御するように構成されている。
【００４７】
なお、第三実施形態において、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。
【００４８】
第三実施形態において、第一実施形態と同様に、ウエハＷを載置した載置ステージ６７が移動（走査）して、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号がＣＰＵ２００に伝達される。すると、ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を開閉用シリンダ４００に伝達し、紫外線ランプ８０の照射側に配設されたシャッタ３００の開度を調整して紫外線ランプ８０の露光量を制御する。
【００４９】
◎第四実施形態
図９は、この発明の第四実施形態の基板処理装置の断面図、図１０は、第四実施形態における露光量の制御部を示す概略構成図である。
【００５０】
第四実施形態は、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいて、紫外線ランプ８０の照射領域内に供給される、紫外線（照射光）を減衰する分子例えば酸素分子を含む露光調整用気体の酸素分子を濃度調整することによって紫外線ランプ８０の露光量を制御するようにした場合である。
【００５１】
第四実施形態の基板処理装置６０において、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１０及び図１１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。また、開閉切換弁８８及び流量調整弁９１は、ＣＰＵ２００に電気的に接続されており、ＣＰＵ２００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、ＣＰＵ２００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ようにしてもよい。このように構成することにより、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。
【００５２】
上記のように構成することにより、光センサ１００によって検出された露光量に基づくＣＰＵ２００からの制御信号によって開閉切換弁８８及び流量調整弁９１が調整（制御）されて分岐供給管路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。これにより、紫外線ランプ８０の露光量が調整（制御）される。
【００５３】
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。
【００５４】
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１２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。
【００５５】
なお、上記説明では、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、透過板８２の上方側の照射領域に上記と同様に露光調整用気体を流すようにしてもよい。
【００５６】
なお、第四実施形態において、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。
【００５７】
第四実施形態において、ウエハＷを載置した載置ステージ６７を図９において左方向に移動（走査）すると、光センサ１００が紫外線ランプ８０の下方を通過しながら紫外線ランプ８０から照射される紫外線の露光量を検出し、その検出信号をＣＰＵ２００に伝達する。ＣＰＵ２００は光センサ１００からの検出信号に基づく制御信号を開閉切換弁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｝に伝達して、紫外線ランプ８０の露光量を制御する。すなわち、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、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１２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る。
【００５８】
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。
【００５９】
◎その他の実施形態
（１）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。
【００６０】
（２）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ＬＣＤ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。
【００６１】
【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。
【００６２】
（１）請求項１〜４記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動させつつ光照射手段から照射される光によって被処理基板を露光処理する際、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する光検出手段によって光照射手段が照射する露光量を検出し、その検出された信号に基づいて光照射手段の露光量を制御するので、被処理基板毎に光照射手段から照射される露光量を安定させることができる。したがって、品質の向上が図れると共に、歩留まりの向上が図れる。
【００６３】
（２）また、被処理基板と光照射手段の一工程の平行移動の際に、光照射手段によって光照射手段の露光量を検出した後、光照射手段から被処理基板に光を照射するので、リアルタイムで被処理基板毎の露光処理を行うことができる。したがって、上記（１）に加えて更に処理効率の向上が図れる。
【００６４】
（３）請求項５記載の発明によれば、光検出手段によって検出された信号に基づいて露光量が所定量以下の場合に、アラーム表示を行うことにより、光照射手段の故障や機能低下状態を外部に知らせることができるので、上記（１），（２）に加えて更に作業の安全性及び装置の信頼性の向上が図れる。
【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を示す断面図である。
【図６】この発明における光センサの取付状態を変えた場合の動作を示す概略側面図である。
【図７】この発明の第二実施形態を示す概略平面図である。
【図８】この発明の第三実施形態を示す概略構成図である。
【図９】この発明の第四実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図１０】第四実施形態における露光量の制御部を示す概略構成図である。
【図１１】第四実施形態の要部を示す斜視図である。
【図１２】第四実施形態における露光量の制御の一例を示す露光量と紫外線照射領域との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ半導体ウエハ（被処理基板）
６７載置ステージ（基板載置手段）
６８ボールねじ機構（平行移動手段）
８０紫外線ランプ（光照射手段）
８０ａ電力供給装置
８３紫外線照射領域
８４，８４Ａ給気口
８４ａ〜８４ｈ分割給気口
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）
８８（８８ａ，８８ｂ，……８８ｇ，８８ｈ）開閉切換弁（切換手段）
９１（９１ａ，９１ｂ，……９１ｇ，９１ｈ）流量調整弁
１００光センサ
１１０第１の光センサ
１２０第２の光センサ
２００ＣＰＵ（制御手段）
３００シャッタ
４００シリンダ（シャッタ開閉手段）[0001]
[Industrial application fields]
  The present invention performs processing by irradiating a target substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for LCD, or a mask substrate with light, for example, ultraviolet rays.Substrate processing equipmentIt is about.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a coating liquid is applied to a semiconductor wafer or the like (hereinafter referred to as a substrate to be processed) using a SOD (Spin On Dielectric) system as a method of forming a dielectric film such as an interlayer insulating film. Then, after forming a coating film, a method of performing physical treatment such as heating is known. As a method for forming a coating film, in general, a coating liquid is supplied (discharged) to a substantially central portion of a substrate to be processed that is stopped or rotated, and then the substrate is rotated at a predetermined number of rotations. A method (spin coating) that spreads over the entire substrate to be processed is used.
[0003]
  As described above, when a coating film is formed on a substrate to be processed, as a pretreatment, the surface of the substrate to be processed is irradiated with ultraviolet rays having a predetermined wavelength, and the wettability of the surface of the substrate to be processed with respect to the coating liquid Is performed so that the surface of the substrate to be processed has a uniform contact angle with the coating solution as a whole. Further, by irradiating the substrate to be processed with ultraviolet rays, the surface energy is increased, the bonding strength with the coating film is increased, and the adhesion is improved. Specifically, a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer, placed on the placing means is opposed to an ultraviolet lamp as a light irradiating means, and the semiconductor wafer is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp. The surface of the applied coating film (insulating film material) is modified to have a low contact angle (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
        JP2001-156061 (Claims, paragraph numbers 0042 to 0045, 0053 to 0056, FIG. 5)
  When irradiating the surface of the substrate to be processed with ultraviolet rays as described above, the substrate to be processed and the light irradiating means are stationary, or the substrate to be processed and the light irradiating means are moved relatively in parallel to be processed. The entire substrate is irradiated with ultraviolet rays.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, the amount of ultraviolet light irradiated from the light irradiation means changes with time, and a difference in exposure amount with respect to the substrate to be processed occurs. Due to the difference in the exposure amount, the exposure amount for each substrate to be processed becomes non-uniform, and there is a problem in that quality and yield are reduced. For this reason, it is necessary to detect the light intensity (exposure amount) of the ultraviolet light irradiated from the light irradiation means and adjust the exposure amount of the light irradiation means based on the detection data. As a method for adjusting the exposure amount of the light irradiation means, conventionally, a method of monitoring the illuminance of light irradiated from the light irradiation means on the irradiation surface and feeding back this monitor signal to the light irradiation means has been adopted.
[0006]
  However, in this method, since a time lag occurs between the detection of the exposure amount and the exposure time when the substrate to be processed actually receives light, an accurate exposure amount cannot be obtained. In particular, in the case of performing exposure processing on a substrate to be processed while relatively moving the substrate to be processed and the light irradiation means, it is not possible to detect the exact exposure amount received by the substrate to be processed. The exposure amount for each cannot be stabilized.
[0007]
  The present invention has been made in view of the above circumstances, detects an exposure amount equivalent to the exposure amount received by the substrate to be processed, and determines the exposure amount for each substrate to be processed based on the detection data (detection signal). Stabilized to improve quality and yieldSubstrate processing equipmentIs intended to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing for performing exposure processing of a substrate to be processed by light irradiated from the light irradiation means while relatively moving the substrate to be processed and the light irradiation means. An apparatus comprising: a substrate mounting unit that mounts the substrate to be processed; a light irradiation unit that irradiates light toward the substrate to be processed mounted on the substrate mounting unit; and the substrate mounting unit. Moving means for relatively translating the light irradiation means;One end is connected to the substrate mounting means and attached to a mounting member extending horizontally to the front side of the substrate mounting means,The substrate mounting means is provided at a distance equal to or larger than the irradiation area width of the light irradiation means from the end of the substrate to be processed placed on the substrate mounting means, and the substrate mounting means and the light irradiation means are relatively parallel to each other. A light detection means for detecting an exposure amount received by the substrate to be processed when moved, and a control means for controlling the exposure amount of the light irradiation means based on a detection signal of the light detection means; The light detection means is formed so as to irradiate the substrate to be processed with light whose exposure amount is controlled from the light irradiation means after traversing the irradiation region of the light irradiation means (claim). Item 1).
[0009]
  In the substrate processing apparatus of the present invention, the light detecting means may have any structure as long as it moves along with the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiating means and detects the exposure amount irradiated by the light irradiating means. However, it is preferable to form by an integrating optical sensor {a sensor that outputs a cumulative value of the amount of light received when crossing the irradiation area}.Is good.
[0010]
  Further, in the substrate processing apparatus of the present invention, based on the control signal from the control means, the power supply means for supplying power to the light irradiation means is formed to be controllable (claim)2Or, based on a control signal from the control means, a shutter disposed on the irradiation side of the light irradiation means is formed so as to be openable / closable (claims)3) Alternatively, based on a control signal from the control means, the concentration adjustment of the molecule of the exposure adjusting gas including the molecule that attenuates the irradiation light supplied in the irradiation region of the light irradiation means can be controlled. (Claims)4).
[0011]
  Further, the control means and the alarm display means are connected, and the alarm display means can display an alarm based on a control signal from the control means when the exposure amount detected by the light detection means is less than a predetermined amount. Is preferred (claims)5).
[0012]
  Claim1-4According to the described invention, when the substrate to be processed is exposed by the light irradiated from the light irradiation unit while the substrate to be processed and the light irradiation unit are relatively moved in parallel, the substrate to be processed and the light irradiation unit are parallel to each other. By detecting the exposure amount irradiated by the light irradiation means by the light detection means that moves with the movement, and controlling the exposure amount of the light irradiation means based on the detected signal, the light irradiation means for each substrate to be processed The amount of exposure irradiated from can be stabilized. Therefore, quality can be improved and yield can be improved.
[0013]
  Also,During the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiation means in one step, the light irradiation means detects the exposure amount of the light irradiation means, and then the light irradiation means emits light to the substrate to be processed in real time. An exposure process for each substrate can be performed. Therefore, the processing efficiency can be further improved.
[0014]
  Claim5According to the described invention, when the exposure amount is equal to or less than the predetermined amount based on the signal detected by the light detection unit, the alarm display is performed to notify the outside of the failure or the function deterioration state of the light irradiation unit. it can.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, an SOD system including the substrate processing apparatus according to the present invention will be described.
[0016]
  FIG. 1 is a plan view of the SOD system, FIG. 2 is a side view of the SOD system shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of a processing unit group mounted in the SOD system shown in FIG. .
[0017]
  The SOD system generally includes a processing unit 1, a side cabinet 2, and a carrier station (CSB) 3. As shown in FIGS. 1 and 2, a coating film for forming an interlayer insulating film is applied to a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as wafer W) on the front upper side of the processing unit 1 to form a coating film. Two coating processing units (SCT) 11 and 12 are arranged in parallel. Further, below the coating processing units (SCT) 11, 12, a coating liquid (chemical solution) used in the coating processing units (SCT) 11, 12 and this coating liquid are sent to the coating processing units (SCT) 11, 12. Chemical units 13 and 14 having a built-in pump or the like are arranged side by side.
[0018]
  As shown in FIG. 1 and FIG. 3, processing unit groups 16 and 17 formed by laminating a plurality of processing units in multiple stages are provided in the central portion of the processing unit 1, and between these processing unit groups 16 and 17. A wafer transfer mechanism 18 for moving the wafer W up and down is provided.
[0019]
  The wafer transfer mechanism 18 extends in the vertical Z direction and has a pair of vertical walls 51a and 51b facing each other and a cylindrical support 51 having a side opening 51c between the vertical walls 51a and 51b, and an inner side thereof. And a wafer transfer body 52 provided so as to be movable up and down in the Z direction along the cylindrical support 51. The cylindrical support body 51 can be rotated in the horizontal direction by the rotational driving force of the motor 53, and the wafer transfer body 52 is also rotated integrally therewith.
[0020]
  The wafer transfer body 52 includes a transfer base 54 and three wafer transfer arms 55, 56, and 57 that can move back and forth along the transfer base 54. It has a size that can pass through the side opening 51 c of the support 51. These wafer transfer arms 55 to 57 can be moved forward and backward independently by a motor and a belt mechanism (not shown) built in the transfer base 54. The wafer transfer body 52 is mounted on the drive pulley 40 mounted on the drive shaft of the motor 58 installed in the lower part of the cylindrical support 51 and on the upper part of one vertical wall 51 b of the cylindrical support 51. The belt 59 is connected to the driven pulley 41. Therefore, the wafer carrier 52 is moved up and down by driving the belt 59 by driving the motor 58.
[0021]
  As shown in FIG. 3, the left processing unit group 16 includes a low-temperature heat processing unit (LHP) 19, two curing (curing) processing units (DLC) 20, and two aging processing units from the upper side. (DAC) 21 is laminated. The right processing unit group 17 includes two low oxygen high temperature heat treatment units (DLB) 22, a low temperature heat treatment unit (LHP) 23, and two cooling processing units (CPL) 24 in order from the top. A delivery unit (TRS) 25, a cooling processing unit (CPL) 26, and an ultraviolet irradiation unit (DVT) 27 including the substrate processing apparatus according to the present invention are laminated. The delivery unit (TRS) 25 can also have a cooling function.
[0022]
  Here, the low oxygen high temperature heat treatment station (OHP) has a hot plate on which the wafer W is placed in a hermetically sealable processing chamber, and uniformly discharges nitrogen (N2) gas from a hole on the outer periphery of the hot plate. While exhausting from the upper center of the processing chamber, the wafer W is subjected to a high temperature heat treatment in a low oxygen atmosphere. The low temperature heat treatment station (LHP) has a hot plate on which the wafer W is placed, and heats the wafer W at a low temperature. The cooling processing station (CPL) has a cooling plate on which the wafer W is placed, and cools the wafer W. The delivery unit (TRS) delivers the wafer W between the carrier station 3 and the processing unit 1. In this case, the delivery unit (TRS) may have a two-stage structure having a cooling plate for cooling the wafer W at the lower stage and a delivery table at the upper stage.
[0023]
  Further, the curing (curing) processing unit (DLC) has a hot plate and a cooling plate adjacent to each other in a sealable processing chamber, and is subjected to high-temperature heat treatment and heat treatment in a low oxygen atmosphere substituted with N2. The wafer W is cooled. The aging processing unit (DAC) introduces a processing gas (NH3 + H2O) in which ammonia gas and water vapor are mixed into a sealable processing chamber to age the wafer W, and wet-gelates the insulating film material on the wafer W. . The ultraviolet processing unit (UV) will be described later.
[0024]
  The side cabinet 2 has a bubbler (Bub) 31 and a trap (TRAP) 32 for cleaning exhaust gas discharged from each unit. Below the bubbler (Bub) 31, there are an electric power supply source (not shown), a chemical chamber (not shown) for storing an adhesion promoter, pure water, ammonia (NH3) gas, etc., and SOD. A drain 33 for discharging the waste liquid of the processing liquid used in the system is provided.
[0025]
  In the SOD system configured as described above, when an interlayer insulating film is formed on the wafer W by, for example, a silk method and a speed film method, the wafer W is generally divided into an ultraviolet irradiation unit (DVT) 27, a cooling device. Processing units (CPL) 24, 26, coating processing unit (SCT) 12 (application of adhesion promoter), cooling processing units (CPL) 24, 26, ultraviolet irradiation unit (DVT) 27, cooling processing unit (CPL) 24 , 26, coating processing unit (SCT) 11 (application of this drug solution), low temperature heating processing units (LHP) 19, 23, low oxygen high temperature heating processing unit (DLB) 22, curing processing unit (DLC) 20, cooling processing unit (CPL) Convey and process in the order of 24,26.
[0026]
  Also, depending on the SOD material used, when an interlayer insulating film is formed on the wafer W, the wafer W is made up of an ultraviolet irradiation unit (DVT) 27, cooling processing units (CPL) 24 and 26, and a coating processing unit (SCT). 11, 12, Aging processing unit (DAC) 21, Low temperature heating processing unit (LHP) 19, 23, Cooling processing unit (CPL) 24, 26, Ultraviolet irradiation unit (DVT) 27, Cooling processing unit (CPL) 24, 26 , Coating processing units (SCT) 11 and 12, aging processing unit (DAC) 21, low temperature heating processing units (LHP) 19 and 23, low oxygen high temperature heating processing unit (DLB) 22, curing processing unit (DLC) 20, cooling The processing units (CPL) 24 and 26 are conveyed and processed in the order.
[0027]
  The material of the interlayer insulating film formed by the various methods described above is not limited, and various organic, inorganic, and hybrid materials can be used.
[0028]
  Next, the substrate processing apparatus according to the present invention will be described in detail.
[0029]
  ◎ First embodiment
  FIG. 4 is an overall perspective view of the substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic sectional view of the substrate processing apparatus.
[0030]
  As shown in FIGS. 4 and 5, the substrate processing apparatus 60 is mounted on a box-shaped processing container 62 having a loading / unloading window 61 into which the wafer transfer body 52 can be loaded / unloaded, and an upper part of the processing container 62. A power supply box 63, a lamp house 64 that is detachably disposed at the upper center of the processing container 62, and a backside cover 66 that is connected to the side of the processing container 62 to form a processing chamber 65. ing.
[0031]
  In the processing chamber 65 formed by the processing container 62 and the backside cover 66, a mounting stage 67, which is a substrate mounting means for mounting the wafer W, is disposed. The mounting stage 67 is mounted on a screw shaft 69 of a moving means, for example, a ball screw mechanism 68 via a support member 67 a connected to the lower side of the mounting stage 67, and the processing chamber 65 is rotated by forward and reverse rotation of the drive motor 70. It is configured to be able to reciprocate in the horizontal direction from the loading / unloading window 61 side on one side of the inside toward the other side. In addition to the ball screw mechanism, any moving mechanism may be used as long as it can move at a stable speed, such as belt driving or linear motor driving.
[0032]
  The lamp house 64 has a bar-shaped ultraviolet lamp 80 which is a light irradiation means for irradiating light, for example, ultraviolet rays, into the processing chamber 65, and a substantially inverted U-shaped cross section disposed above the ultraviolet lamp 80. A reflection plate 81 and a quartz transmission plate 82, which is disposed on the irradiation side of the ultraviolet lamp 80 and transmits ultraviolet rays, are provided.
[0033]
  Further, on the front side in the moving direction of the mounting stage 67, the integrated photosensor 100 which is a light detecting means for detecting the exposure amount of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 80 {received when crossing the irradiation region. A sensor that outputs a value obtained by accumulating the amount of light is provided. In this case, the optical sensor 100 is attached to the distal end side of the mounting member 101 that has one end connected to a support member 67 a that is connected to the lower side of the mounting stage 67 and extends horizontally to the front side of the mounting stage 67. . The light receiving surface (detection surface) of the optical sensor 100 is located on the same plane as the surface of the wafer W placed on the placement stage 67. According to the optical sensor 100 formed as described above, by placing the mounting stage 67 in parallel with respect to the ultraviolet lamp 80, the exposure amount of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 80, that is, the mounting stage 67 is mounted. The exposure amount equivalent to the exposure amount received by the wafer W to be detected can be detected.
[0034]
  An exposure amount detection signal detected by the optical sensor 100 is transmitted to a control means such as a central processing unit 200 (hereinafter referred to as CPU 200), and a control signal from the CPU 200 is transmitted to the power supply means 80a of the ultraviolet lamp 80. It is formed as follows. Further, the CPU 200 is electrically connected to alarm display means (not shown) such as a buzzer, an alarm lamp, etc., and when the exposure amount detected by the optical sensor 100 reaches a predetermined amount or less, the signal from the CPU 200 is an alarm. The alarm is displayed by being transmitted to the display means.
[0035]
  Next, an operation mode of the substrate processing apparatus 60 will be described. First, the wafer carrier 52 holding the wafer W enters the processing chamber 65 through the loading / unloading window 61 and delivers (places) the wafer W onto the placement stage 67. Thereafter, the wafer transfer body 52 moves backward from the processing container 62. Next, when the driving motor 70 of the ball screw mechanism 68 is driven and the mounting stage 67 is moved (scanned) in the left direction in FIG. 5, the optical sensor 100 passes through the lower part of the ultraviolet lamp 80 and moves from the ultraviolet lamp 80. The exposure amount of the irradiated ultraviolet rays is detected, and the detection signal is transmitted to the CPU 200. The CPU 200 transmits a control signal based on the detection signal from the optical sensor 100 to the power supply unit 80 a to control the exposure amount of the ultraviolet lamp 80. Thus, the wafer W to be processed first is exposed by the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 80 before the control, and the wafer W to be processed later is exposed by the ultraviolet rays irradiated from the controlled ultraviolet lamp 80. . Therefore, the wafer W to be processed later can be subjected to feedback control that is delayed only by the processing time of one wafer W. Note that the delay of the subsequent processing is a sufficiently short time compared to the fluctuation of the light output of the ultraviolet lamp 80, so there is no problem due to the delay. Therefore, the exposure amount of the ultraviolet rays for each wafer W can be made uniform, the entire surface of the wafer W can be modified, that is, the contact angle with respect to the coating liquid can be reduced, and the wettability can be improved. It is possible to improve the performance.
[0036]
  When the exposure amount detected by the optical sensor 100 reaches a predetermined amount or less, a control signal from the CPU 200 is transmitted to an alarm display means (not shown) and displayed as an alarm. As a result, it is possible to know whether the ultraviolet lamp 80 is in a degraded function state due to its life or failure.
[0037]
  In the above description, the wafer W to be exposed first is exposed by the ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 80 before the control, but the exposure amount is changed in the one-step exposure processing by changing the mounting position of the optical sensor 100. The exposure amount can be controlled in real time after detection. That is, as shown in FIG. 6, with respect to the irradiation region width L1 of the ultraviolet lamp 80, the mounting position of the optical sensor 100 is at least the irradiation region width L1 or more from the end of the wafer W placed on the mounting stage 67. When the distance L2 (L1 <L2) is set, as shown in FIGS. 6B and 6C, first, the ultraviolet ray irradiated from the ultraviolet lamp 80 across the irradiation area of the ultraviolet lamp 80 by the optical sensor 100 is firstly irradiated. After the exposure amount is detected, the wafer W can be exposed to ultraviolet rays controlled from the ultraviolet lamp 80 (see FIG. 6D). Thereby, since the exposure processing for each wafer W can be performed in real time, the processing efficiency can be improved.
[0038]
  Note that a drive mechanism may be provided on the mounting member 101 or the mounting stage 67 of the optical sensor 100. Thus, after the optical sensor 100 passes through the ultraviolet lamp 80, the mounting member 101 and the wafer W move relative to each other, so that the optical sensor 100 can be moved in the vicinity of the wafer W or below the wafer W. Space saving of the device 60 can be achieved.
[0039]
  Further, the mounting member 101 of the optical sensor 100 may be rotatable about the support member 67a as a support shaft. For example, when there is a problem that the exposure amount of the both ends of the ultraviolet lamp 80 is rapidly deteriorated due to the characteristics of the ultraviolet lamp 80, the ultraviolet sensor is adjusted so that the optical sensor 100 passes under the end of the ultraviolet lamp 80. 80 degradation can be detected quickly.
[0040]
  ◎ Second embodiment
  In the second embodiment, the detection of the exposure amount of the ultraviolet lamp 80 is made more accurate by using a plurality of photosensors that detect the exposure amounts at least at the central portion and the end portion of the irradiation region of the ultraviolet lamp 80. In this case, the exposure amount can be further uniformed.
[0041]
  That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the light detection means includes the first optical sensor 110 disposed on the front side in the moving direction of the mounting stage 67, and the moving direction of the mounting stage 67. And a second optical sensor 120 disposed on the lateral side perpendicular to each other. These first and second photosensors 110 and 120 are formed by integrating photosensors as in the first embodiment, and one end of each of the first and second photosensors 110 and 120 is coupled to a support member 67a coupled to the lower side of the mounting stage 67. It is attached via the first or second attachment members 101, 102. Note that the light receiving surfaces (detection surfaces) of the first and second optical sensors 110 and 120 are positioned on the same plane as the surface of the wafer W placed on the placement stage 67. By arranging the first and second photosensors 110 and 120 in this way, the first photosensor 110 can detect the exposure amount at the center of the ultraviolet lamp 80, and the second photosensor 120. Thus, the exposure amount at the end of the ultraviolet lamp 80 can be detected.
[0042]
  The first and second photosensors 110 and 120 are electrically connected to the CPU 200, and exposure of the central portion and the end portion of the ultraviolet lamp 80 detected by the first and second photosensors 110 and 120 is performed. An amount detection signal is transmitted to the CPU 200, and a control signal from the CPU 200 is transmitted to the power supply means 80a of the ultraviolet lamp 80 so that the exposure amount of the ultraviolet lamp 80 is controlled.
[0043]
  In the above description, the case where the first and second photosensors 110 and 120 for detecting the exposure amounts at the central portion and the end portion of the ultraviolet lamp 80 are described, but the number of photosensors is three or more. Further, the exposure amounts at a plurality of locations may be detected.
[0044]
  In addition, in 2nd embodiment, since other parts are the same as 1st embodiment, description is abbreviate | omitted.
[0045]
  As described above, the exposure amount at the center of the ultraviolet lamp 80 is detected by the first optical sensor 110, and the exposure amount at the end of the ultraviolet lamp 80 is detected by the second optical sensor 120. Since the exposure amount at the central portion and the end portion can be controlled, the exposure amount of the ultraviolet rays irradiated onto the wafer W can be made uniform.
[0046]
  ◎ Third embodiment
  FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the exposure amount is controlled by adjusting the irradiation amount of the ultraviolet lamp 80. That is, as shown in FIG. 8, the substrate processing apparatus 60 of the third embodiment has a shutter 300 for adjusting the irradiation area width disposed on the irradiation side of the ultraviolet lamp 80, and an opening / closing operation for opening and closing the shutter 300. Means, for example, an opening / closing cylinder 400. In this case, the opening / closing cylinder 400 is electrically connected to the CPU 200 and is configured to operate by a control signal from the CPU 200 based on the exposure amount detected by the optical sensor 100 to control opening / closing of the shutter 300.
[0047]
  In addition, in 3rd embodiment, since another part is the same as 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and description is abbreviate | omitted.
[0048]
  In the third embodiment, similarly to the first embodiment, the mounting stage 67 on which the wafer W is mounted moves (scans), and the optical sensor 100 irradiates from the ultraviolet lamp 80 while passing under the ultraviolet lamp 80. The amount of UV light exposure is detected, and the detection signal is transmitted to the CPU 200. Then, the CPU 200 transmits a control signal based on the detection signal from the optical sensor 100 to the opening / closing cylinder 400, and adjusts the opening degree of the shutter 300 provided on the irradiation side of the ultraviolet lamp 80 to thereby adjust the exposure amount of the ultraviolet lamp 80. To control.
[0049]
  ◎ Fourth embodiment
  FIG. 9 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic block diagram showing an exposure amount control unit according to the fourth embodiment.
[0050]
  In the fourth embodiment, based on a control signal from the CPU 200, the concentration of oxygen molecules in the exposure adjusting gas including molecules that attenuate ultraviolet rays (irradiation light), for example, oxygen molecules, supplied to the irradiation region of the ultraviolet lamp 80 is concentrated. This is a case where the exposure amount of the ultraviolet lamp 80 is controlled by adjusting.
[0051]
  In the substrate processing apparatus 60 of the fourth embodiment, the lamp house 64 is supplied to one of the opposing ends of the ultraviolet irradiation region 83 in the gap between the wafer W mounted on the mounting stage 67 and the ultraviolet lamp 80. An air vent 84 is provided, and an exhaust port 85 is provided on the other side. An exposure adjustment gas supply source 86 (air supply source 86A and N2 gas supply source 86B described later) containing oxygen molecules that attenuate the light intensity of ultraviolet rays is connected to the supply port 84, and the exhaust port 85 is connected to the exhaust port 85. A vacuum pump 87 which is an exhaust means is connected. The exhaust means connected to the exhaust port 85 may be a fan, factory exhaust, or the like. In this case, as shown in FIGS. 10 and 11, the air supply port 84 and the exhaust port 85 are divided into a plurality (in the drawing, eight cases are shown) along the flow direction of the exposure adjustment gas. Exposure-adjusting gases having different concentrations of oxygen molecules are supplied to the divided divided supply ports 84a to 84h, and the exposure adjusting gases supplied to the divided supply ports 84a to 84h flow through the irradiation region 83. Then, the air is discharged from the exhaust port 85. That is, each of the divided air supply ports 84a to 84h is provided with an on / off switching valve 88 (specifically, on / off switching valves 88a, 88b,... 88g, 88h) provided as switching means. The air supply source 86A is connected via 89h, and the flow rate adjusting valve 91 {specifically, the flow rate adjusting valves 91a, 91b, ... 91g, 91h} is connected to the pipe line 90 connected to the branch supply pipe lines 89a to 89h. A nitrogen (N 2) gas supply source 86B is connected to be interposed. The on / off switching valve 88 and the flow rate adjusting valve 91 are electrically connected to the CPU 200 and are controlled by a control signal from the CPU 200. In this case, a mass flow controller (not shown) may be provided in the branch supply pipes 89a to 89h, and this mass flow controller may be controlled by a control signal from the CPU 200. With this configuration, it is possible to control the oxygen molecule concentration of the exposure adjustment gas with higher accuracy. Furthermore, the oxygen concentration of the exposure adjusting gas at each of the divided air supply ports 84a to 84h can be measured and fed back to the CPU to control the opening degree of the flow rate adjusting valves 91a to 91h.
[0052]
  With the configuration described above, the open / close switching valve 88 and the flow rate adjustment valve 91 are adjusted (controlled) by the control signal from the CPU 200 based on the exposure amount detected by the optical sensor 100, and the branch supply pipes 89a to 89h. The oxygen molecular concentration of the exposure adjustment gas can be adjusted by mixing a predetermined amount of N 2 gas into the air (Air) flowing through the air, and the exposure-adjusted gas whose concentration has been adjusted can be flowed to the irradiation region 83. . Thereby, the exposure amount of the ultraviolet lamp 80 is adjusted (controlled).
[0053]
  In this way, by adjusting the oxygen molecule concentration of the exposure adjustment gas, at least oxygen gas supplied to the divided supply ports, for example, 84a, 84b; 84g, 84h, on both sides in the flow direction of the exposure adjustment gas. The concentration can be set low. For example, the oxygen molecule concentration of the divided supply ports 84a and 84h is set to 1%, the oxygen molecule concentration of the divided supply ports 84b and 84g is set to 5%, and the other divided supply ports 84c to 84f It can be set to supply only air.
[0054]
  As described above, the concentration adjustment gas is adjusted by setting the concentration of oxygen molecules supplied to the divided supply ports, for example, 84a, 84b; 84g, 84h, at both sides in the flow direction of the exposure adjustment gas to be low. As shown by the broken line in FIG. 12, the attenuation of the light intensity at the end of the effective irradiation surface of the ultraviolet light irradiated from the ultraviolet lamp 80 is suppressed, and the ultraviolet light is spread over the entire surface of the wafer W. Since it can expose uniformly, the exposure amount of the ultraviolet-ray irradiated to the wafer W can be made uniform.
[0055]
  In the above description, the case where the exposure adjustment gas is supplied to the irradiation region 83 between the transmission plate 82 and the wafer W has been described. However, the exposure adjustment gas is applied to the irradiation region above the transmission plate 82 in the same manner as described above. You may make it flow.
[0056]
  In the fourth embodiment, the other parts are the same as those in the first embodiment, so the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0057]
  In the fourth embodiment, when the mounting stage 67 on which the wafer W is mounted is moved (scanned) in the left direction in FIG. 9, the ultraviolet ray irradiated from the ultraviolet lamp 80 while the optical sensor 100 passes under the ultraviolet lamp 80. Is detected, and the detection signal is transmitted to the CPU 200. The CPU 200 sends a control signal based on the detection signal from the optical sensor 100 to the opening / closing switching valve 88 and the flow rate adjusting valve 91 (specifically, the opening / closing switching valves 88a, 88b,... 88g, 88h and the flow rate adjusting valves 91a, 91b,. ... 91g, 91h} to control the exposure amount of the ultraviolet lamp 80. That is, exposure adjustment gases having different concentrations of oxygen molecules are supplied from the exposure adjustment gas supply source 86 (the air supply source 86A and the N2 gas supply source 86B) to the divided supply ports 84a to 84h, respectively, and exhausted. The air is exhausted from the port 85. At this time, as described above, the concentration of oxygen molecules supplied to the divided supply ports 84a, 84b; 84g, 84h at both side portions in the flow direction of the exposure adjustment gas is set low (for example, 1%, 5%). Therefore, as indicated by a broken line in FIG. 12, the attenuation of the light intensity at the end of the effective irradiation surface of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 80 is suppressed, and the ultraviolet rays are uniformly exposed on the entire surface of the wafer W. . Therefore, the exposure amount of the ultraviolet rays irradiated onto the wafer W can be made uniform, and the wettability can be improved by modifying the entire surface of the wafer W, that is, reducing the contact angle with respect to the coating liquid.
[0058]
  In the above description, the concentration of oxygen molecules supplied to the divided supply ports, for example, 84a, 84b; 84g, 84h, on both sides in the flow direction of the exposure adjustment gas is set low (for example, 1%, 5%). However, the present invention is not necessarily limited to this setting, and the oxygen molecular concentration of the exposure adjustment gas supplied to each of the divided air supply ports 84a to 84h can be arbitrarily set. Further, it is possible to selectively supply an exposure adjusting gas supplied to each of the divided air supply ports 84a to 84h to perform exposure processing only on an arbitrary portion of the wafer W.
[0059]
  ◎ Other embodiments
  (1) In the above embodiment, the case where the mounting stage 67 on which the wafer W is mounted moves (scans) in the horizontal direction and irradiates the wafer W with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 80 is described. Is not to be done. For example, the mounting stage 67 may be fixed and the ultraviolet lamp 80 may be moved (scanned) in the horizontal direction, or both the mounting stage 67 and the ultraviolet lamp 80 may be relatively moved horizontally (scanned). May be.
[0060]
  (2) In the above embodiment, the case where the substrate to be processed is the semiconductor wafer W has been described, but it is needless to say that the present invention can be applied to, for example, exposure processing of an LCD glass substrate or a mask substrate (reticle) in addition to the wafer W.
[0061]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, since it is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0062]
  (1) Claim1-4According to the described invention, when the substrate to be processed is exposed by the light irradiated from the light irradiation unit while the substrate to be processed and the light irradiation unit are relatively moved in parallel, the substrate to be processed and the light irradiation unit are parallel to each other. Since the exposure amount irradiated by the light irradiation means is detected by the light detection means that moves with the movement, and the exposure amount of the light irradiation means is controlled based on the detected signal, the light irradiation means for each substrate to be processed The amount of exposure to be irradiated can be stabilized. Therefore, quality can be improved and yield can be improved.
[0063]
  (2)Also,During the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiation means in one step, the light irradiation means detects the exposure amount of the light irradiation means, and then the light irradiation means emits light to the substrate to be processed in real time. An exposure process for each substrate can be performed. Therefore, in addition to (1) above, the processing efficiency can be further improved.
[0064]
  (3Claim5According to the described invention, when the exposure amount is equal to or less than the predetermined amount based on the signal detected by the light detection unit, the alarm display is performed to notify the outside of the failure or the function deterioration state of the light irradiation unit. So you can(1), (2)In addition to this, it is possible to further improve work safety and device reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor wafer SOD system to which a substrate processing apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view of the SOD system.
FIG. 3 is a side view showing a processing unit group incorporated in the SOD system.
FIG. 4 is an overall perspective view showing a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the substrate processing apparatus of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic side view showing the operation when the mounting state of the optical sensor in the present invention is changed.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic block diagram showing an exposure amount control unit in the fourth embodiment.
FIG. 11 is a perspective view showing a main part of a fourth embodiment.
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an exposure amount and an ultraviolet irradiation region, showing an example of exposure amount control in the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
  W Semiconductor wafer (substrate to be processed)
67 Placement stage (substrate placement means)
68 Ball screw mechanism (parallel movement means)
80 UV lamp (light irradiation means)
80a Power supply device
83 UV irradiation area
84,84A Air supply port
84a-84h Divided inlet
86 Supply source of gas for exposure adjustment
86A Air supply source (exposure adjustment gas supply source)
86B Nitrogen (N2) gas supply source (exposure adjustment gas supply source)
88 (88a, 88b, ... 88g, 88h) Open / close switching valve (switching means)
91 (91a, 91b, ... 91g, 91h) Flow rate adjusting valve
100 optical sensor
110 First optical sensor
120 second optical sensor
200 CPU (control means)
300 Shutter
400 cylinders (shutter opening / closing means)

Claims

A substrate processing apparatus that performs exposure processing on a substrate to be processed by light irradiated from the light irradiation unit while relatively moving the substrate to be processed and the light irradiation unit,
Substrate mounting means for mounting the substrate to be processed;
A light irradiating means for irradiating light toward the substrate to be processed placed on the substrate placing means;
Moving means for relatively translating the substrate mounting means and the light irradiation means;
One end of the substrate mounting means is connected to the mounting member extending horizontally to the front side of the substrate mounting means, and from the end of the substrate to be processed placed on the substrate mounting means. The exposure amount received by the substrate to be processed is detected when the substrate mounting unit and the light irradiation unit are relatively moved in parallel with each other with a distance greater than the irradiation region width of the light irradiation unit. Light detection means;
Control means for controlling the exposure amount of the light irradiation means based on the detection signal of the light detection means,
Substrate processing characterized in that it is formed so that the substrate to be processed is irradiated with light whose exposure amount is controlled from the light irradiation means after the light detection means crosses the irradiation region of the light irradiation means. apparatus.

The substrate processing apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus, wherein a power supply means for supplying power to the light irradiation means is controllable based on a control signal from the control means.

The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2,
A substrate processing apparatus, wherein a shutter disposed on the irradiation side of the light irradiation means is formed so as to be capable of opening and closing based on a control signal from the control means.

The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Based on a control signal from the control unit, the concentration adjustment of the molecule of the exposure adjustment gas, which is supplied into the irradiation region of the light irradiation unit and includes molecules that attenuate the irradiation light, is formed to be controllable. A substrate processing apparatus.

The substrate processing apparatus according to claim 1,
The control means and the alarm display means are connected to enable the alarm display means to display an alarm based on a control signal from the control means when the exposure amount detected by the light detection means is equal to or less than a predetermined amount. A substrate processing apparatus.