CN108666236B - 基板处理装置以及方法、紫外线照射单元的选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基板处理装置、基板处理方法以及紫外线照射单元的选择方法,基板处理装置能够在形成于基板的表面的微细结构物的间隙中使紫外线在更大的范围内产生作用,来分解有机物。基板处理装置(10)具有基板保持单元(1)、多个紫外线照射单元(2)以及控制单元(7)。基板保持单元(1)保持基板(W1)。多个紫外线照射单元(2)以彼此不同的光谱向被基板保持单元(1)保持并且形成有多个微细结构物的基板(W1)的该微细结构物之间的间隙照射紫外线。控制单元(7)控制多个紫外线照射单元(2)。
Description
技术领域
本发明涉及基板处理装置、基板处理方法以及紫外线照射单元的选择方法,尤其涉及利用紫外线将基板上的有机物分解并除去的技术。
背景技术
以往,在半导体基板(下面,仅称为“基板”)的制造工序中,利用基板处理装置对基板执行各种处理。例如,向表面上形成有抗蚀剂的图案的基板供给药液,从而对基板的表面进行蚀刻处理(所谓的湿式蚀刻)。在进行该蚀刻处理之后,还执行:向基板供给纯水来冲掉表面的药液的冲洗处理;以及除去表面的纯水的干燥处理。
在多个微细的图案要素(还称为微细结构物)形成于基板的表面的情况下,若依次执行利用纯水的冲洗处理以及干燥处理,则在干燥的过程中,纯水的表面张力作用于微细结构物,从而可能使微细结构物倒塌。微细结构物的宽度越窄、高宽比越大,越容易产生该倒塌,另外,微细结构物之间的间隙越窄,越容易产生该倒塌。
为了抑制该倒塌,提出疏水处理,在所述疏水处理中,使微细结构物的表面疏水化(排斥水化)来形成疏水膜(有机物)。在该疏水处理中,作为疏水剂大多使用甲硅烷基化剂,为了提高甲硅烷基化剂产生的疏水效果,还会在甲硅烷基化剂中混合活性剂。
另一方面,在进行干燥处理之后,不需要该疏水膜。因此,以往也提出了用于除去该疏水膜的方法。例如专利文献1公开了将基板的有机物分解以及除去的基板处理装置。在该基板处理装置上设置有紫外线照射单元。在专利文献1中,紫外线照射单元向基板照射紫外线,来分解并除去基板的有机杂质。
专利文献1:日本特开2011-204944号公报
在专利文献1中,从分解有机物的角度来说,优选采用光子能量高的紫外线,即,波长短的紫外线。光子能量越高,能够切断更多种类的分子结合,能够迅速地分解有机物。
另一方面,近几年,基板上的图案实现微细化。即,微细结构物的宽度变窄,并且微细结构物彼此之间的间隙也变窄。当这样微细结构物的间隙变窄时,波长越短的紫外线越难以进入该间隙。因为波长短的紫外线难以进行衍射。这样在紫外线难以进入该间隙的情况下,紫外线难以作用于在该间隙中存在的有机物。由此,除去有机物变得不充分。
另外,在微细结构物的间隙中,在其深度方向(微细结构物的高度方向)上紫外线的强度可能产生强弱。这是因为紫外线在微细结构物的间隙进行衍射以及反射而发生干涉。在该间隙中的紫外线的强度变小的区域,难以分解有机物,除去有机物变得不充分。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种基板处理装置、基板处理方法以及紫外线照射单元的选择方法,在形成于基板的表面的微细结构物的间隙中,能够使紫外线在更广的范围内产生作用来分解有机物。
为了解决上述课题,第一技术方案的基板处理装置具有基板保持单元、多个紫外线照射单元以及控制单元。基板保持单元保持基板。紫外线照射单元向被基板保持单元保持并形成有多个微细结构物的所述基板的所述微细结构物之间的间隙,以彼此不同的光谱照射紫外线。控制单元控制多个紫外线照射单元。
第二技术方案的基板处理装置在第一技术方案的基板处理装置中,多个紫外线照射单元包括第一紫外线照射单元以及第二紫外线照射单元。从第一紫外线照射单元输出的第一紫外线的强度,在微细结构物的间隙中在深度方向上以第一周期增减。从第二紫外线照射单元输出的第二紫外线的强度,在微细结构物的间隙中在深度方向上以第二周期增减。在第一区域内,第二紫外线的强度取峰值,所述第一区域为,以第一紫外线的强度取谷值时的深度方向的位置为中心,并且深度方向的宽度相当于第一周期的半个周期的区域。
第三技术方案的基板处理装置在第二技术方案的基板处理装置中,所述多个紫外线照射单元包括第三紫外线照射单元,从所述第三紫外线照射单元输出的第三紫外线的强度,在所述微细结构物的所述间隙中在所述深度方向上以第三周期增减;在第二区域与所述第一区域彼此重复的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值,所述第二区域为,以所述第三紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心,并且所述深度方向的宽度相当于所述第三周期的半个周期的区域。
第四技术方案的基板处理装置在第一技术方案的基板处理装置中,多个紫外线照射单元未3个以上。控制单元具有获取单元以及选择单元。获取单元获取根据微细结构物的间隙的宽度以及深度中的至少一个进行变化的信息。选择单元基于该信息进行选择动作,所述选择动作是,选择是否使多个紫外线照射单元中的两个以上的紫外线照射单元照射紫外线的动作。
第五技术方案的基板处理装置在第四技术方案的基板处理装置中,所述微细结构物的间隙越宽或者越浅,所述选择单元基于所述信息选择波长越短的紫外线照射单元。
第六技术方案的基板处理装置在第五技术方案的基板处理装置中,所述多个紫外线照射单元包括:第一紫外线照射单元,以包括第一峰值波长的光谱照射第一紫外线;以及第二紫外线照射单元,以包括第二峰值波长的光谱照射第二紫外线,所述第二峰值波长比所述第一峰值波长更长,所述选择单元基于所述信息选择第一紫外线照射单元以及第二紫外线照射单元,所述第一紫外线的强度在所述微细结构物的所述间隙中在深度方向以第一周期增减;在以所述第一紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心并且所述深度方向的宽度相当于所述第一周期的半个周期的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值。
第七技术方案的基板处理装置在第五技术方案或第六技术方案的基板处理装置中,所述多个紫外线照射单元包括第三紫外线照射单元,所述第三紫外线照射单元以包括第三峰值波长的光谱照射第三紫外线,所述第三峰值波长比所述第二峰值波长更长;所述选择单元基于第一信息,选择所述第一紫外线照射单元以及所述第二紫外线照射单元,而不选择所述第三紫外线照射单元;所述选择单元基于第二信息,选择所述第二紫外线照射单元以及所述第三紫外线照射单元,所述第二信息为,与所述第一信息相比,所述微细结构物的所述间隙更窄或更深的信息。
第八技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第七技术方案中任一技术方案中,多个紫外线照射单元所照射的紫外线的峰值波长越长,多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元与基板保持单元之间的距离越短。
第九技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第八技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,控制单元以使多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元的照射期间的至少一部分重叠的方式,控制所述多个紫外线照射单元。
第十技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第九技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,多个紫外线照射单元与基板保持单元所保持的基板隔开空间相向。基板处理装置还具有向该空间供给非活性气体的气体供给单元。
第十一技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第十技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元向基板保持单元所保持的基板的整个表面照射紫外线。
第十二技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第十一技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,所述基板处理装置还具有移动单元,所述移动单元使所述基板保持单元沿着水平方向相对于所述多个紫外线照射单元移动。
第十三技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第十二技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,所述基板处理装置还具有旋转单元,所述旋转单元使基板保持单元以与基板的表面垂直的旋转轴为中心旋转。
第十四技术方案的基板处理装置在第一技术方案至第十三技术方案中任一技术方案的基板处理装置中,所述微细结构物的高宽比为3.5以上,所述微细结构物的间距为50nm以下,或者所述微细结构物的间隔为40nm以下。
在第十五技术方案的基板处理方法中,基板保持单元保持基板;多个紫外线照射单元向基板保持单元所保持并且形成有多个微细结构物的所述基板的所述微细结构物之间的间隙,以彼此不同的光谱照射紫外线。
第十六技术方案的紫外线照射单元的选择方法,为在具有基板保持部和多个紫外线照射单元的基板处理装置中选择紫外线照射单元的方法,所述基板保持部保持形成有多个微细结构物的基板,所述多个紫外线照射单元向所述基板的所述微细结构物的间隙照射紫外线,包括:第一工序,选择照射第一紫外线的第一紫外线照射单元,所述第一紫外线能够进入微细结构物之间的间隙;以及第二工序,选择照射第二紫外线的第二紫外线照射单元,所述第二紫外线具有比所述第一紫外线的峰值波长更长的峰值波长,而且所述第二紫外线对在所述微细结构物的间隙中所述第一紫外线的强度不足的区域的强度不足进行补偿。
第十七技术方案的紫外线照射单元的选择方法在第十六技术方案的紫外线照射单元的选择方法中,在所述第一工序中,在所述第一紫外线的强度在所述微细结构物的间隙的深度方向上周期性地增减的情况下,在判断为所述第一紫外线的强度的至少一个峰值中的最小峰值大于基准值时,选择所述第一紫外线照射单元。
第十八技术方案的紫外线照射单元的选择方法在第十七技术方案的紫外线照射单元的选择方法中,在所述第二工序中,在判断为在在以所述第一紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心并且所述深度方向的宽度相当于所述第一紫外线的强度的半个周期的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值时,选择所述第二紫外线照射单元。
第十九技术方案的紫外线照射单元的选择方法在第十八技术方案的紫外线照射单元的选择方法中,在从第三紫外线照射单元照射的第三紫外线的强度以及第二紫外线的强度这两者在所述区域取峰值的情况下,选择所述第二紫外线照射单元,而不选择所述第三紫外线照射单元,所述第三紫外线具有比所述第二紫外线的峰值波长更长的峰值波长。
第二十技术方案的紫外线照射单元的选择方法在第十六技术方案的紫外线照射单元的选择方法中,还包括第三工序,在所述第一工序中所述第一紫外线的强度在所述深度方向上单调减小时,在所述第三工序中,在判断为规定深度位置的所述第一紫外线的强度大于基准值时,选择所述第一紫外线照射单元。
根据第一技术方案、第十四技术方案的基板处理装置以及第十五技术方案的基板处理方法,多个紫外线照射单元以彼此不同的光谱向基板的表面照射紫外线。即,多个紫外线照射单元输出的紫外线的峰值波长彼此不同。
各紫外线的强度在微细结构物的间隙的深度方向上周期性地增减。这是因为各紫外线在微细结构物的间隙中进行衍射、反射以及干涉。其周期依赖于峰值波长,因此各紫外线的周期彼此不同。因而,存在在某一第一峰值波长的第一紫外线的强度低的区域强度高的其它第二峰值波长的第二紫外线。即,第二紫外线的强度能够补偿该区域中的第一紫外线的强度不足。因此,即使在仅利用第一紫外线难以分解有机物的区域,也能够利用第二紫外线更有效地分解有机物。
如上所述,根据本基板处理装置,能够使紫外线在更大的范围内产生作用来分解有机物。
根据第二技术方案的基板处理装置,在第一紫外线取谷值时的位置的附近,第二紫外线取峰值。因而,第二紫外线能够更恰当地补偿第一紫外线的强度不足。
根据第三技术方案的基板处理装置,在第一紫外线以及第三紫外线的强度不足的区域,第二紫外线能够补偿该强度不足。
根据第四技术方案的基板处理装置,能够选择与微细结构物的间隙的宽度或者深度对应的紫外线照射单元。
在第五技术方案的基板处理装置中,在微细结构物的间隙宽或者浅的情况下,采用更短的峰值波长的紫外线。间隙越宽或者越浅,该短的峰值波长的紫外线越容易进入该间隙。而且,短的峰值波长的紫外线能够切断更多种类的分子结合,因此能够迅速地分解有机物,进而能够更有效地分解有机物。
根据第六技术方案的基板处理装置,在第一紫外线取谷值时的深度位置的附近,第二紫外线取峰值。因而,第二紫外线能够更恰当地补偿基板的微细结构物的间隙中的第一紫外线的强度不足。
根据第七技术方案的基板处理装置,在微细结构物的间隙宽或者浅的情况下,选择更短的峰值波长的第一紫外线照射单元以及第二紫外线照射单元。由此,能够更有效地分解有机物。而且,不选择第三紫外线照射单元,因此能够避免第三紫外线照射单元的电力消耗。
根据第八技术方案的基板处理装置,从波长长短的角度出发,波长越长的紫外线,除去有机物的除去速度越慢。另一方面,一般,越远离紫外线照射单元,紫外线的强度越低。根据第八技术方案,峰值波长越长,紫外线照射单元与基板之间的距离更近。因而,即使是峰值波长长的紫外线,也能够更有效地除去有机物。
根据第九技术方案的基板处理装置,能够提高有机物除去处理的处理率。
根据第十技术方案的基板处理装置,能够利用非活性气体,使紫外线照射单元与基板之间的空间的氧气浓度降低。氧气吸收紫外线,因此能够通过降低氧气浓度,来提高基板上的紫外线的强度。
根据第十一技术方案的基板处理装置,能够在更大的范围内向基板照射紫外线。
根据第十二技术方案的基板处理装置,即使紫外线照射单元不能向基板的整个面照射紫外线,也能够通过使基板移动,来将紫外线照射至基板的整个面。
根据第十三技术方案的基板处理装置,能够向基板均匀地照射紫外线。
根据第十六技术方案的紫外线照射单元的选择方法,即使在仅利用第一紫外线难以分解有机物的区域,也能够利用第二紫外线更有效地分解有机物。
根据第十七技术方案的紫外线照射单元的选择方法,采用能够恰当地进入微细结构物的间隙的紫外线,来作为第一紫外线。
根据第十八技术方案的紫外线照射单元的选择方法,在第一紫外线取谷值时的位置的附近,第二紫外线取峰值。因而,第二紫外线能够更恰当地补偿第一紫外线的强度不足。
根据第十九技术方案的紫外线照射单元的选择方法,在第一紫外线的强度不足的区域内,第二紫外线以及第三紫外线都取峰值的情况下,选择峰值波长短的第二紫外线照射单元,而不选择第三紫外线照射单元。这样,能够选择更适于分解有机物的第二紫外线照射单元,并且避免第三紫外线照射单元的电力消耗。
根据第二十技术方案的紫外线照射单元的选择方法,可采用能够恰当地进入微细结构物的间隙的紫外线,来作为第一紫外线。
附图说明
图1是概略性地示出基板处理装置的结构的一例的图。
图2是概略性地示出基板处理装置的结构的一例的图。
图3是示出基板处理装置的动作的一例的流程图。
图4是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图5是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图6是概略性地示出紫外线照射器的选择方法的一例的流程图。
图7是具体地表示紫外线照射器的选择方法的一例的流程图。
图8是概略性地示出紫外线的照射时间与纯水的接触角之间的关系的一例的曲线图。
图9是概略性地示出基板处理装置的结构的一例的图。
图10是概略性地示出基板处理装置的结构的一例的图。
图11是概略性地示出基板处理装置的结构的一例的图。
图12是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图13是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图14是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图15是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图16是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图17是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图18是示出紫外线照射器的选择方法的一例的流程图。
图19是示出紫外线照射器的选择方法的一例的流程图。
图20是示出基板的微细结构物彼此之间的间隙的宽度与向该基板照射的紫外线的波长之间的关系的一例的图。
图21是示出基板处理装置的动作的一例的流程图。
图22是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图23是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图24是用等高线表示紫外线强度的示意性的一例的图。
图25是示出紫外线强度的示意性的一例的曲线图。
图26是示出基板的微细结构物彼此之间的间隙的深度与向该基板照射的紫外线的波长之间的关系的一例的图。
其中,附图标记说明如下:
1、1A:基板保持单元(基板保持部)
2、2A、2a~2e:紫外线照射单元(紫外线照射器)
4A、42、42a、42b:气体供给单元(气体供给部)
7:控制单元(控制部)
8A:移动单元(移动机构)
15:旋转单元(旋转机构)
71:信息获取单元
72:选择单元(选择部)
具体实施方式
下面,一边参照附图,一边对实施方式进行详细说明。在附图中,为了说明各结构的位置关系,适当地标注XYZ正交坐标系,其中,将Z方向设为铅垂方向,将XY平面设为水平面。另外,为了容易理解,根据需要,将各部的尺寸、数量夸大或简化描绘。另外,下面,恰当地导入“+Z轴侧”以及“-Z轴侧”的表达方式。“+Z轴侧”指Z方向上的上侧,“-Z轴侧”指Z方向上的下侧。
第一实施方式.
<基板处理装置>
图1以及图2是概略性地示出基板处理装置10的结构的一例的图。向该基板处理装置10搬入基板W1。
基板W1为半导体基板,在该基板W1的表面(主面)形成有多个微细结构物(未图示)。微细结构物指,金属图案、半导体图案以及抗蚀剂图案等图案。因而,基板W1的主面因微细结构物而呈凹凸形状。
在向基板处理装置10搬入基板W1之前的工序,形成该微细结构物。例如向形成有抗蚀剂图案的基板W1供给药液来进行蚀刻处理,从而在基板W1的主面形成金属等图案。在进行该蚀刻处理之后,进行冲洗处理、疏水处理以及干燥处理。冲洗处理为,向基板W1供给纯水,来冲掉药液的处理。干燥处理为,例如使基板W1在水平面旋转,来使基板干燥的处理。在该干燥的过程中,由于纯水的表面张力,可能使微细结构物倒塌。微细结构物的高宽比(高度与宽度之比)越大越容易产生该倒塌,例如在高宽比为3.5以上时,微细结构物容易倒塌。在此,假设形成于基板W1的微细结构物的高宽比为3.5以上。另外,微细结构物的间隔(间隙的宽度)越窄,微细结构物越容易倒塌。在此,假设微细结构物的间隔为40nm以下。或者假设微细结构物的间距(中心彼此之间的距离)为50nm以下。
为了抑制该倒塌,在进行干燥处理之前进行疏水处理。疏水处理为,向基板W1的主面供给含有疏水剂的处理液,来在微细结构物的表面形成疏水膜(有机物)的处理。由此,能够减小作用于微细结构物的纯水的表面张力,能够抑制干燥处理中的微细结构物倒塌。另一方面,半导体产品并不需要这样的疏水膜。因而,希望在进行干燥处理之后除去这样的疏水膜。
基板处理装置10为对基板W1进行有机物除去处理的装置。该基板处理装置1具有基板保持部1、移动机构12、旋转机构15、多个紫外线照射器2、筒构件3、气体供给部42以及排气部61。
<基板保持部>
基板保持部1为将基板W1保持为水平的构件。在基板W1为半导体基板(即半导体晶片)的情况下,基板W1呈大致圆形的平板状。以使基板W1的形成有微细结构物的主面朝向+Z轴侧的方式,保持该基板W1。
基板保持部1形成为圆柱状的形状,具有上表面1a、侧面1b以及下表面1c。侧面1b连接上表面1a的周缘和下表面1c的周缘。在基板保持部1的上表面1a上载置基板W1。基板保持部1例如能够由陶瓷等形成。在图1的例中,在基板保持部1的上表面1a形成有槽11。在未图示的基板搬运机械手将基板W1载置于基板保持部1时,该搬运机械手的手部进入该槽11。
<紫外线照射器>
多个紫外线照射器2配置于比基板保持部1更靠+Z轴侧的位置,向基板保持部1所保持的基板W1的主面照射紫外线。在图1以及图2的例中,设置有两种紫外线照射器2a、2b,来作为多个紫外线照射器2。紫外线照射器2a、2b以彼此不同的光谱(光谱分布)照射紫外线。在此,对于“不同的光谱”的定义进行说明。不同的光谱指,光源所输出的光的光谱所包含的峰值波长彼此不同。峰值波长为,在该光谱中光的强度取峰值时的波长。在一个光源的光谱中,可存在多个这样的峰值波长。例如低压水银灯所照射的紫外线的峰值波长存在多个,例如185nm以及254nm。
作为多个紫外线照射器2,除了低压水银灯之外,还能够采用高压水银灯、准分子灯、金属卤化物灯以及UV(ultraviolet,紫外线)-LED(Light Emitting Diode,发光二极管)等光源。这样的各种光源所照射的光的光谱是彼此不同的。
另外,即使是相同种类的光源,光谱也可能不同。例如准分子灯具有填充有放电气体(例如稀有气体或者稀有气体卤素化合物)的石英管以及一对电极。在一对电极之间之间存在放电气体。向一对电极之间施加高频高电压,由此放电气体被激发而成为准分子状态。放电气体在从准分子状态返回基态时产生紫外线。根据放电气体的种类等不同,该准分子灯所照射的紫外线的光谱也不同。具体地说,根据放电气体的种类等不同,准分子灯所照射的紫外线的峰值波长能够为126nm、146nm、172nm、222nm或者308nm等值。
即,作为多个紫外线照射器2,可采用低压水银灯以及准分子灯等多种光源,或者也可以采用光谱不同的同一种光源。
此外,下面为了避免复杂的表达方式,将紫外线照射器所照射的紫外线的光谱以及峰值波长分别称为紫外线照射器的光谱以及紫外线照射器的峰值波长。另外,下面,为了变得简单,假设紫外线照射器2a、2b的峰值波长(称为波长λa、λb)为一个,分别为126nm以及172nm。
紫外线照射器2的形状是任意的,例如紫外线照射器2也可以是点光源。在图1以及图2的例子中,设置有多个紫外线照射器2a以及多个紫外线照射器2b。多个紫外线照射器2a相对于基板W1均等地分散配置。由此,紫外线照射器2a能够向基板W1的整个主面更均匀地照射紫外线。紫外线照射器2b也是同样的。
或者,紫外线照射器2也可以是线光源。该紫外线照射器2形成为在长度方向上长的棒状。紫外线照射器2以其长度方向沿着Y方向的姿势,沿着X方向排列配置。或者紫外线照射器2也可以形成为环状。多个紫外线照射器2以同心圆状配置。这些紫外线照射器2也向基板W1的整个主面照射紫外线。
在比多个紫外线照射器2靠-Z轴侧(具体地说,紫外线照射器2与基板W1之间)设置有石英玻璃21,作为相对于紫外线具有透光性、耐热性以及耐蚀性的板状体。该石英玻璃21水平地设置,在Z方向上,与多个紫外线照射器2都相向。石英玻璃21能够保护紫外线照射器2以免处于基板处理装置10内的环境气体中。来自多个紫外线照射器2的紫外线透过该石英玻璃21,照射至基板W1的主面。
<移动机构>
移动机构12能够使基板保持部1沿着Z方向移动。例如移动机构12经由旋转机构15安装于基板保持部1的下表面1c。该移动机构12能够使基板保持部1在第一位置(参照图2)与第二位置(参照图1)之间往复移动,其中,所述第一位置指,基板保持部1接近紫外线照射器2的位置,所述第二位置指,基板保持部1远离紫外线照射器2的位置。如后面说明那样,第一位置为利用紫外线对基板W1进行处理时的基板保持部1的位置,第二位置为交接基板W1时的基板保持部1的位置。处于第一位置的基板保持部1与紫外线照射器2之间的距离,小于处于第二位置的基板保持部1与紫外线照射器2之间的距离。移动机构12例如能够采用气缸、滚珠螺杆机构或者一轴载物台等。也可以由波纹管覆盖移动机构12的周围。
<旋转机构>
旋转机构15使基板保持部1在水平面内旋转。更具体地说,旋转机构15使基板保持部1以穿过基板W1的中心且与基板W1的主面垂直的旋转轴为中心旋转。旋转机构15例如为马达。通过使基板保持部1旋转,使基板W1在水平面内旋转。
在利用紫外线照射器2照射紫外线的过程中,旋转机构15使基板保持部1旋转。因而,在基板W1旋转的状态下,向基板W1照射紫外线。由此,能够将紫外线更均匀地照射至基板W1的主面。
<筒构件以及气体供给部>
筒构件3具有内周面(内表面)3a、外周面3b、上表面3c以及下表面3d,形成为筒状。上表面3c是连接内周面3a与外周面3b的+Z轴侧的面。下表面3d是连接内周面3a与外周面3b的-Z轴侧的面。筒构件3形成为圆筒形状。筒构件3的内周面3a的直径大于基板保持部1的侧面1b的直径。参照图2,在基板保持部1停止于第一位置的状态下,筒构件3的内周面3a包围基板保持部1的侧面1b。
在基板保持部1停止于第一位置的状态(图2)下,紫外线照射器2照射紫外线。由此,利用紫外线对基板W1进行处理。另一方面,在基板保持部1停止于第一位置的状态下,基板W1的周围被石英玻璃21、筒构件3以及基板保持部1包围。因此,在该状态下,不能容易地从基板保持部1取出基板W1。
因此,移动机构12使基板保持部1向第二位置移动(图1)。由此,基板保持部1从筒构件3的内周面3a的内部向远离紫外线照射器2的方向退避。在该第二位置,基板W1相对于筒构件3的下表面3d位于-Z轴侧。因而,在不受到筒构件3的阻碍的情况下,利用未图示的基板搬运单元从基板处理装置10搬出基板W1。相反,在基板保持部1停止于第二位置的状态下,基板搬运单元将基板W1载置于基板保持部1。
在筒构件3形成有贯通孔321、322。贯通孔321、322贯通筒构件3,与石英玻璃21和基板W1之间的空间连通。下面,将该空间称为作用空间H1。紫外线照射器2隔着该作用空间H1与基板保持部1相向。贯通孔321、322的一端在筒构件3的上表面3c开口。下面,将贯通孔321、322的一端称为开口部(供气开口部)321a、322a。在形成有开口部321a、322a的位置,筒构件3的上表面3c隔着空隙与石英玻璃21的周缘部相向。开口部321a、322a与作用空间H1连续。即,贯通孔321、322与作用空间H1连通。开口部321a、322a形成于隔着内周面3a的中心轴彼此相向的位置。
贯通孔321、322的另一端在筒构件3的外周面3b开口。贯通孔321、322的另一端与气体供给部42连接。具体地说,贯通孔321的另一端与气体供给部42a连接,贯通孔322的另一端与气体供给部42b连接。气体供给部42a、42b分别将非活性气体(例如氮气或者氩气等)等气体经由贯通孔321、322供给至作用空间H1。即,贯通孔321、322发挥供气用路径的功能。
气体供给部42a、42b分别具有配管421、开闭阀422以及气体供给源423。下面,将属于气体供给部42a的配管421、开闭阀422以及气体供给源423分别称为配管421a、开闭阀422a以及气体供给源423a,将属于气体供给部42b的配管421、开闭阀422以及气体供给源423分别称为配管421b、开闭阀422b以及气体供给源423b。气体供给部42a、42b除了配管421的连接目的地之外,彼此相同。气体供给源423a、423b容纳有应该向作用空间H1供给的气体。气体供给源423a与配管421a的一端连接,气体供给源423b与配管421b的一端连接。开闭阀422a设置于配管421a,来对配管421a的开闭进行切换,开闭阀422b设置于配管421b,来对配管421b的开闭进行切换。配管421a的另一端与贯通孔321的另一端连接,配管421b的另一端与贯通孔322的另一端连接。
<密闭空间>
基板处理装置10也可以形成密闭空间。在图1以及图2的例子中,顶棚构件52、筒构件3、分隔壁5以及底部51彼此连接形成密闭空间。在顶棚构件52的下表面的周缘侧的部分,具有向筒构件3侧突起的突起形状部位。相反,在顶棚构件52的中央附近具有向-Z轴侧开口的凹形部位。在该凹形部位配置多个紫外线照射器2以及石英玻璃21。石英玻璃21的侧面与顶棚构件52的突起形状部位的内表面抵接。在Z方向上,筒构件3的上表面3c中的外周侧的部分与顶棚构件52的突起形状部位连接。贯通孔321、322的开口部321a、322a形成于上表面3c中的内周侧部分,在Z方向上,该开口部321a、322a隔着空隙与石英玻璃21的下表面相向。分隔壁5与筒构件3的下表面3d连接。分隔壁5沿着Z方向延伸且与底部51连接。在由顶棚构件52、筒构件3、分隔壁5以及底部51所形成的密闭空间,容纳有多个紫外线照射器2、石英玻璃21、基板保持部1以及移动机构12。
<排气>
在分隔壁5上形成有排气用贯通孔53。该贯通孔53与排气部61连接。排气部61例如具有与贯通孔53连接的配管611等。基板处理装置10的内部气体经由配管611向外部排出。
<闸门>
在分隔壁5上设置有发挥基板W1用出入口的功能的闸门(未图示)。通过打开闸门,使基板处理装置10的内部与外部连通。基板搬运单元能够经由打开的该闸门向基板处理装置10的内部搬入基板W1,或者从基板处理装置10的内部搬出基板W1。
<控制部>
通过控制部7控制紫外线照射器2、移动机构12、旋转机构15、气体供给部42的开闭阀422、闸门以及基板搬运单元。
控制部7可以为电路设备,例如具有数据处理装置以及存储介质。数据处理装置例如可以是CPU(Central Processor Unit,中央处理单元)等运算处理装置。存储部也可以具有非暂时性的存储介质(例如ROM(Read Only Memory,只读存储器)或者硬盘)以及暂时性的存储介质(例如RAM(Random Access Memory,随机存储器))。例如可以在非暂时性的存储介质存储用于规定控制部7所执行的处理的程序。通过使处理装置执行该程序,控制部7能够执行程序所规定的处理。当然,也可以通过硬件执行控制部7所执行的处理的一部分或者全部。
<基板处理装置的动作>
图3是示出基板处理装置10的动作的一例的流程图。在初始阶段,移动机构12使基板保持部1停止于第二位置(图1)。另外,在此,作为一例,总是利用排气部61进行排气。在步骤S1,控制部7在打开闸门的状态下,控制基板搬运单元将基板W1配置在基板保持部1上,然后关闭该闸门。在该基板W1的+Z轴侧的主面形成有微细结构物,在该微细结构物的表面存在有机物(例如疏水膜)。
接着,在步骤S2,控制部7例如控制气体供给部42开始供给气体。由此,分别从开口部321a、322a喷出气体。作为气体,例如能够采用氮气。此外,执行步骤S1、S2的顺序也可以是相反的,也可以并行地执行步骤S1、S2。
接着,在步骤S3,控制部7控制移动机构12,使基板保持部1接近紫外线照射器2并停止于第一位置。此时,将紫外线照射器2与基板W1之间的距离设定为2mm~3mm左右。此外,步骤S3不必一定是接着步骤S2执行,只要在执行步骤S1之后执行步骤S3即可。
接着,在步骤S4,控制部7控制旋转机构15来使基板保持部1旋转。由此,使基板W1在水平面旋转。此外,步骤S4不必一定是接着步骤S3执行,只要在执行步骤S1之后执行步骤S4即可。
接着,在步骤S5,控制部7使多个紫外线照射器2(在此为紫外线照射器2a、2b)均照射紫外线。此外,控制部7可以在作用空间H1的环境气体成为规定的环境气体时(例如,在氧气浓度低于基准值时),执行步骤S5。例如,控制部7也可以在从执行步骤S4起经过的经过时间大于规定的基准值时,判断为成为所希望的环境气体。通过计时器电路等计时电路,对经过时间进行计时。或者,也可以测量作用空间H1的环境气体(例如氧气浓度),控制部7基于该测量值判断作用空间H1的环境气体是否成为规定的环境气体。
通过利用多个紫外线照射器2照射紫外线,利用紫外线对基板W1进行有机物除去处理。具体地说,紫外线作用于在基板W1的主面存在的有机物(例如疏水膜),从而能够将有机物分解并除去。这是因为紫外线的光子能量大,能够切断有机物的分子结合。波长越短光子能量越大,因此波长越短的紫外线越能够切断更多种类的分子结合,能够以高的除去速度除去有机物。因此,从这种角度来说,优选使用波长更短的紫外线。
另一方面,如后面的模拟结果表示那样,在微细结构物彼此之间的间隙狭窄的情况下,波长越短的紫外线越难以进入该间隙。这是因为波长越短的紫外线越难以进行衍射。另外,紫外线在微细结构物的间隙进行衍射、反射以及干涉,从而在该间隙的深度方向呈现强弱。
图4以及图5是按照波长示出基板W1的微细结构物P1附近的紫外线强度的一例的图。图4以及图5示出模拟结果。图4的纸面左侧示出利用波长λa=126nm的紫外线时的结果,纸面右侧示出利用波长λb=172nm的紫外线时的结果。在图4的例子中,用等高线C1~C4表示紫外线强度。就用等高线C1~C4表示的紫外线强度而言,该标记的数字越小,紫外线强度越高。即,用等高线C1表示的强度最高,用等高线C4表示的强度最低,用等高线C2表示的强度高于用等高线C3表示的强度。
图4还示出了大致矩形的微细结构物P1的截面。假设该微细结构物P1由作为本体部的矩形的硅P11和形成于该硅的表面的SiO2膜P12构成。SiO2膜P12的膜厚为1nm左右以下。另外,将微细结构物P1的高度以及宽度分别设定为200nm以及10nm。在图4示出了一个微细结构物P1附近的紫外线强度,但是实际的模拟是针对多个微细结构物P1沿着水平方向以相同的间隔(间距)排列配置的结构进行的。在该模拟中,将微细结构物P1的间距设定为50nm。因而,微细结构物P1的间隙的宽度为40nm。
在图5示出了在该间隙的深度方向(Z方向)上的微细结构物P1的侧面的紫外线强度。下面,将该间隙的深度方向上的位置称为深度位置。另外,将微细结构物P1的上端(+Z轴侧的端部)的深度位置定义为0nm。微细结构物P1的高度为200nm,因此微细结构物P1的下端(-Z轴侧的端部)的深度位置为200nm。在图5中,用实线表示来自紫外线照射器2a的波长λa的紫外线强度,用虚线表示来自紫外线照射器2b的波长λb的紫外线强度。
如图4以及图5所示,波长λa的紫外线强度具有如下趋势:随着该深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,波长λa的紫外线强度反复增减,但是紫外线强度的峰值(最大值)逐渐地变小。另一方面,波长λb的紫外线强度具有如下趋势:随着该深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,波长λb的紫外线强度反复增减,但是紫外线强度的峰值并不减小。
针对波长λa、λb,在微细结构物P1的间隙的深度方向上的紫外线的增减周期并不相同。因此,针对波长λa、λb,紫外线的强度取各峰值时的深度位置不同,针对波长λa、λb,紫外线的强度取各谷值(最小值)时的深度位置也不同。例如在深度位置为140nm的附近,波长λa的紫外线强度取谷值,而波长λb的紫外线强度取峰值。即,在深度位置为140nm附近的区域,利用波长λb的紫外线的强度补偿波长λa的紫外线的强度不足。
即,通过使多个紫外线照射器2a、2b这两者向基板W1的主面照射紫外线,即使在波长λa的紫外线的强度低而难以分解有机物的区域,也能够利用波长λb的紫外线分解有机物。
再次参照图3,接着在步骤S6,控制部7判断是否应该结束对基板W1的处理。例如,控制部7可以在从执行步骤S5起经过的经过时间超过规定时间时,判断为应该结束处理。在判断为应该结束处理时,在步骤S7,控制部7使多个紫外线照射器2停止照射紫外线。由此,结束利用紫外线进行的有机物除去处理。
如上所述,在本基板处理装置10中,紫外线照射器2a、2b以彼此不同的光谱向基板W1的主面照射紫外线。由此,即使在微细结构物P1的间隙中波长λa的紫外线的强度小的区域,波长λb的紫外线也能够分解除去有机物。因而,能够在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
<波长的选择>
接着,对于选择(选定)峰值波长的方法的一例进行说明。图6是概念性地示出该选择方法的一例的流程图,图7是更具体地示出选择方法的一例的流程图。首先,在步骤S100,选择一种紫外线照射器2,该紫外线照射器2照射能够进入微细结构物P1的间隙且波长短的紫外线。例如,在波长短的紫外线的强度在微细结构物P1的间隙中足够大的情况下,选择用于照射该紫外线的紫外线照射器2。具体地说,例如通过图7的步骤S101~S103,执行该步骤S100。
在步骤S101,判断某一波长的紫外线的强度的峰值是否大于规定的基准值。此外,如后面所述,能够改变波长来反复地执行步骤S101。第一次步骤S101的波长为,作为候补波长中的最短的波长。
如图5所示,紫外线的强度的峰值有时存在多个。此时,判断多个峰值中的最小的峰值是否大于基准值。例如参照图5,波长λa的紫外线的强度的峰值存在多个。该峰值具有深度位置越大该峰值越小的趋势。因此,最小的峰值为深度位置最大时的峰值A1。能够通过模拟或者实验等来求出该峰值A1。
在步骤S101中判断为最小的峰值小于基准值时,在步骤S102中,将波长变更为更长的波长,利用变更后的波长的紫外线再次执行步骤S101。即,在某一波长的最小峰值小于基准值时,判断为该紫外线不会充分地进入微细结构物P1的间隙,对于比该波长更长的波长的紫外线也进行同样的判断。
另一方面,在步骤S101判断为最小的峰值大于基准值时,在步骤S103中,选择(选定)用于照射该波长的紫外线的紫外线照射器2。即,决定将用于照射该波长的紫外线的紫外线照射器2设置于基板处理装置10。由此,能够选择能够恰当地进入微细结构物P1的间隙且更短的波长的紫外线。在此,假设选择波长λa的紫外线。
再次参照图6,在步骤S100的下一步骤S200,选择一种照射特定的紫外线的紫外线照射器2,所述特定的紫外线的波长比在步骤S100选择的波长λa更长,而且在波长λa的紫外线的强度不足的区域,所述特定的紫外线的强度增加。例如通过图7的步骤S201~S203执行该步骤S200。在步骤S201,判断在波长λa的紫外线的强度小的区域R1~R4内的至少一个区域,波长比波长λa更长的紫外线的强度是否取峰值。在步骤S201得出否定判断时,在步骤S202,将波长变更为更长的波长,利用变更后的波长再次执行步骤S201。即,判断为通过在步骤S201得出否定判断的紫外线无法充分地补偿区域R1~R4中的波长λa的紫外线强度不足,对更长的波长的紫外线进行同样的判断。在步骤S201得出肯定判断时,在步骤S203中选择照射该波长的紫外线的紫外线照射器2。即,决定将照射该波长的紫外线的紫外线照射器2设置于基板处理装置10。在此,假设选择波长λb。由此,在波长λa的紫外线强度不足的区域,波长λb的紫外线能够补偿其强度不足。
接着,对于区域R1~R4的定义的一例进行更详细的说明。在此,利用区域Rn的深度方向的中心和区域Rn的深度方向的宽度,定义区域Rn(n为1~4)。具体地说,区域Rn的中心与波长λa的紫外线强度取谷值Bn(n为1~4)时的深度位置相同,区域Rn的宽度与波长λa的紫外线强度在深度方向的周期(增减周期)Wt1的半个周期相同。
在这样的区域Rn中,波长λa的紫外线强度低。因而,若在区域Rn内的某一区域波长λb的紫外线的强度取峰值,则能够使波长λb的紫外线有效地补偿该区域的波长λa的紫外线的强度不足。
另外,如图5所示,谷值Bn具有深度位置越深该谷值Bn变得越小的趋势。因此,与处于最浅位置的区域R1相比,在处于更深位置的区域R2~R4,波长λa的紫外线的强度不足变得更显著。因此,可以在步骤S201中判断在位于比区域R1更深的位置的例如区域R2~R4中的某一区域,紫外线的强度是否取峰值。在图5的例子中,波长λb的紫外线的强度在区域R3内取峰值。由此,能够利用波长λb的紫外线补偿区域R3中的波长λa的紫外线的显著强度不足。
另外,例如也可以以如下方式选择波长λb,即,在与微细结构物P1的高度方向上的中点(图5中深度位置为100nm)相比,更靠微细结构物P1的下端侧的区域R3、R4中的某一区域,使波长λb的紫外线的强度取峰值。
<紫外线照射器2的照射期间>
在图3的流程图中,紫外线照射器2a、2b同时照射紫外线。即,紫外线照射器2a、2b的照射期间彼此完全重叠。这样,与紫外线照射器2a、2b中的一个结束照射之后另一个进行照射的情况相比,能够提高有机物除去处理的处理率。
此外,紫外线照射器2a、2b的照射期间可以彼此错开,只要使各照射期间的至少一部分彼此重复即可。这样,也与紫外线照射器2a、2b中的一个结束照射之后另一个进行照射的情况相比,能够提高除去处理的处理率。
<非活性气体的供给>
在作用空间H1存在氧气的情况下,该氧气能够吸收紫外线变成臭氧。该臭氧的氧化力强,因此能够分解基板W1的有机物。但是,该利用臭氧除去有机物的除去能力,与通过直接照射紫外线来除去有机物的除去能力相比非常地小。例如,利用臭氧除去有机物所需的处理时间为通过直接照射紫外线来除去有机物所需的处理时间的大约30倍以上。因此,优选作用空间H1中的氧气浓度低。
在图1以及图2的例中,气体供给部42向作用空间H1供给非活性气体,因此能够降低该作用空间H1的氧气浓度。因而,能够抑制因氧气而使基板W1的主面上的紫外线的强度降低的情况。
图8是概略性地示出紫外线的照射时间与纯水的接触角之间的关系的一例的曲线图。纯水的接触角为,蓄积于微细结构物P1相互之间的纯水的接触角。随着微细结构物P1的有机物被除去,该接触角减小。在图8的例中,用黑圆点的曲线图表示气体供给部42供给非活性气体(例如氮气)时的接触角,用空心四边形曲线图表示不供给非活性气体时的接触角。根据图8的曲线图理解,能够通过使气体供给部42供给非活性气体,来更迅速地除去有机物。
<基板处理装置10A>
图9以及图10是概略性地示出基板处理装置10的其它一例的基板处理装置10A的结构的图。图9是示出基板处理装置10A的侧视图,图10是示出基板处理装置10A的俯视图。
基板处理装置10A具有基板保持部1A、多个紫外线照射器2A、移动机构8A以及气体供给部4A。
基板保持部1A具有载置板13与一对柱构件14。载置板13为板状构件且水平地设置。在载置板13上载置基板W1。以使基板W1的形成有微细结构物的主面朝向+Z轴侧的方式,载置该基板W1。一对柱构件14是沿着Z方向延伸的柱状构件,分别支撑载置板13的Y方向的两端。因此,在从X方向观察时,基板保持部1A具有架桥结构。
移动机构8A使基板保持部1A沿着X方向进行往复移动。该移动机构8A包括进给轴81、进给轴马达82、一对导轨83以及连接构件84。进给轴81沿着X方向延伸设置。进给轴81例如为滚珠螺杆,与进给轴马达82的旋转轴连接。
一对导轨83也沿着X方向延伸设置。进给轴81以及一对导轨83彼此平行地配置。在一对导轨83上设置有一对柱构件14,所述一对柱构件14能够分别沿着X方向移动。一对柱构件14具有相同的高度。载置板13设置为连接一对柱构件14的上端部。载置板13为呈大致圆形的板状构件,被一对柱构件14支撑。另外,在载置板13的下表面,设置有连接载置板13与进给轴81的连接构件84。
利用控制部7控制移动机构8A(具体地说,进给轴马达82)。通过使进给轴马达82进行动作,使进给轴81旋转。由此,使连接构件84以及固定于该连接构件84的基板保持部1A沿着X方向移动。
多个紫外线照射器2A与紫外线照射器2同样地,以彼此不同的光谱照射紫外线。在图9以及图10的例中,示出了两个紫外线照射器2A。紫外线照射器2A为线光源,紫外线照射器2A以长度方向沿着Y方向的姿势沿着X方向排列配置。紫外线照射器2A的Y方向的长度大于基板W1的直径,而X方向的宽度小于基板W1的半径。紫外线照射器2A在基板W1的通过移动机构8A进行移动的移动路径的途中位置,配置于基板W1的+Z轴侧。因此,基板W1会横穿多个紫外线照射器2A。
基板保持部1A、移动机构8A以及紫外线照射器2A也可以容纳于规定的容纳部5A。在该容纳部5A形成有用于在该该容纳部5A的内部与外部之间搬入搬出基板W1的开口部(未图示)。该开口部可以形成为能够开闭。
气体供给部4A向容纳部5A的内部供给非活性气体(例如氮气或者氩气)。在容纳部5A形成有供气用贯通孔51A,在该贯通孔51A连接有气体供给部4A的配管41A的一端。配管的另一端与容纳气体的气体供给源42A连接。在该配管41A上设置有开闭阀43A。
也可以在容纳部5A形成排气用贯通孔(未图示)。容纳部5A的内部气体经由该排气用贯通孔向外部排出。
利用控制部7A控制紫外线照射器2A、移动机构8A以及气体供给部4A。控制部7A具有与控制部7同样的结构。控制部7A控制气体供给部4A,来例如向容纳部5A的内部供给氮气。由此,能够降低容纳部5A的内部空间的氧气浓度。并且,控制部7A控制紫外线照射器2A以及移动机构8A,在使多个紫外线照射器2A照射紫外线的状态下,使基板W1沿着X方向移动。由此,基板W1沿着X方向在紫外线照射器2A的正下方横穿。因而,从多个紫外线照射器2A以不同的光谱向基板W1的整个主面照射紫外线。因而,在该基板处理装置10A中,也能够与基板处理装置10同样地,在微细结构物P1的间隙的更大的范围内除去有机物。
此外,也可以在基板处理装置10A中设置旋转机构。该旋转机构使基板保持部1A以穿过基板W1的中心且沿着Z方向的轴为中心旋转。
<紫外线照射器2与基板W1之间的距离>
从紫外线照射器2照射的紫外线的峰值波长越长,可将多个紫外线照射器2与基板保持部1之间的距离设定得越短。具体地说,波长λb比波长λa更长,因此将紫外线照射器2b与基板保持部1之间的距离设定为小于紫外线照射器2a与基板保持部1之间的距离。即,紫外线照射器2b与基板W1之间的距离小于紫外线照射器2a与基板W1之间的距离。
另外,从波长长短的角度出发,如上所述,波长越长的紫外线,有机物的除去速度越慢。另一方面,作用于有机物的紫外线的强度越高,除去速度越快。通常,越远离紫外线照射器2,该紫外线的强度越低。
在此,从峰值波长长短的角度出发,将除去速度慢的紫外线照射器2b与基板W1之间的的距离设定为小于紫外线照射器2a与基板W1之间的距离。由此,利用峰值波长长的紫外线,也能够更有效地除去有机物。
<多个装置>
在上述的例中,多个紫外线照射器2在单一的基板处理装置10内与一个基板保持部1对应设置。然而,可以将多个紫外线照射装置分别单独地设置于多个装置。例如,基板处理装置10具有第一装置以及第二装置。在该第一装置设置有第一基板保持部以及紫外线照射器2a,在第二装置设置有第二基板保持部以及紫外线照射器2b。在第一装置以及第二装置之间,设置有用于搬运基板W1的基板搬运单元。利用紫外线照射器2a向保持于第一基板保持部的基板W1照射波长λa的紫外线,从而除去有机物。当利用紫外线照射器2a进行的照射结束时,基板搬运单元从第一基板保持部向第二基板保持部搬运基板W1。利用紫外线照射器2b向保持于第二基板保持部的基板W1照射波长λb的紫外线,从而除去有机物。因此,能够使波长λa、λb的两种紫外线分解除去有机物。
此外,在上述的例中,作为紫外线照射器2采用了以彼此不同的光谱照射紫外线的两种紫外线照射器2a、2b。然而,也可以采用三种以上的紫外线照射器2。由此,能够在更大的范围内除去有机物。
第二实施方式.
图11是示出第二实施方式的基板处理装置10B的结构的一例的图。除了紫外线照射器2以及控制部7的结构之外,基板处理装置10B与第一实施方式相同。在第一实施方式中,可以采用光谱彼此不同的两种以上的紫外线照射器2,但是在第二实施方式中,设置有光谱彼此不同的三种以上的紫外线照射器2(在图11的例中为紫外线照射器2a~2e)。下面,为了简单,假设紫外线照射器2a~2e的峰值波长为一个,分别称为波长λa~λe。波长λa~λe按照该标记的拉丁字母的升序变长。即,紫外线照射器2a的波长λa最短,紫外线照射器2e的波长λe最长。例如紫外线照射器2a~2e的波长λa~λe分别为126nm、172nm、185nm、222nm以及254nm。
在第一实施方式中,在进行有机物除去处理时,控制部7使所有紫外线照射器2照射紫外线。相对于此,在第二实施方式中,控制部7根据基板W1的微细结构物P1的间隙,选择在基板W1的除去处理中使用的两种以上的紫外线照射器2。下面,对于更具体的选择方法进行说明。
<微细结构物P1的间隙宽度>
图12至图17是概略性地示出紫外线强度的模拟结果的一例的图。图12、图14以及图16示出了使微细结构物P1的间隙宽度不同时的模拟结果。图12、图14以及图16中的该间隙的宽度分别为10nm、20nm以及40nm。微细结构物P1的宽度以及高度与图4的情况相同,分别为10nm以及200nm。在各图中,波长越短的紫外线的强度,越表示在纸面左侧。即波长λa=126nm的紫外线的强度示于最左侧,波长λe=254nm的紫外线的强度示于最右侧。在各图中,用等高线C1~C4表示紫外线强度的高低。另外,在各图中,还利用标注于各区域的点剖面线的疏密以及空白程度,表示该紫外线强度的高低。剖面线越密,紫外线强度越高,另外,空白区域的紫外线强度最低。图13、图15以及图17分别是按照波长λa~λe表示图12、图14以及图16的微细结构物P1的侧面中的紫外线强度的曲线图。
<间隙的宽度为10nm>
如图12以及图13所示,当微细结构物P1的间隙的宽度为10nm这样窄的情况下,最短的波长λa的紫外线的强度相对于深度位置单调减小。具体地说,随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,该强度急剧地减小,然后,缓慢地逐渐接近零。即,该波长λa的紫外线几乎不进入该间隙。
另一方面,波长λb~λe的紫外线强度具有如下趋势,即,随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,紫外线强度周期性地增减,并且其峰值逐渐地减小。波长越短的紫外线,该峰值的减小越显著。例如,波长λb的紫外线的强度的峰值为波长λc的紫外线的强度的峰值的一半左右。另外,认为增减周期依赖于波长,因此波长λa~λe的各个紫外线的强度取峰值时的深度位置不同,波长λa~λe的各个紫外线的强度取谷值时的深度位置也不同。
在此,对于用于决定使用哪种紫外线照射器2的方案进行简单说明。第一,采用紫外线能够充分地进入微细结构物P1之间的间隙的紫外线照射器2。第二,优选采用照射能够进入的紫外线中的峰值波长短的紫外线的紫外线照射器2。因为光子能量高的紫外线能够切断更多种类的分子结合,能够提高有机物的除去速度。第三,采用以彼此不同的光谱照射紫外线的两种以上的紫外线照射器2。更具体地说,采用能够照射满足第一实施方式的“波长选择方法”中说明的条件的紫外线的两种以上的紫外线照射器2。由此,在微细结构物P1的间隙中各峰值波长的紫外线能够彼此有效地补偿强度不足。因而,能够在更大的范围内除去有机物。第四,为了避免紫外线照射器2的电力消耗,尽可能减少所使用的紫外线照射器2的数量。
图18是示出基于该方案的紫外线照射单元的选择方法的一例的流程图。在步骤S211,判断某一波长的紫外线的强度在微细结构物P1的深度方向上是否以单调减小的方式变化。就该判断而言,例如能够通过模拟或者实验等求出该紫外线强度来进行判断。当作出了肯定判断时,在步骤S212中,判断规定的深度位置(例如为40nm)处的强度是否大于基准值。当判断为该强度小于基准值时,在步骤S213中,将波长变更为更长的波长,利用该变更后的波长再次执行步骤S211。即,判断为在步骤S212作出了否定判断的波长的紫外线无法充分地进入微细结构物P1的间隙,从而针对更长的波长的紫外线执行步骤S211。
当步骤S212中判断为强度大于基准值时,在步骤S214中,选择照射该波长的紫外线的紫外线照射器2。即,该波长的紫外线能够充分地进入微细结构物P1之间,从而选择该紫外线照射器2。
在步骤S211作出了否定判断时,或者在步骤S214的下一步骤,即,在S215中,判断紫外线的强度的峰值是否大于基准值。具体地说,判断最小的峰值是否大于基准值。当判断为峰值小于基准值时,执行步骤S213。
在步骤S215判断为峰值大于基准值时,执行步骤S216~S219。步骤S216~S219与图7的步骤S103、S201~S203相同。
在步骤S219的下一步骤S220中,判断是否需要选择除了已选择的紫外线照射器2之外的其它紫外线照射器2。例如在所选择的紫外线照射器2的数量小于规定数量时,判断为需要更多的紫外线照射器2。在判断为需要其它紫外线照射器2时,执行步骤S218,在判断为不需要其它紫外线照射器2时,结束选择。
基于上述模拟结果以及上述方案,如下面那样决定使用波长λa~λe的紫外线中的哪一紫外线。即,在对微细结构物P1的间隙的宽度为10nm左右的基板W1进行的有机物除去处理中,首先,不使用波长λa、λb的紫外线(对波长λa而言,在步骤S212中为“否”,对波长λb而言,在步骤S215中为“否”)。因为在微细结构物P1的间隙中这些紫外线的强度低。即,根据第一方案,决定不使用波长λa、λb的紫外线。
另一方面,波长λc的紫外线的强度的峰值为波长λb的紫外线的强度的峰值的2倍左右(图13),能够认为波长λc能够充分地进入该间隙。而且,如第二方案所示那样,在除去有机物时,波长越短的紫外线越有用。因此,在对该基板W1进行有机物除去处理时,使用波长λc的紫外线(在步骤S215中为“是”)。
另外,根据第三方案,使用在波长λc的紫外线的强度取谷值的深度位置附近(以该位置为中心的波长λc的紫外线的半个周期的区域内)取峰值的紫外线。参照图13,在深度位置60nm的附近,波长λc的紫外线的强度取谷值,而波长λd的紫外线的强度取峰值。另外,在深度位置为120nm的附近,波长λc的紫外线的强度取谷值,而波长λe的紫外线的强度取峰值。因此,在进行该基板W1的有机物除去处理时,还使用波长λd、λe的紫外线(在步骤S217中为“是”)。
如上所述,对于微细结构物P1的间隙的宽度为10nm左右这样窄的基板W1,决定:不使紫外线照射器2a、2b照射紫外线,使紫外线照射器2c~2e照射紫外线。由此,一边避免紫外线照射器2a、2b的电力消耗,一边在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
<间隙的宽度20nm>
接着,对于微细结构物P1的间隙的宽度为20nm的情况进行说明。如图14以及图15所示那样,随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,最短的波长λa的紫外线的强度以少量的增减而减小,该紫外线几乎不进入该间隙。此外,也可以说,该波长λa的紫外线的强度在该间隙中在深度方向上周期性地增减。
波长λb~λe的紫外线的强度也在该间隙的深度方向上周期性地增减。另外,波长λb~λe的紫外线的峰值的减小率与图13相比变得缓慢。即,与间隙的宽度为10nm的情况相比,波长λb~λe的紫外线更容易进入间隙。
基于上述模拟结果以及上述方案,如下面那样决定紫外线的使用或不使用。即,在对微细结构物P1的间隙的宽度为20nm左右的基板W1进行的除去处理中,不使用波长λa的紫外线(在步骤S212或者步骤S215中为“否”)。因为在微细结构物P1的间隙中该紫外线的强度低。
另一方面,波长λb~λe的紫外线能够进入该间隙。波长越短的紫外线,对于有机物的除去越有用,因此使用波长λb的紫外线(在步骤S215中为“是”)。
另外,使用在该波长λb的紫外线的强度取谷值时的深度位置的附近(以该位置为中心的波长λb的紫外线的半个周期的区域内)取峰值的波长的紫外线。例如在深度位置为110nm附近,波长λb的紫外线的强度取谷值,而波长λd、λe的紫外线的强度取峰值。因此,也可以使用波长λd、λe的紫外线(在步骤S217中为“是”)。其中,在该深度位置处的波长λd、λe的紫外线的强度几乎相同,因此能够认为利用波长更短的波长λd的紫外线即可。因此,根据第四方案,在此,不使用波长λe的紫外线。这样,能够避免因紫外线照射器2e产生的电力消耗。
图19是示出该选择方法的一例的流程图。在步骤S231中,判断在第一紫外线(在此为波长λb)的强度变低的区域中的一个区域,第二紫外线(在此为波长λd)以及第三紫外线(在此为波长λe)的强度这两者是否取峰值。第一紫外线是在步骤S216中选择的紫外线照射器2所照射的紫外线。该区域以第一紫外线的强度取谷值时的深度位置为中心且相当于第一紫外线的半个周期的区域。第二紫外线以及第三紫外线是在步骤S219中选择的紫外线照射器2所照射的紫外线。在步骤S231作出了肯定判断时,在步骤S232中,选择照射第二紫外线以及第三紫外线中的波长短的紫外线(在此为波长λd)的紫外线照射器2,不选择照射波长长的紫外线(在此为波长λe)的紫外线照射器2。这样,能够利用波长更短的第二紫外线补偿第一紫外线的强度不足,从而能够更有效地除去该区域的有机物。而且,不选择照射第三紫外线的紫外线照射器2,因此能够避免电力消耗。
若采用波长λc的紫外线,则能够在波长λb、λd的紫外线强度不足的区域(例如深度位置为60nm的附近)补偿该强度不足。因此,也可以采用波长λc的紫外线。另一方面,波长λc的紫外线取峰值时的深度位置与波长λb的紫外线取谷值时的深度位置分离得比较远,因此在优先考虑降低电力消耗时,也可以不采用波长λc的紫外线。在此,也使用波长λc的紫外线。
从该角度出发,可以在两个紫外线的强度分别变低的第一区域以及第二区域彼此重复的区域,其它紫外线的强度取峰值的情况下,选择该其它紫外线的强度。
如上所述,在微细结构物P1的间隙的宽度为20nm左右的情况下,在进行有机物除去处理时,不使紫外线照射器2a、2e照射紫外线,使紫外线照射器2b~2d照射紫外线。由此,能够一边避免由紫外线照射器2a、2e产生的电力消耗,一边在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
<间隙的宽度为40nm>
接着,对于微细结构物P1的间隙的宽度为40nm的情况进行说明。如图16以及图17所示那样,最短的波长λa的紫外线具有随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,反复增减,且其峰值逐渐减小的趋势。该波长λa的紫外线的峰值与图13所示的波长λc的紫外线的峰值程度相同。因此,能够认为波长λa的紫外线进入该间隙。
波长λb~λe的紫外线的强度也在深度方向上周期性地增减。各紫外线的强度的峰值为波长λa的紫外线的峰值的2倍左右。因此,波长λb~λe的紫外线也能充分地进入该间隙。
基于上述模拟结果以及上述方案,如下面那样选择紫外线的使用或不使用。即,在对微细结构物P1的间隙的宽度为40nm左右的基板W1进行有机物除去处理时,使用最短的波长λa的紫外线(在图18的步骤S215中为“是”)。另外,在波长λa的紫外线的强度取谷值时的深度位置140nm的附近,波长λb的紫外线取峰值,因此在进行有机物除去处理时,还使用波长λb的紫外线(在步骤S217中为“是”)。由此,能够补偿该附近的波长λa的紫外线强度不足。
在该深度位置140nm附近,波长λc的紫外线也取峰值。因此,也可以使用波长λc的紫外线(在步骤S217中为“是”)。在此,还使用波长λc的紫外线。此外,在该区域,能够利用波长更短的波长λb的紫外线补偿波长λa的紫外线的强度不足,因此若优先考虑降低电力消耗,则也可以不使用波长λc的紫外线(图19的步骤S232)。
也可以使用波长λd的紫外线。但是,根据图17,波长λd的紫外线不能有效地补偿波长λa的紫外线的强度不足,因此在此优先考虑降低电力消耗的情况下不使用波长λd的紫外线。另外,也可以使用波长λe的紫外线,但是认为利用波长λa~λc的紫外线能够充分地彼此补偿强度不足,因此在此优先考虑电力消耗而也不使用波长λe的紫外线(图18的步骤S220中为“否”)。
如上所述,在微细结构物P1的间隙的宽度为40nm左右的情况下,在进行有机物除去处理时,不使紫外线照射器2d、2e照射紫外线,而使紫外线照射器2a~2c照射紫外线。由此,能够避免因紫外线照射器2d、2e产生的电力消耗,并且在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
图20是示出形成于基板W1的表面的微细结构物P1的间隙宽度与向该基板W1照射的紫外线的波长之间的关系的一例的图。在图20中,“○”表示使用该紫外线进行有机物除去处理,“×”表示不使用该紫外线,“△”表示可以使用该紫外线也可以不使用该紫外线。
<控制部>
接着,对于进行上述选择动作的控制部7的结构进行说明。参照图11,控制部7具有信息获取部71以及选择部72。信息获取部71获取作为处理对象的基板W1的信息即基板信息。该基板信息例如可以预先由操作员输入而存储于控制部7的存储部(例如ROM),或者也可以通过通信从更上游侧的装置接收。基板信息例如可以包括用于识别基板W1的识别信息。或者,基板信息也可以包括形成于该基板W1的微细结构物P1的间隙的信息(具体地说,间隙的宽度)。
选择部72基于基板信息选择使用哪个紫外线照射器2。例如图20的表可以存储于控制部7的存储介质(例如ROM等),来作为表信息。选择部72可以参照基板信息以及表信息来选择使用哪个紫外线照射器2。或者,也可以定义用于表示间隙的宽度与波长的关系的关系式,选择与基于该关系式计算出的波长最接近的波长的紫外线。
此外,在基板处理装置10的前工序以及后工序中,对基板W1进行各种处理。例如在基板处理装置10的前工序中,进行蚀刻处理、清洗处理以及干燥处理。这些处理采用与微细结构物P1的尺寸对应的处理条件(处理工艺)。因而,能够从这些处理条件推定微细结构物P1的间隙的宽度。因此,信息获取部71也可以获取用于表示对基板W1进行的处理条件的信息。此时,也可以存储将应该使用的紫外线照射器2与处理条件对应起来的表信息。
总之,只要信息获取部71获取根据微细结构物P1的宽度变化的信息,选择部72基于该信息选择紫外线照射器2即可。
<基板处理装置10的动作>
图21是示出基板处理装置10B的动作的一例的图。步骤S11~S14分别与步骤S1~S4相同。在步骤S14的下一步骤S15中,信息获取部71获取保持于基板保持部1的基板W1的基板信息。该基板信息例如也可以包括表示微细结构物P1的间隙宽度的信息。
接着,在步骤S16中,选择部72基于基板信息选择使用哪种紫外线照射器2。作为具体的一例,在微细结构物P1的间隙的宽度小于第一宽度基准值(例如为15nm)的情况下,选择部72选择紫外线照射器2c~2e。即,决定不使用紫外线照射器2a、2b而使用紫外线照射器2c~2e。在该间隙的宽度大于第一宽度基准值且小于第二宽度基准值(例如为30nm)的情况下,选择部72选择紫外线照射器2b~2d。即,决定不使用紫外线照射器2a、2e而使用紫外线照射器2b~2d。在该间隙的宽度大于第二宽度基准值的情况下,选择部72选择紫外线照射器2a~2c。即,决定不使用紫外线照射器2d、2e而使用紫外线照射器2a~2c
此外,步骤S15、S16不必一定在执行步骤S14之后执行,只要在执行步骤S17之前执行即可。
在步骤S17中,控制部7使所选择的紫外线照射器2开始照射紫外线。由此,能够将与微细结构物P1的间隙的宽度对应的恰当的紫外线照射至基板W1的主面,能够用低的电力消耗在更大的范围内分解除去在该间隙存在的有机物。
步骤S18、S19分别与步骤S6、S7相同。
<选择动作的概念性说明>
在此,进一步说明上述的选择动作。在进行该说明时,导入第一紫外线照射器至第三紫外线照射器。为了与图20的表对应地说明,作为一例,使第一紫外线照射器至第三紫外线照射器分别与紫外线照射器2b、2d、2e对应。因此,下面,在对第一紫外线照射器至第三紫外线照射器进行标注时,恰当地对标记2b、2d、2e加上括号。另外,对该波长进行标注时,也同样地对标记加上括号。此外,该标记仅仅是为了容易理解而使用的,第一紫外线照射器至第三紫外线照射器并不分别限定于紫外线照射器2b、2d、2e。
第一紫外线照射器(2b)以包括第一峰值波长(λb)的光谱照射紫外线,第二紫外线照射器(2d)以包括比第一峰值波长(λb)更长的第二峰值波长(λd)的光谱照射紫外线,第三紫外线照射器(2e)以包括第三峰值波长(λe)的光谱照射紫外线,其中,所述第三峰值波长(λe)比第一峰值波长(λb)更长,且与第二峰值波长(λd)不同。
<微细结构物的间隙窄的情况>
在该选择动作中,对于微细结构物P1的间隙窄的基板W1(例如为10nm),选择部72不选择第一紫外线照射器(2b),而选择第二紫外线照射器(2d)以及第三紫外线照射器(2e)(在图18的步骤S215、S217中为“是”)。短的第一峰值波长(λb)的紫外线与其它紫外线相比难以进入窄的间隙,因此为了避免第一紫外线照射器(2b)的电力消耗,决定不使用第一紫外线照射器(2b)(在步骤S212或者步骤S215中为“否”)。
而且,根据该选择,第二紫外线照射器(2d)的第二峰值波长(λd)的紫外线以及第三紫外线照射器(2e)的第三峰值波长(λe)的紫外线能够在微细结构物P1的间隙中彼此补偿强度不足。因此,能够在微细结构物P1的间隙中,在更大的范围内除去有机物。
参照图13,可以在以第二紫外线照射器(2d)的第二峰值波长(λd)的紫外线的强度取谷值时的深度位置(例如大约30nm)为中心且以该紫外线的增减周期的半个周期作为宽度的区域Rd内,第三紫外线照射器(2e)的第三峰值波长(λe)的紫外线的强度取峰值。由此,这些紫外线能够更有效地补偿强度不足。
<微细结构物的间隙宽的情况>
另一方面,对于微细结构物P1的间隙(例如20nm)宽的基板W1,选择部72选择第一紫外线照射器(2b)(在步骤S212或者步骤S215中为“是”),并且选择第二紫外线照射器(2d)(在步骤S217中为“是”)。
这样,对于微细结构物P1的间隙宽的基板W1,使用紫外线更不容易进入间隙的第一紫外线照射器(2b),由此利用短的第一峰值波长(λb)的紫外线更有效地除去有机物。而且,来自第一紫外线照射器(2b)以及第二紫外线照射器(2d)的紫外线彼此补偿微细结构物P1的间隙中的紫外线强度不足。由此,能够在微细结构物P1的间隙中,在更大的范围内除去有机物。
另外,参照图15,优选在以第一峰值波长(λb)的紫外线的强度取谷值时的深度位置(例如大约45nm)为中心且以该紫外线的增减周期的半个周期作为宽度的区域(例如Rb1)内,第二峰值波长(λd)的紫外线的强度取峰值。由此,这些紫外线能够更有效地补偿强度不足。
另外,第三紫外线照射器(2e)也可以不照射紫外线(在步骤S220中为“否”)。由此,能够降低电力消耗。
<微细结构物P1的间隙的深度>
图22~图25是概略性地示出针对紫外线强度的模拟结果的一例的图。图22以及图24示出使微细结构物P1彼此之间的间隙的深度不同时的模拟结果。图22以及图24中的该间隙的深度分别为100nm以及50nm。图23以及图25分别是按照波长λa~λe示出图22以及图24的微细结构物P1的侧面的紫外线强度的曲线图。在图23中,间隙的深度为100nm,因此横轴的范围为0nm~100nm,同样地,在图25中,横轴的范围为0nm~50nm。微细结构物P1的宽度以及微细结构物P1的间隙的宽度与图12的情况相同。即,微细结构物P1的宽度为10nm,间隙的宽度也是10nm。因而,图12、图13、图22~图25分别示出使微细结构物P1的高度(=间隙的深度)不同时的模拟结果。
<间隙的深度为200nm>
对于微细结构物P1的间隙的深度为200nm的情况,与参照图12以及图13说明的内容相同,因此不在此进行反复说明。
<间隙的深度为100nm>
接着,对于微细结构物P1的间隙的深度为100nm的情况进行说明。如图22以及图23所示,随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,最短的波长λa的紫外线的强度降低。这是因为短的波长λa的紫外线难以进行衍射,从而难以进入窄的间隙(在此,宽度为10nm)。
另一方面,波长λb~λe的紫外线的强度在间隙的深度方向上周期性地增减,其峰值高。即,波长λb~λe的紫外线能够进入该间隙。此外,波长λb、λc的紫外线的峰值为波长λd、λe的紫外线的峰值的一半左右。
在有机物除去处理中使用哪种紫外线的方案与上述相同。因此,对于间隙的深度为100nm左右的基板W1,如下面那样选择有机物除去处理中的紫外线。即,波长λa的紫外线难以进入间隙,因此不使用波长λa的紫外线(在图18的步骤S212中为“否”)。使用能够进入间隙的波长中的最短的波长λb的紫外线(在步骤S215中为“是”)。另外,还使用在波长λb的紫外线的强度取谷值时的深度位置30nm附近取峰值的波长λd的紫外线(在步骤S217中为“是”)。也可以使用波长λc的紫外线,但是波长λc的紫外线不能有效地补偿波长λb的紫外线的强度不足,因此,在此优先考虑降低电力消耗而不使用波长λc的紫外线(在步骤S217中为“否”)。波长λe的紫外线补偿深度位置30nm附近的波长λb的紫外线的强度不足,因此也可以使用波长λe的紫外线(在步骤S217中为“是”)。另一方面,在该区域,更短的波长λd能够补偿λb的紫外线的强度不足,因此也可以不使用波长λe的紫外线(图19的步骤S232)。在此,也不使用波长λe的紫外线。
如上所述,在微细结构物P1的间隙的深度为100nm左右的情况下,在有机物除去处理中,决定不使紫外线照射器2a、2c、2e照射紫外线,二使紫外线照射器2b、2d照射紫外线。由此,能够一边避免由紫外线照射器2a、2c、2e产生的电力消耗,一边在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
<间隙的深度为50nm>
接着,对于微细结构物P1的间隙的深度为50nm的情况进行说明。如图24以及图25所示,随着深度位置从微细结构物P1的上端朝向下端,最短的波长λa的紫外线的强度降低。这是因为短的波长λa的紫外线难以进行衍射,难以进入窄的间隙(在此,宽度为10nm)。
但是,间隙的深度为50nm这样浅,因此相对于间隙深度的紫外线的进入距离相对变长。例如,参照图13、图23以及图25,深度位置20nm处的波长λa的紫外线的强度不依赖于微细结构物P1的间隙的深度,而几乎相同。在将该深度位置看做波长λa的紫外线的进入距离时,在间隙的深度为200nm这样深的情况(图13)下,相对于间隙深度的进入距离短。具体地说,波长λa的紫外线只能进入整个间隙的10分之1(=进入距离20nm/间隙的深度200nm)。另一方面,在间隙的深度为50nm这样浅的情况(图25)下,相对于间隙深度的进入距离变长。具体地说,波长λa的紫外线进入整个间隙的5分之2(=进入距离20nm/间隙的深度50nm)。因而,此时,可以认为波长λa的紫外线也能够充分地进入该间隙。
波长λb~λe的紫外线的强度在间隙的深度方向上增减,成为足够高的值。即,波长λb~λe的紫外线也能够进入该间隙。如上所述,能够认为:在间隙浅的情况下,所有波长λa~λe的紫外线都进入间隙。
基于上述模拟结果以及上述方案,如下面那样选择紫外线。即,在对微细结构物P1的间隙的深度为50nm左右的基板W1进行的有机物除去处理中,使用波长λa、λe的紫外线,不使用波长λb~λc的紫外线。即,使用最短的波长λa的紫外线(图6的步骤S100),还使用在该紫外线的强度变低的区域变长的波长λe的紫外线(图6的步骤S200)。虽然可以使用波长λb~λc的紫外线,但是在此优先考虑避免电力消耗而不使用波长λb~λc的紫外线。
如上所述,在微细结构物P1的间隙的深度为50nm左右的情况下,在有机物除去处理中,不使紫外线照射器2b~2d照射紫外线,使紫外线照射器2a、2e照射紫外线。由此,能够避免紫外线照射器2b~2c的电力消耗,并且在更大的范围内除去在微细结构物P1的间隙存在的有机物。
图26是示出形成于基板W1的表面的微细结构物P1的间隙的深度与向该基板W1照射的紫外线的波长之间的关系的一例的图。
<基板处理装置10B的动作>
基板处理装置10B的具体动作的一例与图21相同。其中,基板W1的基板信息包括表示微细结构物P1的间隙的深度的信息。在步骤S16,选择部72根据深度的信息,如上面那样选择使用哪个紫外线照射器2。具体地说,在微细结构物P1的间隙的深度比第一深度基准值(例如150nm)深时,选择部72决定不使用紫外线照射器2a、2b并且使用紫外线照射器2c~2e,在间隙的深度比比第一深度基准值浅且比第二深度基准值(例如75nm)深时,选择部72决定不使用紫外线照射器2a、2c、2e,而使用紫外线照射器2b、2d,在间隙的深度比第二深度基准值浅时,选择部72决定不使用紫外线照射器2c~2d,而使用紫外线照射器2a、2e。
<选择动作的概念性说明>
在此,对于上述的选择动作更具体地进行说明。在该说明中,导入第一紫外线照射器至第三紫外线照射器。在此,为了与图26的表对应地进行说明,作为一例,着眼于用于分别照射波长λb~λd的紫外线的紫外线照射器2b~2d。在此,作为第一紫外线照射器的一例设定紫外线照射器2b,作为第二紫外线照射器的一例设定紫外线照射器2d,作为第三紫外线照射器的一例设定紫外线照射器2c。
该第一紫外线照射器(2b)以包括第一峰值波长(λb)的光谱照射紫外线,第二紫外线照射器(2d)以包括比第一峰值波长(λb)更长的第二峰值波长(λd)的光谱照射紫外线,第三紫外线照射器(2c)以包括第三峰值波长(λc)的光谱照射紫外线,所述第三峰值波长(λc)比第一峰值波长(λb)更长,且与第二峰值波长(λd)不同。
<微细结构物的间隙深的情况>
在该选择动作中,对于微细结构物P1的间隙深的基板W1(例如200nm),选择部72不使第一紫外线照射器(2b)照射紫外线(在图18的步骤S212中为“否”),使第二紫外线照射器(2d)以及第三紫外线照射器(2c)照射紫外线(在步骤S215、217中为“是”)。
这样,对于微细结构物P1的间隙深的基板W1,避免紫外线难以进入该间隙的第一紫外线照射器(2b)的电力消耗,并且第二紫外线照射器(2d)以及第三紫外线照射器(2c)的紫外线彼此补偿微细结构物P1的间隙中的强度不足。由此,能够在微细结构物的间隙中在更大的范围内除去有机物。
参照图13,可以在以第二峰值波长(λd)的紫外线的强度取谷值时的深度位置(例如大约30nm)为中心并且以该紫外线的增减周期的半个周期作为宽度的区域Rd内,第三峰值波长(λc)的紫外线的强度取峰值。由此,这些紫外线能够更有效地补偿强度不足。
<微细结构物的间隙浅的情况>
另一方面,对于微细结构物P1的间隙浅的基板W1(例如100nm),选择部72决定使第一紫外线照射器(2b)以及第二紫外线照射器(2d)照射紫外线(在图18的步骤S215、S217中为“是”)。
这样,对于微细结构物P1的间隙浅的基板W1,使用紫外线相对地不容易进入间隙的第一紫外线照射器(2b),从而能够利用短的第一峰值波长(λb)的紫外线更有效地除去有机物。而且,第一紫外线照射器(2b)以及第二紫外线照射器(2d)的紫外线彼此补偿微细结构物P1的间隙中的强度不足。由此,能够在微细结构物P1的间隙中在更大的范围内除去有机物。
参照图23,优选在以第一峰值波长(λb)的紫外线的强度取谷值时的深度位置(例如大约30nm)为中心并且以该紫外线的增减周期的半个周期作为宽度的区域Rb2内,第二峰值波长(λd)的紫外线的强度取峰值。由此,这些紫外线能够更有效地补偿强度不足。
此时,第三紫外线照射器(2c)也可以不照射紫外线。由此,能够减小电力消耗。
参照图11,信息获取部71获取根据微细结构物P1的间隙的深度变化的信息(例如基板W1的识别信息、表示该间隙的深度的信息,或者用于表示基板处理装置10的前工序或者后工序中的基板W1的处理条件的信息)。
选择部72根据信息选择使用哪个紫外线照射器2。例如图26的表也可以存储于控制部7的存储介质(例如ROM等)来作为表信息。选择部72也可以参照信息获取部71所获取的信息以及表信息,选择使用哪个紫外线照射器2。或者,也可以定义用于表示间隙的深度与波长之间的关系的关系式,选择与根据该关系式计算出的波长最接近的波长的紫外线。
Claims (20)
1.一种基板处理装置,其特征在于,
具有:
基板保持单元,保持基板;
多个紫外线照射单元,向被所述基板保持单元保持并形成有多个微细结构物的所述基板的所述微细结构物之间的间隙,以彼此不同的光谱照射紫外线;以及,
控制单元,控制所述多个紫外线照射单元,
所述控制单元控制所述多个紫外线照射单元,使得通过具有彼此不同的光谱,彼此补偿在所述间隙中强度不足的区域的强度不足的多个紫外线能够进入所述间隙。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元包括第一紫外线照射单元以及第二紫外线照射单元,
从所述第一紫外线照射单元输出的第一紫外线的强度,在所述微细结构物的所述间隙中在深度方向上以第一周期增减,
从所述第二紫外线照射单元输出的第二紫外线的强度,在所述微细结构物的所述间隙中在所述深度方向上以第二周期增减,
在第一区域内,所述第二紫外线的强度取峰值,所述第一区域为,以所述第一紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心,并且所述深度方向的宽度相当于所述第一周期的半个周期的区域。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元包括第三紫外线照射单元,
从所述第三紫外线照射单元输出的第三紫外线的强度,在所述微细结构物的所述间隙中在所述深度方向上以第三周期增减,
在第二区域与所述第一区域彼此重复的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值,所述第二区域为,以所述第三紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心,并且所述深度方向的宽度相当于所述第三周期的半个周期的区域。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元为3个以上,
所述控制单元具有:
获取单元,获取根据所述微细结构物的所述间隙的宽度以及深度中的至少一个进行变化的信息;以及,
选择单元,基于所述信息进行选择动作,所述选择动作是,根据所述微细结构物的所述间隙的宽度以及所述深度中的至少一个,选择是否使所述多个紫外线照射单元中的两个以上的紫外线照射单元照射紫外线的动作。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,
所述微细结构物的间隙越宽或者越浅,所述选择单元基于所述信息选择波长越短的紫外线照射单元。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元包括:
第一紫外线照射单元,以包括第一峰值波长的光谱照射第一紫外线;以及
第二紫外线照射单元,以包括第二峰值波长的光谱照射第二紫外线,所述第二峰值波长比所述第一峰值波长更长,
所述选择单元基于所述信息选择第一紫外线照射单元以及第二紫外线照射单元,
所述第一紫外线的强度在所述微细结构物的所述间隙中在深度方向上以第一周期增减,
在以所述第一紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心并且所述深度方向的宽度相当于所述第一周期的半个周期的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元包括第三紫外线照射单元,所述第三紫外线照射单元以包括第三峰值波长的光谱照射第三紫外线,所述第三峰值波长比所述第二峰值波长更长,
所述选择单元基于第一信息,选择所述第一紫外线照射单元以及所述第二紫外线照射单元,而不选择所述第三紫外线照射单元,
所述选择单元基于第二信息,选择所述第二紫外线照射单元以及所述第三紫外线照射单元,所述第二信息为,与所述第一信息相比,所述微细结构物的所述间隙更窄或更深的信息。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元所照射的紫外线的峰值波长越长,所述多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元与所述基板保持单元之间的距离越短。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制单元以使所述多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元的照射期间的至少一部分重叠的方式,控制所述多个紫外线照射单元。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元与所述基板保持单元所保持的基板隔开空间相向,
所述基板处理装置还具有向所述空间供给非活性气体的气体供给单元。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述多个紫外线照射单元的各紫外线照射单元向所述基板保持单元所保持的基板的整个表面照射紫外线。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述基板处理装置还具有移动单元,所述移动单元使所述基板保持单元沿着水平方向相对于所述多个紫外线照射单元移动。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
该基板处理装置还具有旋转单元,所述旋转单元使基板保持单元以与基板的表面垂直的旋转轴为中心进行旋转。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述微细结构物的高宽比为3.5以上,所述微细结构物的中心彼此之间的距离即间距为50nm以下,或者所述微细结构物的间隔为40nm以下。
15.一种基板处理方法,其特征在于,
基板保持单元保持基板,
多个紫外线照射单元向被所述基板保持单元保持并形成有多个微细结构物的所述基板的所述微细结构物之间的间隙,以彼此不同的光谱照射紫外线,
控制所述多个紫外线照射单元,使得通过具有彼此不同的光谱,彼此补偿在所述间隙中强度不足的区域的强度不足的多个紫外线能够进入所述间隙。
16.一种紫外线照射单元的选择方法,为在具有基板保持部和多个紫外线照射单元的基板处理装置中选择紫外线照射单元的方法,所述基板保持部保持形成有多个微细结构物的基板,所述多个紫外线照射单元向所述基板的所述微细结构物的间隙照射紫外线,其特征在于,
包括:
第一工序,选择照射第一紫外线的第一紫外线照射单元,所述第一紫外线能够进入微细结构物之间的间隙;以及
第二工序,选择照射第二紫外线的第二紫外线照射单元,所述第二紫外线具有比所述第一紫外线的峰值波长更长的峰值波长,而且所述第二紫外线对在所述微细结构物的间隙中所述第一紫外线的强度不足的区域的强度不足进行补偿。
17.根据权利要求16所述的紫外线照射单元的选择方法,其特征在于,
在所述第一工序中,在所述第一紫外线的强度在所述微细结构物的间隙的深度方向上周期性地增减的情况下,在判断为所述第一紫外线的强度的至少一个峰值中的最小峰值大于基准值时,选择所述第一紫外线照射单元。
18.根据权利要求17所述的紫外线照射单元的选择方法,其特征在于,
在所述第二工序中,在判断为在以所述第一紫外线的强度取谷值时的所述深度方向的位置为中心并且所述深度方向的宽度相当于所述第一紫外线的强度的半个周期的区域内,所述第二紫外线的强度取峰值时,选择所述第二紫外线照射单元。
19.根据权利要求18所述的紫外线照射单元的选择方法,其特征在于,
在从第三紫外线照射单元照射的第三紫外线的强度以及所述第二紫外线的强度都在所述区域取峰值的情况下,选择所述第二紫外线照射单元,而不选择所述第三紫外线照射单元,所述第三紫外线具有比所述第二紫外线的峰值波长更长的峰值波长。
20.根据权利要求16所述的紫外线照射单元的选择方法,其特征在于,
还包括第三工序,在所述第一工序中所述第一紫外线的强度在所述微细结构物的间隙的深度方向上单调减小时,在所述第三工序中,在判断为规定深度位置的所述第一紫外线的强度大于基准值时,选择所述第一紫外线照射单元。
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