JP5917459B2 - Ultraviolet irradiation apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Description

本発明は、基板に紫外線を照射する紫外線照射装置及び当該紫外線処理装置を用いた基板処理方法に関する。   The present invention relates to an ultraviolet irradiation device that irradiates a substrate with ultraviolet rays and a substrate processing method using the ultraviolet processing device.

例えば多層配線構造の半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。このレジストパターンをマスクとして、ウェハのエッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、ウェハ上に所定のパターンが形成される。このように所定の層に所定のパターンが形成される工程が複数回繰り返し行われ、多層配線構造の半導体デバイスが製造される。   For example, in a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring structure, for example, a resist coating process for applying a resist solution on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) to form a resist film, and exposing a predetermined pattern on the resist film An exposure process for developing and a development process for developing the exposed resist film are sequentially performed to form a predetermined resist pattern on the wafer. Using this resist pattern as a mask, the wafer is etched, and then the resist film is removed to form a predetermined pattern on the wafer. Thus, the process of forming a predetermined pattern in a predetermined layer is repeated a plurality of times, and a semiconductor device having a multilayer wiring structure is manufactured.

ところで、上述のような半導体デバイスの製造工程においては、例えばウェハに紫外線を照射してウェハＷ表面の改質処理が行われることがある。この改質処理には、例えば特許文献１に示されるような紫外線照射装置が用いられる。   Incidentally, in the semiconductor device manufacturing process as described above, for example, the wafer W may be subjected to a modification process by irradiating the wafer with ultraviolet rays. For this modification treatment, for example, an ultraviolet irradiation device as shown in Patent Document 1 is used.

この紫外線照射装置は、処理室内に設けられたステージと、ステージの上方に設けられた紫外線照射部を有している。この紫外線照射装置では、処理室内に処理ガスを供給しながら、ステージ上に載置された被処理物に紫外線照射部から紫外線が照射される。また、この紫外線照射装置には、紫外線照射部から照射される紫外線が処理容器内の酸素により吸収される量を低減するために、予め処理ガスに紫外線を照射して酸素を励起する他の処理室が設けられており、処理室内にはこの他の処理室で紫外線が照射された処理ガスが供給される。   This ultraviolet irradiation device has a stage provided in the processing chamber and an ultraviolet irradiation unit provided above the stage. In this ultraviolet irradiation apparatus, ultraviolet rays are irradiated from an ultraviolet irradiation section to an object to be processed placed on a stage while supplying a processing gas into the processing chamber. In addition, in this ultraviolet irradiation device, in order to reduce the amount of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet irradiation unit absorbed by the oxygen in the processing container, other processing for exciting oxygen by irradiating the processing gas with ultraviolet rays in advance. A chamber is provided, and a processing gas irradiated with ultraviolet rays in another processing chamber is supplied into the processing chamber.

特開２０１１−２５１２２８号公報JP 2011-251228 A

近年、ウェハに形成された例えばＳＯＣ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）膜やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜といった有機膜を、ドライエッチングに代えて、紫外線照射により除去する方法が用いられている。かかる方法では、例えば波長が１７２ｎｍの紫外線を照射して処理雰囲気中に活性酸素とオゾンを生成し、この活性酸素とオゾンによって有機膜の表面が分解されて除去される。   In recent years, a method of removing an organic film such as an SOC (Spin On Carbon) film or an SOG (Spin On Glass) film formed on a wafer by ultraviolet irradiation instead of dry etching has been used. In this method, for example, active oxygen and ozone are generated in a processing atmosphere by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm, and the surface of the organic film is decomposed and removed by the active oxygen and ozone.

ところで、照射される紫外線の照度は、例えば大気圧下では照射面からの距離が１ｍｍ離れると約７６％に、３ｍｍ離れると約４４％の照度に減衰する。そのため、有機膜の除去に紫外線照射を用いるにあたっては、照射面とウェハとの距離が、例えば１ｍｍ程度に保たれる。   By the way, the illuminance of the irradiated ultraviolet light is attenuated to about 76% when the distance from the irradiated surface is 1 mm away at atmospheric pressure, and to about 44% when 3 mm away. Therefore, when using ultraviolet irradiation for removing the organic film, the distance between the irradiation surface and the wafer is maintained at, for example, about 1 mm.

しかしながら、１ｍｍ程度の小さなギャップでは、紫外線の照度のばらつきが緩和されず、均一な処理を行うことが困難であった。また、酸素による紫外線の減衰を抑えるためには、例えば減圧雰囲気下で紫外線を照射すればよいが、例えば特許文献１に示されるような処理室全体を減圧するには、大がかりな排気装置が必要になる。また、処理室内を所望の圧力まで減圧させるために時間を要するため、スループットの低下を招くという問題もある。   However, when the gap is as small as about 1 mm, the variation in the illuminance of ultraviolet rays is not relaxed, and it is difficult to perform uniform processing. Further, in order to suppress the attenuation of ultraviolet rays due to oxygen, for example, ultraviolet rays may be irradiated in a reduced pressure atmosphere. However, in order to reduce the pressure of the entire processing chamber as disclosed in Patent Document 1, for example, a large exhaust device is required. become. Moreover, since it takes time to reduce the pressure in the processing chamber to a desired pressure, there is a problem in that throughput is reduced.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板面内に紫外線を均一に照射することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at irradiating an ultraviolet-ray uniformly in a substrate surface.

前記の目的を達成するため、本発明は、基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、上面で基板を保持する基板保持部と、紫外線を照射する光源を備え、前記基板保持部が通過する搬送口が対向して形成された紫外線照射室と、前記紫外線照射室内を排気して減圧する排気機構と、前記基板保持部を待機させる照射前待機部と、前記紫外線照射室を挟んで前記照射前待機部の反対側に設けられた照射後退避部と、前記基板保持部を、前記照射前待機部、前記紫外線照射室及び前記照射後退避部の間で、前記搬送口を介して移動させる保持部搬送機構と、前記紫外線照射室内に処理ガスを導入するガス供給機構と、を有し、前記処理ガスは、酸素ガス、アンモニアガス、水蒸気、メタノール又はエタノールのすくなくともいずれか一つを含むガスであり、前記光源は、前記基板保持部が移動する方向と直交する方向に延伸して配置された、前記基板の直径より長い長尺状のランプであり、前記紫外線照射室の、前記ランプが延伸する方向と直交する方向の幅は、基板の直径より小さいことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ultraviolet irradiation device for irradiating the surface of a substrate with ultraviolet rays, comprising: a substrate holding portion for holding a substrate on an upper surface; and a light source for irradiating ultraviolet rays, Sandwiching the ultraviolet irradiation chamber, an ultraviolet irradiation chamber formed so as to face the transfer port, an exhaust mechanism for exhausting and depressurizing the ultraviolet irradiation chamber, a pre-irradiation standby unit for waiting the substrate holding unit, and the ultraviolet irradiation chamber The post-irradiation retracting part provided on the opposite side of the pre-irradiation standby part and the substrate holding part are interposed between the pre-irradiation standby part, the ultraviolet irradiation chamber, and the post-irradiation retracting part via the transfer port. a holding unit transport mechanism for moving Te has a gas supply mechanism for introducing a process gas into the UV irradiation chamber, the process gas, oxygen gas, ammonia gas, water vapor, at least one of methanol or ethanol One is a gas containing the light source, the substrate holder is arranged to extend in a direction perpendicular to the direction of movement, is a long elongated lamp than the diameter of the substrate, of the UV irradiation chamber The width in the direction orthogonal to the direction in which the lamp extends is smaller than the diameter of the substrate.

本発明によれば、紫外線照射室を挟んで照射前待機部と照射後退避部が設けられ、保持部搬送機構により基板を保持した基板保持部をこれら紫外線照射室、照射前待機部及び照射後退避部の間で移動させることができるので、基板保持部を紫外線照射室を横切らせることで、基板の全面に紫外線を照射できる。そして、排気機構により紫外線照射室内を減圧できるので、紫外線照射室内での紫外線の減衰を抑えることができる。そのため、光源と基板との間に所定の間隔を確保でき、光源の照度のばらつきを緩和できる。その結果、基板面内に紫外線を均一に照射し、基板面内で均一な処理を行うことができる。ここで、紫外線照射室の幅は、基板の直径より小さいため、紫外線照射室内の容積を小さくできる。したがって、大がかりな排気機構を設けることなく紫外線照射室内を所望の圧力に減圧できる。また、紫外線照射室内を所望の圧力まで減圧させるのに要する時間も低減できるため、スループットの低下を最低限に抑えることができる。   According to the present invention, the pre-irradiation standby unit and the post-irradiation retracting unit are provided across the ultraviolet irradiation chamber, and the substrate holding unit that holds the substrate by the holding unit transport mechanism includes the ultraviolet irradiation chamber, the pre-irradiation standby unit, and the post-irradiation unit. Since it can be moved between the retracting portions, the entire surface of the substrate can be irradiated with ultraviolet rays by traversing the substrate holding portion across the ultraviolet irradiation chamber. Since the ultraviolet irradiation chamber can be depressurized by the exhaust mechanism, the attenuation of the ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation chamber can be suppressed. Therefore, a predetermined interval can be secured between the light source and the substrate, and variations in illuminance of the light source can be reduced. As a result, it is possible to uniformly irradiate the substrate surface with ultraviolet rays and perform uniform processing within the substrate surface. Here, since the width of the ultraviolet irradiation chamber is smaller than the diameter of the substrate, the volume in the ultraviolet irradiation chamber can be reduced. Therefore, the inside of the ultraviolet irradiation chamber can be depressurized to a desired pressure without providing a large exhaust mechanism. In addition, since the time required to reduce the pressure inside the ultraviolet irradiation chamber to a desired pressure can be reduced, a reduction in throughput can be minimized.

前記基板保持部の上面には、基板を収容する下方に窪んだ窪み部が形成され、
前記窪み部は、前記基板保持部の上端面の高さが、前記窪み部内で保持された基板の上端面の高さと同じとなるような深さを有していてもよい。 On the upper surface of the substrate holding portion, a recessed portion that is recessed downward to accommodate the substrate is formed,
The recess may have a depth such that the height of the upper end surface of the substrate holding portion is the same as the height of the upper end surface of the substrate held in the recess.

前記紫外線照射室の前記照射前待機部側の搬送口と、前記紫外線照射室の前記照射後退避部側の他の搬送口は、同一形状であってもよい。   The transfer port on the pre-irradiation standby unit side of the ultraviolet irradiation chamber and the other transfer port on the post-irradiation retracting unit side of the ultraviolet irradiation chamber may have the same shape.

前記基板保持部は、基板を加熱する加熱機構を備えていてもよい。   The substrate holding unit may include a heating mechanism for heating the substrate.

別な観点による本発明によれば、前記の紫外線照射装置を用いた基板の処理方法であって、前記紫外線照射室内を排気機構で減圧し、前記基板保持部を前記照射前待機部から前記照射後退避部に移動させて、前記光源の下方を通過させることで基板の全面に紫外線を照射することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method using the ultraviolet irradiation device, wherein the ultraviolet irradiation chamber is depressurized by an exhaust mechanism, and the substrate holding unit is irradiated from the standby unit before irradiation. It is characterized by irradiating the entire surface of the substrate with ultraviolet rays by moving it to the rear retracting portion and passing under the light source.

本発明によれば、基板の全面にわたって均一に紫外線を照射することができる。   According to the present invention, it is possible to uniformly irradiate ultraviolet rays over the entire surface of the substrate.

本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。It is a top view which shows the outline of a structure of the substrate processing system concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of the substrate processing system concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of the substrate processing system concerning this Embodiment. 紫外線照射装置の構成の概略を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the outline of a structure of an ultraviolet irradiation device. 紫外線照射装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of an ultraviolet irradiation device. 成膜システムで処理される前のウェハの状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state of the wafer before processing with a film-forming system. 成膜処理の各工程におけるウェハの状態を示した説明図であり、（ａ）はウェハ上に有機材料が塗布された様子を示し、（ｂ）は１回目の加熱処理が行われてウェハ上に有機膜が形成された様子を示し、（ｃ）１回目の紫外線照射処理が行われて有機膜の表面が除去された様子を示し、（ｄ）は２回目の加熱処理が行われてウェハ上に有機膜が形成された様子を示し、（ｅ）２回目の紫外線照射処理が行われて有機膜の表面が除去された様子を示し、（ｆ）ｎ回目の紫外線照射処理が行われて有機膜の表面が除去された様子を示し、（ｇ）ウェハ上に所定の有機膜が形成された様子を示している。It is explanatory drawing which showed the state of the wafer in each process of a film-forming process, (a) shows a mode that the organic material was apply | coated on the wafer, (b) is a 1st heat processing performed, and on a wafer (C) shows a state in which the organic film is formed, (c) shows a state in which the surface of the organic film is removed by performing the first ultraviolet irradiation process, and (d) shows a wafer in which the second heat treatment is performed. It shows a state in which an organic film is formed on the top, (e) shows a state in which the surface of the organic film has been removed by performing a second ultraviolet irradiation treatment, and (f) has performed an n-th ultraviolet irradiation treatment. A state where the surface of the organic film is removed is shown, and (g) a state where a predetermined organic film is formed on the wafer. 紫外線照射と活性酸素の生成についての説明図である。It is explanatory drawing about a ultraviolet irradiation and the production | generation of active oxygen. 他の実施の形態にかかる紫外線照射装置の構成の概略を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the outline of a structure of the ultraviolet irradiation device concerning other embodiment.

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板処理システム１の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。なお、本実施の形態の基板処理システム１では、基板としてのウェハＷ上にＳＯＣ膜である有機膜を形成する場合について説明する。また基板処理システム１で処理されるウェハＷ上には、予めＳｉＯ２膜等の所定のパターンが形成されている。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view showing an outline of a configuration of a substrate processing system 1 according to the present embodiment. 2 and 3 are side views showing an outline of the internal configuration of the substrate processing system 1. In the substrate processing system 1 of the present embodiment, a case where an organic film that is an SOC film is formed on a wafer W as a substrate will be described. A predetermined pattern such as a SiO 2 film is formed in advance on the wafer W processed by the substrate processing system 1.

基板処理システム１は、図１に示すように複数、例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部と基板処理システム１との間で搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。   As shown in FIG. 1, the substrate processing system 1 carries in / out a plurality of, for example, 25 wafers W between the outside and the substrate processing system 1 in a cassette unit, and carries in / out the wafers W to / from the cassette C. The cassette station 2 and the processing station 3 including a plurality of processing apparatuses that perform predetermined processing on the wafer W are integrally connected.

カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。すなわち、カセットステーション２は、複数のウェハＷを保有可能に構成されている。   The cassette station 2 is provided with a cassette mounting table 10. The cassette mounting table 10 can mount a plurality of cassettes C in a row in the X direction (vertical direction in FIG. 1). That is, the cassette station 2 is configured to be capable of holding a plurality of wafers W.

カセットステーション２には、Ｘ方向に延伸する搬送路１１上を移動可能なウェハ搬送体１２が設けられている。ウェハ搬送体１２は、鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）にも移動自在であり、カセットＣと処理ステーション３との間でウェハＷを搬送できる。   The cassette station 2 is provided with a wafer transfer body 12 that can move on a transfer path 11 extending in the X direction. The wafer transfer body 12 is also movable in the vertical direction and around the vertical direction (θ direction), and can transfer the wafer W between the cassette C and the processing station 3.

処理ステーション３には、その中心部にウェハ搬送装置２０が設けられている。このウェハ搬送装置２０の周辺には、各種処理装置が多段に配置された、例えば４つの処理ブロックＧ１〜Ｇ４が配置されている。処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、カセットステーション２側から第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２が順に配置されている。処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、カセットステーション２側から第３の処理ブロックＧ３、第４の処理ブロックＧ４が順に配置されている。処理ステーション３のカセットステーション２側には、ウェハＷの受け渡しを行うための受け渡し装置２１が配置されている。ウェハ搬送装置２０は、これらの処理ブロックＧ１〜Ｇ４内に配置された後述する各種処理装置、及び受け渡し装置２１に対してウェハＷを搬送できる。   The processing station 3 is provided with a wafer transfer device 20 at the center thereof. Around the wafer transfer device 20, for example, four processing blocks G1 to G4 in which various processing devices are arranged in multiple stages are arranged. On the front side of the processing station 3 (X direction negative direction side in FIG. 1), the first processing block G1 and the second processing block G2 are sequentially arranged from the cassette station 2 side. A third processing block G3 and a fourth processing block G4 are arranged in this order from the cassette station 2 side on the back side of the processing station 3 (positive side in the X direction in FIG. 1). A delivery device 21 for delivering the wafer W is disposed on the cassette station 2 side of the processing station 3. The wafer transfer device 20 can transfer the wafer W to various processing devices (described later) arranged in these processing blocks G1 to G4 and the delivery device 21.

第１の処理ブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷに有機膜を形成するための有機材料を塗布する塗布処理装置３０、３１が下から順に２段に重ねられている。第２の処理ブロックＧ２も同様に、塗布処理装置３２、３３が下から順に２段に重ねられている。これら塗布処理装置３０〜３３では、例えばウェハＷ上に有機材料を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に有機材料を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、有機材料をウェハＷの表面に拡散させる。また、第１の処理ブロックＧ１及び第２の処理ブロックＧ２の最下段には、塗布処理装置３０〜３３に有機材料を供給するためのケミカル室３４、３５がそれぞれ設けられている。なお有機材料は、例えば有機膜であるＳＯＣ膜の組成物を所定の溶媒に溶解させた液体である。   In the first processing block G1, as shown in FIG. 2, a plurality of liquid processing apparatuses, for example, coating processing apparatuses 30 and 31 for applying an organic material for forming an organic film on the wafer W are arranged in two stages from the bottom. It is piled up. Similarly, in the second processing block G2, the coating processing apparatuses 32 and 33 are stacked in two stages in order from the bottom. In these coating treatment apparatuses 30 to 33, for example, spin coating for coating an organic material on the wafer W is performed. In spin coating, for example, an organic material is discharged onto the wafer W from an application nozzle, and the wafer W is rotated to diffuse the organic material to the surface of the wafer W. In addition, chemical chambers 34 and 35 for supplying organic materials to the coating processing apparatuses 30 to 33 are provided at the lowermost stages of the first processing block G1 and the second processing block G2, respectively. The organic material is, for example, a liquid obtained by dissolving a composition of an SOC film, which is an organic film, in a predetermined solvent.

第３の処理ブロックＧ３には、図３に示すようにウェハＷに対して紫外線照射処理を行う紫外線照射装置４０、４１、４２、ウェハＷを加熱処理する熱処理装置４３、ウェハＷの温度を調節する温度調節装置４４が下から順に例えば５段に重ねられている。   In the third processing block G3, as shown in FIG. 3, ultraviolet irradiation apparatuses 40, 41, and 42 that perform ultraviolet irradiation processing on the wafer W, a heat treatment apparatus 43 that heat-processes the wafer W, and the temperature of the wafer W are adjusted. For example, the temperature adjusting devices 44 are stacked in five stages in order from the bottom.

第４の処理ブロックＧ４にも、第３の処理ブロックＧ３と同様に、紫外線照射装置５０、５１、５２、熱処理装置５３、温度調節装置５４が下から順に５段に重ねられている。   In the fourth processing block G4, similarly to the third processing block G3, the ultraviolet irradiation devices 50, 51, 52, the heat treatment device 53, and the temperature control device 54 are stacked in five stages in order from the bottom.

次に、上述した紫外線照射装置４０〜４２、５０〜５２の構成について説明する。紫外線照射装置４０は、図４及び図５に示すように筐体１００を有している。筐体１００のウェハ搬送装置２０側の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
筐体は上部が開口してもよい。 Next, the structure of the ultraviolet irradiation devices 40 to 42 and 50 to 52 described above will be described. The ultraviolet irradiation device 40 has a housing 100 as shown in FIGS. 4 and 5. A loading / unloading port (not shown) for the wafer W is formed on the side surface of the housing 100 on the wafer transfer device 20 side, and an opening / closing shutter (not shown) is provided at the loading / unloading port.
The housing may be open at the top.

筐体１００内には、ウェハＷを吸着保持する、基板保持部としてのウェハ保持機構１０１と、紫外線を照射する光源１０２を備えた紫外線照射室１０３が設けられている。筐体１００の底面には、筐体１００内の一端側（図４中のＸ方向負方向側）から他端側（図４中のＸ方向正方向側）まで平行に延伸する２本のガイドレール１０４、１０４が設けられている。ウェハ保持機構１０１はガイドレール１０４、１０４上に設けられ、ウェハ保持機構１０１に設けられた保持部搬送機構１０５によってガイドレール１０４、１０４上を自在に移動できる。   In the casing 100, a wafer holding mechanism 101 as a substrate holding unit that holds the wafer W by suction and an ultraviolet irradiation chamber 103 including a light source 102 that emits ultraviolet light are provided. On the bottom surface of the housing 100, two guides extending in parallel from one end side (the X direction negative direction side in FIG. 4) to the other end side (the X direction positive direction side in FIG. 4) in the housing 100. Rails 104, 104 are provided. The wafer holding mechanism 101 is provided on the guide rails 104 and 104, and can be freely moved on the guide rails 104 and 104 by a holding part transport mechanism 105 provided on the wafer holding mechanism 101.

紫外線照射室１０３は、筐体１００の中央部近傍に配置されている。紫外線照射室１０３のＸ方向正方向側及びＸ方向負方向側の側面には、ウェハ保持機構１０１が通過する搬送口１１０、１１１が形成されている。換言すれば、搬送口１１０、１１１は、ウェハ保持機構１０１の断面より大きな開口であり、ガイドレール１０４、１０４に対応する位置に対向して配置されている。   The ultraviolet irradiation chamber 103 is disposed in the vicinity of the central portion of the housing 100. Transport ports 110 and 111 through which the wafer holding mechanism 101 passes are formed on the side surfaces of the ultraviolet irradiation chamber 103 on the positive side in the X direction and the negative direction side in the X direction. In other words, the transfer ports 110 and 111 are openings larger than the cross section of the wafer holding mechanism 101, and are arranged to face the positions corresponding to the guide rails 104 and 104.

紫外線照射室１０３に設けられた光源１０２は、例えばウェハＷの直径より長い長尺状のランプである。この光源１０２は、紫外線照射室１０３の天井面の中央付近に、平面視においてガイドレール１０４、１０４に直交する方向に延伸して配置されている。光源１０２の設置高さは、光源１０２の照射面からウェハ保持機構１０１までの距離が所定の長さ、本実施の形態では例えば６．５ｍｍとなるように調整されている。光源１０２から照射される紫外線の波長は、例えば１７２ｎｍである。なお、図示の例において光源１０２は紫外線照射室１０３の天井面に支持されて設けられているが、当該光源１０２は紫外線照射室１０３の天井面に設けられたガラス窓（図示せず）上に設けられていてもよい。かかる場合、紫外線照射部１４２から照射された紫外線はガラス窓を介して処理容器１３０の内部に進入する。   The light source 102 provided in the ultraviolet irradiation chamber 103 is a long lamp longer than the diameter of the wafer W, for example. The light source 102 is arranged in the vicinity of the center of the ceiling surface of the ultraviolet irradiation chamber 103 so as to extend in a direction orthogonal to the guide rails 104 and 104 in plan view. The installation height of the light source 102 is adjusted so that the distance from the irradiation surface of the light source 102 to the wafer holding mechanism 101 is a predetermined length, for example, 6.5 mm in this embodiment. The wavelength of ultraviolet rays emitted from the light source 102 is, for example, 172 nm. In the illustrated example, the light source 102 is supported and provided on the ceiling surface of the ultraviolet irradiation chamber 103, but the light source 102 is placed on a glass window (not shown) provided on the ceiling surface of the ultraviolet irradiation chamber 103. It may be provided. In such a case, the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet irradiation unit 142 enter the processing container 130 through the glass window.

紫外線照射室１０３におけるガイドレール１０４、１０４が延伸する方向の幅は、ウェハＷの直径より小さく構成されている。また、紫外線照射室１０３のガイドレール１０４、１０４が延伸する方向と直交する方向の幅はウェハＷの直径より大きく、より具体的には、ウェハ保持機構１０１が通過可能な大きさに構成されている。したがって、ウェハＷに紫外線を照射するにあたっては、ウェハＷを保持したウェハ保持機構１０１をガイドレール１０４、１０４に沿って移動させて、光源１０２の下方を横切らせる。   The width in the direction in which the guide rails 104 and 104 extend in the ultraviolet irradiation chamber 103 is configured to be smaller than the diameter of the wafer W. In addition, the width of the ultraviolet irradiation chamber 103 in the direction orthogonal to the direction in which the guide rails 104 and 104 extend is larger than the diameter of the wafer W, and more specifically, a size that allows the wafer holding mechanism 101 to pass therethrough. Yes. Therefore, when irradiating the wafer W with ultraviolet rays, the wafer holding mechanism 101 holding the wafer W is moved along the guide rails 104 and 104 to cross the lower part of the light source 102.

また、筐体１００内における紫外線照射室１０３外側のＸ方向負方向側の領域は、平面視においてウェハ保持機構１０１よりも広く構成されており、紫外線照射前のウェハＷを待機させる照射前待機部１０６として機能する。即ち、照射前待機部１０６では、ウェハＷの全面が紫外線照射室１０３の外部に位置する状態でウェハ保持機構１０１を待機させておくことができる。また、紫外線照射室１０３を挟んで照射前待機部１０６の反対側に位置する領域も、ウェハ保持機構１０１よりも広く構成されている。この領域は、光源１０２の下方を横切って紫外線照射されたウェハＷの全面が紫外線照射室１０３の外部に位置する状態でウェハ保持機構１０１を待機させる、照射後退避部１０７として機能する。したがって、ウェハＷの全面に紫外線を照射するにあたっては、ウェハＷの全面が紫外線照射室１０３の外側に位置する状態でウェハ保持機構１０１を照射前待機部１０６で待機させ、次いで、ウェハ保持機構１０１を照射後退避部１０７に向けて移動させる。そして、ウェハＷの照射後退避部１０７端部（図４のＸ方向正方向側の端部）からウェハＷの照射前待機部１０６側の端部（図４のＸ方向負方向側の端部）にわたって光源１０２の下を横切らせることで、ウェハＷの全面に紫外線が照射される。   In addition, a region on the negative side in the X direction outside the ultraviolet irradiation chamber 103 in the housing 100 is configured wider than the wafer holding mechanism 101 in a plan view, and a pre-irradiation standby unit that waits for the wafer W before ultraviolet irradiation. It functions as 106. That is, the pre-irradiation standby unit 106 can make the wafer holding mechanism 101 stand by in a state where the entire surface of the wafer W is located outside the ultraviolet irradiation chamber 103. In addition, a region located on the opposite side of the pre-irradiation standby unit 106 with the ultraviolet irradiation chamber 103 interposed therebetween is also configured wider than the wafer holding mechanism 101. This region functions as a post-irradiation retracting unit 107 that causes the wafer holding mechanism 101 to stand by in a state where the entire surface of the wafer W irradiated with ultraviolet rays across the light source 102 is positioned outside the ultraviolet irradiation chamber 103. Therefore, when irradiating the entire surface of the wafer W with ultraviolet rays, the wafer holding mechanism 101 is made to wait in the pre-irradiation standby unit 106 in a state where the entire surface of the wafer W is located outside the ultraviolet irradiation chamber 103, and then the wafer holding mechanism 101 Is moved toward the retracting portion 107 after irradiation. Then, the end of the wafer W after irradiation 107 (the end on the X direction positive direction side in FIG. 4) to the end of the wafer W on the standby side 106 before irradiation (the end on the X direction negative direction side in FIG. 4). ), The entire surface of the wafer W is irradiated with ultraviolet rays.

また、紫外線照射室１０３の天井面であって、光源１０２の例えば照射後退避部１０７側には、紫外線照射室１０３内を排気して減圧する排気機構１２０が排気管１２１を介して接続されている。また、光源１０２を挟んで排気管１２１とは反対側の天井面には、紫外線照射室１０３内に処理ガスを導入するガス供給機構１２２がガス供給管１２３を介して接続されている。ガス供給管１２３には、処理ガスの流れを制御するバルブや流量調整機構等を含む供給機器群１２４が設けられている。本実施の形態における処理ガスは、例えば酸素ガスを含むガスである。但し、紫外線照射室１０３内に酸素を含むガスを供給する場合は、ガス供給機構１２２を設けず、ガス供給管１２３に代えて天井面に大気を吸い込むための開口を形成してもよい。また、ウェハＷを保持した状態のウェハ保持機構１０１が搬送口１１０、１１１を通過する際に、搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間に形成される隙間からも大気が吸い込まれるので、必ずしも開口そのものを設ける必要もない。かかる場合も、排気機構１２０により紫外線照射室１０３内を減圧することで、紫外線照射室１０３の外部から酸素を含んだガスである大気を紫外線照射室１０３内へ導入できる。また、排気管１２１及びガス供給管１２３も必ずしも紫外線照射室１０３の天井面に配置する必要はなく、紫外線照射室１０３内を所望の雰囲気にできれば、その接続位置は任意に設定が可能である。   In addition, an exhaust mechanism 120 that exhausts the inside of the ultraviolet irradiation chamber 103 and depressurizes it is connected to the ceiling surface of the ultraviolet irradiation chamber 103 on the side of the light source 102, for example, the post-irradiation retractor 107 via an exhaust pipe 121. Yes. A gas supply mechanism 122 that introduces a processing gas into the ultraviolet irradiation chamber 103 is connected via a gas supply pipe 123 to the ceiling surface opposite to the exhaust pipe 121 across the light source 102. The gas supply pipe 123 is provided with a supply device group 124 including a valve for controlling the flow of the processing gas, a flow rate adjusting mechanism, and the like. The processing gas in the present embodiment is a gas containing oxygen gas, for example. However, when a gas containing oxygen is supplied into the ultraviolet irradiation chamber 103, the gas supply mechanism 122 may not be provided, and an opening for sucking air into the ceiling surface may be formed instead of the gas supply pipe 123. Further, when the wafer holding mechanism 101 holding the wafer W passes through the transfer ports 110 and 111, the air is also sucked from the gap formed between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101. It is not always necessary to provide the opening itself. In such a case as well, by reducing the pressure inside the ultraviolet irradiation chamber 103 by the exhaust mechanism 120, the atmosphere that is a gas containing oxygen can be introduced into the ultraviolet irradiation chamber 103 from the outside of the ultraviolet irradiation chamber 103. Further, the exhaust pipe 121 and the gas supply pipe 123 are not necessarily arranged on the ceiling surface of the ultraviolet irradiation chamber 103, and their connection positions can be arbitrarily set as long as the interior of the ultraviolet irradiation chamber 103 can be set to a desired atmosphere.

ウェハ保持機構１０１は、ウェハＷの直径より大きく構成されており、所定の厚みを有する略矩形状に構成されている。ウェハ保持機構１０１の上面には、ウェハＷの直径より大きく下方に窪んだ窪み部１０１ａが形成されており、当該窪み１０１ａにウェハＷを収容できる。窪み部１０１ａの底面には、図示しない吸気口が複数形成されており、この吸引口によりウェハＷを吸着保持できる。また、窪み部１０１ａの底面にはギャップピン１３０が複数設けられている。そして、この窪み部１０１ａは、ウェハ保持機構１０１で保持したウェハＷの上端面の高さが、ウェハ保持機構１０１の上端面の高さと同じとなるような深さを有している。そのため、ウェハＷを保持した状態のウェハ保持機構１０１が搬送口１１０、１１１を通過する際に、搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間に形成される隙間の形状を一定に保つことができる。したがって、保持機構１０１が搬送口１１０、１１１を通過する際に、隙間から吸い込まれる大気の量の変動を最小限に抑制できる。その結果、紫外線照射室１０３内の圧力やガスの濃度、本実施の形態では酸素の濃度を概ね一定に保つことができる。   The wafer holding mechanism 101 is configured to be larger than the diameter of the wafer W, and is configured in a substantially rectangular shape having a predetermined thickness. On the upper surface of the wafer holding mechanism 101, a dent 101a that is larger than the diameter of the wafer W and is recessed downward is formed, and the wafer W can be accommodated in the dent 101a. A plurality of suction ports (not shown) are formed on the bottom surface of the recess 101a, and the wafer W can be sucked and held by the suction ports. A plurality of gap pins 130 are provided on the bottom surface of the recess 101a. The recess 101 a has a depth such that the height of the upper end surface of the wafer W held by the wafer holding mechanism 101 is the same as the height of the upper end surface of the wafer holding mechanism 101. Therefore, when the wafer holding mechanism 101 holding the wafer W passes through the transfer ports 110 and 111, the shape of the gap formed between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101 is kept constant. Can do. Therefore, when the holding mechanism 101 passes through the transport ports 110 and 111, fluctuations in the amount of air sucked from the gap can be suppressed to a minimum. As a result, the pressure in the ultraviolet irradiation chamber 103, the gas concentration, and in this embodiment, the oxygen concentration can be kept substantially constant.

また、ウェハ保持機構１０１には、加熱機構としてのヒータ１３１が内蔵されており、保持したウェハＷを所定の温度に加熱することができる。   The wafer holding mechanism 101 has a built-in heater 131 as a heating mechanism, and the held wafer W can be heated to a predetermined temperature.

照射前待機部１０６の下方であって、例えばウェハ保持機構１０１がウェハ搬送装置２０との間でウェハＷの受け渡しを行う位置には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン１３２が例えば３本設けられている。昇降ピンは図示しない昇降機構により上下動できる。ウェハ保持機構１０１の中央部付近には、当該ウェハ保持機構１０１を厚み方向に貫通する貫通孔１３３が例えば３箇所に形成されている。そして、昇降ピン１３２は貫通孔１３３を挿通し、ウェハ保持機構１０１の上面から突出可能になっている。   Below the pre-irradiation standby unit 106, for example, at a position where the wafer holding mechanism 101 delivers the wafer W to and from the wafer transfer device 20, lift pins 132 for supporting and lifting the wafer W from below are provided. For example, three are provided. The lifting pins can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown). Near the center of the wafer holding mechanism 101, through holes 133 that penetrate the wafer holding mechanism 101 in the thickness direction are formed, for example, at three locations. The elevating pins 132 are inserted through the through holes 133 and can protrude from the upper surface of the wafer holding mechanism 101.

紫外線照射装置４１、４２、５０〜５２の構成は、上述した紫外線照射装置４０の構成と同様であるので説明を省略する。   The configurations of the ultraviolet irradiation devices 41, 42, and 50 to 52 are the same as the configuration of the ultraviolet irradiation device 40 described above, and thus the description thereof is omitted.

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１における成膜処理を実行するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。   The substrate processing system 1 is provided with a control unit 200 as shown in FIG. The control unit 200 is a computer, for example, and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores a program for executing the film forming process in the substrate processing system 1. The program is recorded on a computer-readable storage medium H such as a computer-readable hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical desk (MO), or a memory card. May have been installed in the control unit 200 from the storage medium H.

本実施の形態にかかる基板処理システム１は以上のように構成されている。次に、その基板処理システム１で行われる有機膜を成膜する処理について説明する。図６は基板処理システム１で処理される前のウェハＷの状態を示し、図７はウェハ処理の各工程におけるウェハＷの状態を示している。   The substrate processing system 1 according to the present embodiment is configured as described above. Next, a process for forming an organic film performed in the substrate processing system 1 will be described. FIG. 6 shows the state of the wafer W before being processed by the substrate processing system 1, and FIG. 7 shows the state of the wafer W in each step of the wafer processing.

基板処理システム１で処理されるウェハＷ上には、図６に示すように予めＳｉＯ２膜等の所定のパターンＰが形成されている。ウェハＷ上においてパターンＰは疎密に形成されており、ウェハＷ上には、パターンＰの窪み部が形成されず、膜（パターンＰ）がウェハＷの表面を覆う第１の領域Ａと、パターンＰ、Ｐ間に窪み部Ｑが形成された第２の領域Ｂとが形成されている。すなわち、第１の領域Ａはいわゆるブランケット領域であり、第２の領域Ｂは例えばラインアンドスペースのパターンＰが形成された領域である。 On the wafer W processed by the substrate processing system 1, a predetermined pattern P such as a SiO 2 film is formed in advance as shown in FIG. The pattern P is formed sparsely and densely on the wafer W, and the recess portion of the pattern P is not formed on the wafer W. The first region A in which the film (pattern P) covers the surface of the wafer W and the pattern A second region B in which a depression Q is formed between P and P is formed. That is, the first area A is a so-called blanket area, and the second area B is an area where, for example, a line and space pattern P is formed.

先ず、ウェハ搬送体１２によって、カセット載置台１０上のカセットＣからウェハＷが取り出され、処理ステーション３の受け渡し装置２１に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置２０によって温度調節装置４４に搬送され、所定の温度に温度調節される。   First, the wafer W is taken out from the cassette C on the cassette mounting table 10 by the wafer transfer body 12 and transferred to the delivery device 21 of the processing station 3. Thereafter, the wafer W is transferred to the temperature adjustment device 44 by the wafer transfer device 20, and the temperature is adjusted to a predetermined temperature.

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置２０によって塗布処理装置３０に搬送される。塗布処理装置３０に搬入されたウェハＷは、スピンコーティングによりウェハＷ上に有機材料が塗布される（工程Ｓ１）。   Thereafter, the wafer W is transferred to the coating processing apparatus 30 by the wafer transfer apparatus 20. The wafer W carried into the coating treatment apparatus 30 is coated with an organic material on the wafer W by spin coating (step S1).

このとき、図７（ａ）に示すようにウェハＷ上に塗布された有機材料Ｌの表面張力や粘度に起因して、第２の領域Ｂの有機材料Ｌ（以下、「有機材料ＬＢ」という。）は、第１の領域Ａの有機材料Ｌ（以下、「有機材料ＬＡ」という。）に比べて窪む。すなわち、有機材料ＬＢのパターンＰ表面からの高さＨＢ１は、有機材料ＬＡのパターンＰ表面からの高さＨＡ１より低くなる。そして、有機材料ＬＡと有機材料ＬＢとの間で段差Ｄ１が生じる。 At this time, as shown in FIG. 7A, due to the surface tension and viscosity of the organic material L applied on the wafer W, the organic material L in the second region B (hereinafter referred to as “organic material L B ”). Is recessed compared to the organic material L in the first region A (hereinafter referred to as “organic material L A ”). That is, the height H B1 from the pattern P the surface of the organic material L B is lower than the height H A1 from pattern P the surface of the organic material L A. Then, step D 1 occurs between the organic material L A and an organic material L B.

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置２０によって紫外線照射装置４０に搬送される。このとき、ウェハ保持機構１０１は照射前待機部１０６で待機している。紫外線照射装置４０に搬入されたウェハＷは、先ずウェハ保持機構１０１の上方に搬送され、予め上昇して待機していた昇降ピン１３２に受け渡される。続いて昇降ピン１３２が下降して、ウェハＷはウェハ保持機構１０１のギャップピン１３０に載置されて吸着保持される。そしてウェハ保持機構１０１上のウェハＷは、ヒータ１３１により所定の温度、例えば３００℃に加熱される。ウェハＷが所定の時間加熱されると、ウェハＷ上の有機材料Ｌが加熱されて、図７（ｂ）に示すようにウェハＷ上に有機膜Ｆが形成される（工程Ｓ２）。なお、第１の領域Ａの有機膜Ｆ（以下、「有機膜ＦＡ」という場合がある。）と第２の領域Ｂの有機膜Ｆ（以下、「有機膜ＦＢ」という場合がある。）との間には、上述した段差Ｄ１が生じている。 Thereafter, the wafer W is transferred to the ultraviolet irradiation device 40 by the wafer transfer device 20. At this time, the wafer holding mechanism 101 stands by in the pre-irradiation standby unit 106. The wafer W carried into the ultraviolet irradiating device 40 is first transported above the wafer holding mechanism 101 and transferred to the lift pins 132 that have been lifted and waited in advance. Subsequently, the lift pins 132 are lowered, and the wafer W is placed on the gap pins 130 of the wafer holding mechanism 101 and held by suction. The wafer W on the wafer holding mechanism 101 is heated to a predetermined temperature, for example, 300 ° C. by the heater 131. When the wafer W is heated for a predetermined time, the organic material L on the wafer W is heated, and an organic film F is formed on the wafer W as shown in FIG. 7B (step S2). The organic film F in the first region A (hereinafter may be referred to as “organic film F A ”) and the organic film F in the second region B (hereinafter referred to as “organic film F B ”). ) between the stepped D 1 is generated as described above.

次いで、ウェハ保持機構１０１が紫外線照射室１０３側に移動する。このとき、紫外線照射室１０３には、予めガス供給機構１２２から酸素ガスを含む処理ガスが供給されると共に、排気機構１２０により排気されて、所定の減圧雰囲気、例えば本実施の形態では、１Ｐａに維持されている。この際、紫外線照射室１０３はウェハＷの直径よりも幅が狭いため、短時間で所定の圧力まで減圧できる。そして、ウェハ保持機構１０１上のウェハＷが光源１０２の下方を横切ることにより、ウェハＷの全面に紫外線が照射される。このとき、照射された紫外線によって、紫外線照射室１０３内の酸化性ガスの処理雰囲気中に活性酸素とオゾンが発生する。これら活性酸素とオゾンによって、有機膜Ｆの表面が分解されて除去される（工程Ｓ３）。すなわち、有機膜Ｆのエッチバックが行われる。   Next, the wafer holding mechanism 101 moves to the ultraviolet irradiation chamber 103 side. At this time, the ultraviolet irradiation chamber 103 is supplied with a processing gas containing oxygen gas from the gas supply mechanism 122 in advance and exhausted by the exhaust mechanism 120 to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, 1 Pa in the present embodiment. Maintained. At this time, since the ultraviolet irradiation chamber 103 is narrower than the diameter of the wafer W, it can be reduced to a predetermined pressure in a short time. Then, the wafer W on the wafer holding mechanism 101 crosses below the light source 102, so that the entire surface of the wafer W is irradiated with ultraviolet rays. At this time, active oxygen and ozone are generated in the treatment atmosphere of the oxidizing gas in the ultraviolet irradiation chamber 103 by the irradiated ultraviolet rays. The surface of the organic film F is decomposed and removed by these active oxygen and ozone (step S3). That is, the organic film F is etched back.

ここで、紫外線照射による活性酸素とオゾンの発生について詳述する。例えば有機膜Ｆの分解の速度を高めるためには、ウェハＷの表面近傍において、特に活性酸素の密度を高めることが好ましい。しかしながら、活性酸素の寿命は極めて短いため、ウェハＷと光源との間の領域で生成された活性酸素の全てがウェハＷの表面近傍に到達するわけではなく、その大半はウェハＷの表面近傍に到達することなく失活する。そのため、ウェハＷの表面近傍の活性酸素の密度を高めるには、ウェハＷの表面近傍における活性酸素の生成量を増加させる必要がある。しかしながら、紫外線は雰囲気中の酸素により吸収されて減衰するため、ウェハＷの表面近傍において十分な紫外線の照射量を確保するには、例えば光源からの紫外線の照度を強めることが考えられるが、それにも限界がある。そのため従来は、ウェハＷと光源との距離を、例えば１ｍｍ程度に近づけるという対策が取られている。しかしながら、ウェハＷと光源１０２との距離を近づけると、紫外線の照度のばらつきに起因して、ウェハＷの全面で均一な処理を行うことが困難であった。   Here, generation of active oxygen and ozone by ultraviolet irradiation will be described in detail. For example, in order to increase the decomposition rate of the organic film F, it is preferable to increase the density of active oxygen particularly in the vicinity of the surface of the wafer W. However, since the lifetime of active oxygen is extremely short, not all of the active oxygen generated in the region between the wafer W and the light source reaches the vicinity of the surface of the wafer W, and most of the active oxygen is in the vicinity of the surface of the wafer W. Deactivate without reaching. Therefore, in order to increase the density of active oxygen near the surface of the wafer W, it is necessary to increase the amount of active oxygen generated near the surface of the wafer W. However, since ultraviolet rays are absorbed and attenuated by oxygen in the atmosphere, in order to secure a sufficient amount of ultraviolet rays in the vicinity of the surface of the wafer W, for example, it is conceivable to increase the illuminance of ultraviolet rays from a light source. There is a limit. For this reason, conventionally, a measure has been taken to reduce the distance between the wafer W and the light source to, for example, about 1 mm. However, when the distance between the wafer W and the light source 102 is reduced, it is difficult to perform uniform processing over the entire surface of the wafer W due to variations in the illuminance of ultraviolet rays.

そこで、本発明者らは鋭意検討し、減圧雰囲気下で紫外線を照射することで、紫外線の照度を増加させることなく、ウェハＷに到達する活性酸素の量を増加させることができるという点に想到した。即ち、活性酸素の寿命は概ね平均自由工程を移動する時間と同程度であり、減圧雰囲気下で紫外線を照射することで活性酸素の平均自由工程、即ち寿命を延ばし、その結果ウェハＷに到達する活性酸素の量が増加する。   Therefore, the present inventors have intensively studied and arrived at the point that the amount of active oxygen reaching the wafer W can be increased without increasing the illuminance of ultraviolet rays by irradiating ultraviolet rays in a reduced pressure atmosphere. did. That is, the lifetime of the active oxygen is approximately the same as the time required for moving through the mean free process, and the average free process of the active oxygen, that is, the life is extended by irradiating ultraviolet rays in a reduced pressure atmosphere, and as a result, reaches the wafer W. The amount of active oxygen increases.

より具体的には、例えば図８に示すように、ウェハＷの表面から平均自由工程以上の距離が離れた領域Ｕで生成された活性酸素の大半はウェハＷに到達することなく失活する。ここで、例えば大気圧下での活性酸素の平均自由工程は例えば６５ｎｍ程度であるため、ウェハＷから６５ｎｍ以上離れた領域Ｕは光源１０２からの紫外線を減衰させるのみであり、有機膜Ｆの分解には寄与しない。かかる場合、有機膜Ｆの分解に寄与するのは、ウェハＷから平均自由工程の範囲内にある領域Ｖに到達した紫外線により生成された活性酸素である。しかしながら、領域Ｖに到達する紫外線は、領域Ｕで大幅に減衰しまうため、領域Ｖで生成される活性酸素も領域Ｕと比較して大幅に低下してしまう。したがって、例えば従来のように光源とウェハＷとの距離を１ｍｍとしても、依然として大半の紫外線は領域Ｕで吸収されて減衰することとなる。このことから、光源１０２とウェハＷとの距離を平均自由工程以下とすることが好ましいが、ナノオーダーで光源１０２とウェハＷとの距離を調整することは極めて困難であり、現実的ではない。   More specifically, for example, as shown in FIG. 8, most of the active oxygen generated in the region U separated from the surface of the wafer W by a distance equal to or greater than the mean free process is deactivated without reaching the wafer W. Here, for example, the mean free path of active oxygen under atmospheric pressure is about 65 nm, for example, and therefore the region U that is more than 65 nm away from the wafer W only attenuates ultraviolet rays from the light source 102, and the organic film F is decomposed. Does not contribute. In such a case, the active oxygen generated by the ultraviolet rays that have reached the region V within the range of the mean free process from the wafer W contributes to the decomposition of the organic film F. However, since the ultraviolet rays that reach the region V are greatly attenuated in the region U, the active oxygen generated in the region V is also greatly reduced compared to the region U. Therefore, for example, even if the distance between the light source and the wafer W is set to 1 mm as in the prior art, most of the ultraviolet rays are still absorbed in the region U and attenuated. For this reason, it is preferable to set the distance between the light source 102 and the wafer W to be equal to or less than the mean free path. However, it is extremely difficult to adjust the distance between the light source 102 and the wafer W in the nano order, which is not practical.

そこで、例えば紫外線照射室１０３の圧力を、大気圧の約十万分の一である１Ｐａ程度に減圧すると、平均自由工程は約十万倍の６．５ｍｍとなる。したがって、本実施の形態のように光源１０２の照射面からウェハＷの表面までの距離を６．５ｍｍに設定すると、図８に示した、ウェハＷの表面から平均自由工程以上の距離が離れた領域Ｕは存在しないこととなる。そうすると、光源１０２から照射された紫外線により生成された活性酸素はその大半が失活することなくウェハＷの表面に到達する。かかる場合、例えば大気圧下において光源とウェハＷとの間の距離を６５ｎｍに設定する場合と同様の効果が得られる。したがって、本実施の形態では、光源１０２からの紫外線の照度が従来と同じであっても、ウェハＷに到達する活性酸素の量が飛躍的に増加し、活性酸素による有機膜Ｆのエッチバックを効率的に行うことができる。   Therefore, for example, when the pressure in the ultraviolet irradiation chamber 103 is reduced to about 1 Pa, which is about 1 / 100,000 of atmospheric pressure, the mean free path becomes 6.5 mm, which is about 100,000 times. Therefore, when the distance from the irradiation surface of the light source 102 to the surface of the wafer W is set to 6.5 mm as in the present embodiment, the distance equal to or greater than the mean free process is separated from the surface of the wafer W shown in FIG. The region U does not exist. Then, most of the active oxygen generated by the ultraviolet rays irradiated from the light source 102 reaches the surface of the wafer W without being deactivated. In such a case, for example, the same effect as when the distance between the light source and the wafer W is set to 65 nm under atmospheric pressure can be obtained. Therefore, in the present embodiment, even if the illuminance of ultraviolet rays from the light source 102 is the same as the conventional one, the amount of active oxygen that reaches the wafer W increases dramatically, and the organic film F is etched back by active oxygen. Can be done efficiently.

また、ウェハＷと光源１０２との距離を、従来の１ｍｍよりも広い６．５ｍｍとしているので、光源１０２の照度のばらつきを緩和し、ウェハＷ面内に紫外線を均一に照射できる。これにより、ウェハＷ面内での有機膜Ｆのエッチング量を均一にすることができる。   Further, since the distance between the wafer W and the light source 102 is set to 6.5 mm, which is wider than the conventional 1 mm, the variation in the illuminance of the light source 102 can be alleviated and the wafer W surface can be uniformly irradiated with ultraviolet rays. Thereby, the etching amount of the organic film F in the wafer W surface can be made uniform.

さらに、ウェハ保持機構１０１の窪み部１０１ａにより、ウェハ保持機構１０１が搬送口１１０、１１１を通過するにあたり、搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間に形成される隙間の形状が一定に保たれるので、紫外線照射室１０３内の圧力が概ね一定に保たれる。その結果、有機膜Ｆのエッチング処理が安定して行われる。   Further, the recess 101 a of the wafer holding mechanism 101 allows the shape of the gap formed between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101 to be constant when the wafer holding mechanism 101 passes through the transfer ports 110 and 111. Thus, the pressure in the ultraviolet irradiation chamber 103 is kept substantially constant. As a result, the etching process of the organic film F is stably performed.

このように有機膜Ｆの表面の除去は、減圧雰囲気下の紫外線処理室１０３において、ウェハ保持機構１０１によって有機膜Ｆを加熱しながら、光源１０２から紫外線を照射することで行われる。そして、図７（ｃ）に示すように有機膜Ｆの表面の除去は、有機膜ＦＡが完全に除去される所定の深さまで、すなわち高さＨＡ１分の有機膜Ｆの表面が除去される。そうすると、パターンＰの表面が露出し、第１の領域Ａには有機膜ＦＡが存在せず、第２の領域ＢにおいてパターンＰの窪み部Ｑ内に高さＨＣ１（＝ＨＡ１−ＨＢ１）の有機膜ＦＢが残存する。 In this way, the surface of the organic film F is removed by irradiating the ultraviolet light from the light source 102 while heating the organic film F by the wafer holding mechanism 101 in the ultraviolet processing chamber 103 under a reduced pressure atmosphere. Then, as shown in FIG. 7C, the surface of the organic film F is removed to a predetermined depth at which the organic film F A is completely removed, that is, the surface of the organic film F having a height H A1 is removed. The Then, to expose the surface of the pattern P, the first area A is absent organic film F A, the height within the recess Q of the pattern P in the second region B H C1 (= H A1 -H the organic layer F B of B1) remains.

なお、紫外線照射室１０３で紫外線処理を行う際、有機膜Ｆを加熱することによって、有機膜Ｆの表面の除去を短時間で効率よく行うことができる。例えば常温（２３℃）の有機膜Ｆの表面を１００ｎｍ除去する場合、紫外線照射処理を１０分間行う必要があるのに対し、本実施の形態のように３００℃で有機膜Ｆを加熱しながら当該有機膜Ｆの表面を１００ｎｍ除去する場合、紫外線照射処理は３０秒間行うだけでよい。   Note that when the ultraviolet treatment is performed in the ultraviolet irradiation chamber 103, the surface of the organic film F can be efficiently removed in a short time by heating the organic film F. For example, when the surface of the organic film F at room temperature (23 ° C.) is removed by 100 nm, it is necessary to perform the ultraviolet irradiation treatment for 10 minutes, while the organic film F is heated at 300 ° C. as in the present embodiment. When the surface of the organic film F is removed by 100 nm, the ultraviolet irradiation process only needs to be performed for 30 seconds.

なお、光源から照射する紫外線の波長は、特に限定されるものではないが、本実施の形態のように１７２ｎｍが好ましい。紫外線の波長が短いほど、紫外線照射処理を行う際のパワーが大きく、効率よく有機膜Ｆの表面を除去することができる。その反面、当該波長の短い紫外線は雰囲気に存在する物質に吸収されて減衰し易くなるが、本実施の形態のように紫外線照射室１０３を減圧雰囲気とすることで、光源１０２からの紫外線の減衰を抑制できるので、紫外線の波長は１７２ｎｍとすることが好ましい。   The wavelength of the ultraviolet light emitted from the light source is not particularly limited, but is preferably 172 nm as in the present embodiment. The shorter the wavelength of the ultraviolet light, the greater the power when performing the ultraviolet irradiation treatment, and the surface of the organic film F can be efficiently removed. On the other hand, ultraviolet rays having a short wavelength are easily absorbed and attenuated by substances present in the atmosphere. However, by reducing the ultraviolet irradiation chamber 103 to a reduced pressure atmosphere as in this embodiment, the ultraviolet rays from the light source 102 are attenuated. Therefore, the wavelength of the ultraviolet light is preferably 172 nm.

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置２０によって温度調節装置４４に搬送され、所定の温度に温度調節される。   Thereafter, the wafer W is transferred to the temperature adjustment device 44 by the wafer transfer device 20, and the temperature is adjusted to a predetermined temperature.

以上のように工程Ｓ１におけるウェハＷ上への有機材料Ｌの塗布処理、工程Ｓ２におけるウェハＷ上の有機材料Ｌの加熱処理、工程Ｓ３におけるウェハＷ上の有機膜Ｆの表面除去処理が順次行われて、ウェハＷ上に有機膜Ｆが形成される。そして、これら工程Ｓ１〜Ｓ３が複数回、例えばｎ回行われる。なお、各回の工程Ｓ３後には温度調節装置４４、５４におけるウェハＷの温度調節が行われるが、以下においては説明を省略する。   As described above, the coating process of the organic material L on the wafer W in the process S1, the heating process of the organic material L on the wafer W in the process S2, and the surface removal process of the organic film F on the wafer W in the process S3 are sequentially performed. As a result, the organic film F is formed on the wafer W. And these processes S1-S3 are performed in multiple times, for example, n times. In addition, although temperature control of the wafer W is performed in the temperature control apparatuses 44 and 54 after each process S3, description is abbreviate | omitted below.

次に２回目の工程Ｓ１〜Ｓ３について説明する。なお、２回目の工程Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれ１回目の工程Ｓ１〜Ｓ３と同様の工程であり、以下の説明では要点のみについて説明する。   Next, the second steps S1 to S3 will be described. The second processes S1 to S3 are the same processes as the first processes S1 to S3, respectively, and only the main points will be described in the following description.

２回目の工程Ｓ１では、塗布処理装置３１においてウェハＷ上に有機材料Ｌが塗布される。この２回目の工程Ｓ１においては、１回目の工程Ｓ１に比べて、有機材料Ｌが小さい膜厚で塗布される。そして、後述する図７（ｄ）に示すように２回目の有機膜ＦＡ、ＦＢ（有機材料ＬＡ、ＬＢ）の高さＨＡ２、ＨＢ２は、１回目の有機膜ＦＡ、ＦＢの高さＨＡ１、ＨＢ１よりも小さくなる。 In the second step S <b> 1, the organic material L is applied onto the wafer W in the coating processing apparatus 31. In the second step S1, the organic material L is applied with a smaller film thickness than in the first step S1. Then, as shown in FIG. 7D to be described later, the heights H A2 and H B2 of the second organic films F A and F B (organic materials L A and L B ) are the first organic films F A , It is smaller than the height H A1, H B1 of F B.

その後、２回目の工程Ｓ２では、紫外線照射装置４１のウェハ保持機構１０１においてウェハＷ上の有機材料Ｌが加熱されて、図７（ｄ）に示すようにウェハＷ上に有機膜Ｆが形成される。このとき、有機膜ＦＡと有機膜ＦＢとの間には、段差Ｄ２が生じている。但し、２回目の工程Ｓ１において有機材料Ｌの膜厚を小さくした分、この段差Ｄ２は上述した１回目の段差Ｄ１よりも小さくなっている。 Thereafter, in the second step S2, the organic material L on the wafer W is heated in the wafer holding mechanism 101 of the ultraviolet irradiation device 41, and an organic film F is formed on the wafer W as shown in FIG. The At this time, between the organic film F A and the organic film F B, step D 2 is generated. However, minute with a reduced thickness of the organic material L in a second step S1, is smaller than the step D 2 is the first described above step D 1.

その後、２回目の工程Ｓ３では、ウェハ保持機構１０１でウェハＷ上の有機膜Ｆを加熱しながら、紫外線照射室１０３の光源１０２から紫外線を照射することによって、図７（ｅ）に示すように有機膜Ｆの表面が除去される。有機膜Ｆの表面の除去は、有機膜ＦＡが完全に除去されるまで、すなわち高さＨＡ２分の有機膜Ｆの表面が除去される。そうすると、第１の領域Ａには有機膜ＦＡが存在せず、第２の領域ＢにおいてパターンＰの窪み部Ｑ内に高さＨＣ２（＝ＨＡ１−ＨＢ１）の有機膜ＦＢが残存する。なお、２回目の工程Ｓ３後に残存する有機膜ＦＢの高さＨＣ２は、１回目の工程Ｓ３後に残存する有機膜ＦＢの高さＨＣ１よりも大きくなっている。すなわち、工程Ｓ１〜Ｓ３の回数を重ねるごとに、パターンＰの窪み部Ｑに有機膜ＦＢが溜まっていく。 Thereafter, in the second step S3, the wafer holding mechanism 101 irradiates the ultraviolet light from the light source 102 of the ultraviolet irradiation chamber 103 while heating the organic film F on the wafer W, as shown in FIG. The surface of the organic film F is removed. The surface of the organic film F is removed until the organic film F A is completely removed, that is, the surface of the organic film F having a height H A2 is removed. Then, there is no organic film F A in the first region A, an organic film F B of height in the recess Q of the pattern P in the second region B H C2 (= H A1 -H B1) Remains. The height H C2 of the organic film F B remaining after the second process S3 is larger than that of the organic film F height H C1 of B remaining after the first step S3. That is, each successive number of steps S1 to S3, gradually accumulate organic film F B to the recess Q of the pattern P.

以上の２回目の工程Ｓ１〜Ｓ３と同様に、３回目〜ｎ回目の工程Ｓ１〜Ｓ３を行う。そうすると、有機膜ＦＡと有機膜ＦＢとの間の段差Ｄ３〜Ｄｎは小さくなり、最終的には段差Ｄｎはほぼゼロになる。そうすると、図７（ｆ）に示すように有機膜ＦＢの表面の高さとパターンＰの表面の高さが同一になる。 Similar to the second step S1 to S3, the third to nth steps S1 to S3 are performed. Then, step D 3 to D n between the organic film F A and the organic layer F B is reduced, step D n becomes almost zero in the end. Then, heights of the pattern P on the surface of the surface of the organic film F B as shown in FIG. 7 (f) are the same.

その後、塗布処理装置３２においてウェハＷ上に所定の膜厚の有機材料Ｌを塗布し、熱処理装置４３でウェハＷ上の有機材料Ｌを加熱する。こうして、図７（ｇ）に示すようにウェハＷ上に所定の膜厚であり、且つ表面が平坦化された有機膜Ｆが形成される。   Thereafter, an organic material L having a predetermined film thickness is applied on the wafer W by the coating processing device 32, and the organic material L on the wafer W is heated by the heat treatment device 43. In this way, as shown in FIG. 7G, an organic film F having a predetermined film thickness and a flattened surface is formed on the wafer W.

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置２０によって受け渡し装置２１に搬送され、ウェハ搬送体１２によってカセットＣに戻される。こうして基板処理システム１における一連の成膜処理が終了する。   Thereafter, the wafer W is transferred to the delivery device 21 by the wafer transfer device 20 and returned to the cassette C by the wafer transfer body 12. Thus, a series of film forming processes in the substrate processing system 1 is completed.

以上の実施の形態によれば、紫外線照射室１０３を挟んで照射前待機部１０６と照射後退避部１０７が設けられ、ウェハＷを保持したウェハ保持機構１０１を保持部搬送機構１０５により紫外線照射室を横切らせることで、ウェハＷの全面に紫外線を照射できる。この際、排気機構１２０により紫外線照射室１０３内が減圧されているので、紫外線照射室１０３内での紫外線の減衰を抑えることができる。そのため、光源１０２とウェハＷとの間に所定の間隔、本実施の形態では、紫外線照射室１０３の圧力下における活性酸素の平均自由工程と概ね等しい距離である６．５ｍｍを確保できるので、光源１０２の照度のばらつきを緩和できる。その結果、ウェハＷ面内に紫外線を均一に照射し、ウェハＷ面内での均一な処理を行うことができる。ここで、紫外線照射室１０３の幅は、ウェハＷの直径より小さいため、紫外線照射室１０３内の容積を小さくできる。したがって、大がかりな排気機構１２０を設けることなく紫外線照射室１０３内を所望の圧力に減圧できる。また、紫外線照射室１０３内を所望の圧力まで減圧させるのに要する時間も低減できるため、スループットの低下を最低限に抑えることができる。   According to the above embodiment, the pre-irradiation standby unit 106 and the post-irradiation retracting unit 107 are provided across the ultraviolet irradiation chamber 103, and the wafer holding mechanism 101 holding the wafer W is moved by the holding unit transport mechanism 105 to the ultraviolet irradiation chamber. Can be irradiated with ultraviolet rays over the entire surface of the wafer W. At this time, since the inside of the ultraviolet irradiation chamber 103 is depressurized by the exhaust mechanism 120, the attenuation of the ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation chamber 103 can be suppressed. Therefore, a predetermined distance between the light source 102 and the wafer W, in this embodiment, 6.5 mm, which is a distance approximately equal to the mean free path of active oxygen under the pressure of the ultraviolet irradiation chamber 103, can be secured. The variation in illuminance of 102 can be reduced. As a result, it is possible to uniformly irradiate the wafer W surface with ultraviolet rays and perform uniform processing within the wafer W surface. Here, since the width of the ultraviolet irradiation chamber 103 is smaller than the diameter of the wafer W, the volume in the ultraviolet irradiation chamber 103 can be reduced. Accordingly, the inside of the ultraviolet irradiation chamber 103 can be reduced to a desired pressure without providing a large exhaust mechanism 120. In addition, since the time required to reduce the pressure inside the ultraviolet irradiation chamber 103 to a desired pressure can be reduced, a reduction in throughput can be minimized.

また、ウェハ保持機構１０１の窪み部１０１ａにより、ウェハ保持機構１０１が搬送口１１０、１１１を通過するにあたり、搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間に形成される隙間の形状が一定に保たれる。そのため、紫外線照射室１０３内の圧力が概ね一定に保たれ、有機膜Ｆのエッチング処理が安定して行われる。なお、搬送口１１０、１１１は同一形状であることが好ましい、そうすることで、例えば照射前待機部１０６から紫外線照射室１０３に吸い込まれる大気の量と、照射後退避部１０７から紫外線照射室１０３に吸い込まれる大気の量が等しくなり、紫外線照射室１０３に圧力の偏りが生じることを防ぐことができる。これにより、紫外線照射室１０３内での活性酸素の濃度を均一にし、ウェハＷに面内均一な処理を施すことができる。   In addition, the recess 101 a of the wafer holding mechanism 101 allows the shape of the gap formed between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101 to be constant when the wafer holding mechanism 101 passes through the transfer ports 110 and 111. Kept. Therefore, the pressure in the ultraviolet irradiation chamber 103 is kept substantially constant, and the etching process of the organic film F is stably performed. In addition, it is preferable that the transfer ports 110 and 111 have the same shape. For example, the amount of the air sucked into the ultraviolet irradiation chamber 103 from the standby unit 106 before irradiation and the ultraviolet irradiation chamber 103 from the post-irradiation retreat unit 107 are preferable. Accordingly, the amount of the air sucked into the chamber can be equalized, and the occurrence of pressure bias in the ultraviolet irradiation chamber 103 can be prevented. As a result, the concentration of active oxygen in the ultraviolet irradiation chamber 103 can be made uniform, and the wafer W can be uniformly processed in the surface.

さらには、ウェハ保持機構１０１がヒータ１３１を備えているので、ウェハＷ及び有機膜Ｆを加熱しながら紫外線処理を行うことができる。したがって、有機膜Ｆの表面の除去を短時間で効率よく行うことができる。なお、ウェハＷの加熱は、例えばガス供給機構１２２から供給する処理ガスを加熱することにより行っても良い。かかる場合、ガス供給機構１２２、あるいはガス供給管１２１に、処理ガスを加熱する加熱機構を設けてもよい。   Furthermore, since the wafer holding mechanism 101 includes the heater 131, the ultraviolet treatment can be performed while heating the wafer W and the organic film F. Therefore, the surface of the organic film F can be efficiently removed in a short time. The wafer W may be heated by, for example, heating a processing gas supplied from the gas supply mechanism 122. In such a case, the gas supply mechanism 122 or the gas supply pipe 121 may be provided with a heating mechanism for heating the processing gas.

なお、照射前待機部１０６及び照射後退避部１０７は、ウェハＷに紫外線照射室１０３の光源１０２からの紫外線が照射されない位置までウェハ保持機構１０１を移動できる程度の広さを有していればよく、必ずしもウェハ保持機構１０１全体が紫外線照射室１０３の外部に退避できる大きさを有していなくてもよい。反対に、ウェハＷに紫外線が照射されない位置までウェハ保持機構１０１を退避させた場合に、例えば図９に示すように、ウェハＷ保持機構の一部が、紫外線照射室１０３に進入した状態となるように、例えばガイドレール１０４、１０４の端部の位置、照射前待機部１０６及び照射後退避部１０７の広さ、ウェハ保持機構１０１の大きさを調整してもよく、あるいは保持部移動機構１０５の動作を制御してもよい。なお、図９では、ウェハ保持機構１０１の照射後退避部１０７側の端部を照射後退避部１０７側に伸ばした状態を描図している。ウェハＷ保持機構の一部を、常時、紫外線照射室１０３に進入した状態とすることで、常に搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間に隙間が形成された状態となる。これにより、搬送口１１０、１１１から紫外線照射室１０３側に吸い込まれる大気の量を低減できるので、紫外線照射室１０３内を常に所定の減圧状態に維持できる。したがって、複数のウェハＷに紫外線を照射するにあたり、その都度紫外線照射室１０３の圧力が下がるのを待つ必要がなく、スループットの低下を避けることができる。   Note that the pre-irradiation standby unit 106 and the post-irradiation retracting unit 107 are wide enough to move the wafer holding mechanism 101 to a position where the wafer W is not irradiated with ultraviolet rays from the light source 102 of the ultraviolet irradiation chamber 103. The entire wafer holding mechanism 101 does not necessarily have a size that can be retracted outside the ultraviolet irradiation chamber 103. On the other hand, when the wafer holding mechanism 101 is retracted to a position where the wafer W is not irradiated with ultraviolet rays, a part of the wafer W holding mechanism enters the ultraviolet irradiation chamber 103 as shown in FIG. Thus, for example, the positions of the end portions of the guide rails 104, 104, the sizes of the standby unit 106 before irradiation and the retracting unit 107 after irradiation, and the size of the wafer holding mechanism 101 may be adjusted, or the holding unit moving mechanism 105 may be adjusted. The operation may be controlled. Note that FIG. 9 illustrates a state in which the end of the wafer holding mechanism 101 on the post-irradiation retracting portion 107 side is extended to the post-irradiation retracting portion 107 side. By setting a part of the wafer W holding mechanism to always enter the ultraviolet irradiation chamber 103, a gap is always formed between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101. Thereby, since the amount of air sucked into the ultraviolet irradiation chamber 103 side from the transfer ports 110 and 111 can be reduced, the inside of the ultraviolet irradiation chamber 103 can always be maintained in a predetermined reduced pressure state. Therefore, it is not necessary to wait for the pressure in the ultraviolet irradiation chamber 103 to drop each time the plurality of wafers W are irradiated with ultraviolet rays, and a decrease in throughput can be avoided.

また、搬送口１１０、１１１から紫外線照射室１０３側に吸い込まれる大気の量を低減するという観点からは、搬送口１１０、１１１とウェハ保持機構１０１との間の隙間は極力狭くすることが好ましい。また、搬送口１１０、１１１の内側に例えばラビリンスシールとして機能する凹凸を設け、搬送口１１０、１１１からの大気の吸い込み量を低減するようにしてもよい。   Further, from the viewpoint of reducing the amount of air sucked into the ultraviolet irradiation chamber 103 side from the transfer ports 110 and 111, it is preferable to make the gap between the transfer ports 110 and 111 and the wafer holding mechanism 101 as narrow as possible. Further, unevenness functioning as a labyrinth seal, for example, may be provided inside the transfer ports 110 and 111 to reduce the amount of air sucked from the transfer ports 110 and 111.

なお、以上の実施の形態では、照射前待機部１０６と、照射後退避部１０７は筺体１００により囲われた状態となっていたが、紫外線照射室１０３を適切に排気できれば、照射前待機部１０６と、照射後退避部１０７は大気圧の状態であってもよいため、照射前待機部１０６と、照射後退避部１０７は必ずしも筺体１００に囲われている必要はない。かかる場合、例えば筺体１００上部の照射前待機部１０６と、照射後退避部１０７に対応する位置が開口していてもよい。   In the above embodiment, the pre-irradiation standby unit 106 and the post-irradiation retracting unit 107 are surrounded by the housing 100. However, if the ultraviolet irradiation chamber 103 can be appropriately evacuated, the pre-irradiation standby unit 106 is provided. Since the post-irradiation retracting unit 107 may be in an atmospheric pressure state, the pre-irradiation standby unit 106 and the post-irradiation retracting unit 107 are not necessarily surrounded by the casing 100. In such a case, for example, positions corresponding to the pre-irradiation standby unit 106 and the post-irradiation retracting unit 107 above the housing 100 may be opened.

以上の実施の形態では、ガス供給機構１２２から酸素ガスを含むガスを供給したが、ガス供給機構１２２から供給するガスは、紫外線照射装置１０３で行う処理により任意に設定が可能であり、例えばアンモニアガス、水蒸気、又はメタノールやエタノールなどを供給してもよい。例えば、ガス供給機構１２２からアンモニアガスを含んだガスを供給し、光源１０２から紫外線を照射することで、窒素ラジカルを生成して、ウェハＷの表面に例えば窒化膜を形成できる。また、水蒸気、メタノール及びエタノールを供給することで、ウェハＷの表面を酸化し、例えば酸化膜を形成したり、例えば炭素汚染の原因となる炭素を酸化させて洗浄を行ったりすることができる。   In the above embodiment, the gas containing oxygen gas is supplied from the gas supply mechanism 122, but the gas supplied from the gas supply mechanism 122 can be arbitrarily set by a process performed by the ultraviolet irradiation device 103, for example, ammonia. Gas, water vapor, methanol, ethanol, or the like may be supplied. For example, by supplying a gas containing ammonia gas from the gas supply mechanism 122 and irradiating ultraviolet rays from the light source 102, nitrogen radicals can be generated, and for example, a nitride film can be formed on the surface of the wafer W. Further, by supplying water vapor, methanol, and ethanol, the surface of the wafer W can be oxidized to form, for example, an oxide film, or, for example, cleaning can be performed by oxidizing carbon that causes carbon contamination.

以上の実施の形態では、ウェハ保持機構１０１は吸引口によりウェハＷを保持する、いわゆる真空チャックであったが、ウェハＷを吸着保持できれば他の機構、例えば静電チャックであってもよい。なお、ウェハＷを吸着保持するのは、紫外線照射室１０３と照射前待機部１０６及び照射後退避部１０７との圧力差によりウェハＷが浮き上がったり動いたりすることを防止するためである。   In the above embodiment, the wafer holding mechanism 101 is a so-called vacuum chuck that holds the wafer W by a suction port. However, other mechanisms such as an electrostatic chuck may be used as long as the wafer W can be sucked and held. The reason why the wafer W is held by suction is to prevent the wafer W from being lifted or moved due to a pressure difference between the ultraviolet irradiation chamber 103, the pre-irradiation standby unit 106, and the post-irradiation retracting unit 107.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

１ 基板処理システム
３０〜３３ 塗布処理装置
４０〜４２、５０〜５２ 紫外線照射装置
１００ 筐体
１０１ ウェハ保持機構
１０２ 光源
１０３ 紫外線照射室
１０４ ガイドレール
１０５ 保持部搬送機構
１０６ 照射前待機部
１０７ 照射後退避部
１２０ 排気機構
１２１ 排気管
１２２ ガス供給機構
１２３ ガス供給管
２００ 制御部
Ａ 第１の領域
Ｂ 第２の領域
Ｄ 段差
Ｆ 有機膜
ＦＡ （第１の領域Ａの）有機膜
ＦＢ （第２の領域Ｂの）有機膜
Ｌ 有機材料
ＬＡ （第１の領域Ａの）有機材料
ＬＢ （第２の領域Ｂの）有機材料
Ｐ パターン
Ｑ 窪み部
Ｕ 領域
Ｖ 領域
Ｗ ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing system 30-33 Coating processing apparatus 40-42, 50-52 Ultraviolet irradiation apparatus 100 Case 101 Wafer holding mechanism 102 Light source 103 Ultraviolet irradiation chamber 104 Guide rail 105 Holding part conveyance mechanism 106 Pre-irradiation standby part 107 Retraction after irradiation Part 120 Exhaust mechanism 121 Exhaust pipe 122 Gas supply mechanism 123 Gas supply pipe 200 Control part A First region B Second region D Step F Organic film F A (First region A) Organic film F B (Second region) Organic film L in the region B) Organic material L A Organic material in the first region A L B Organic material in the second region B Pattern Q Indentation
U area V area W wafer

Claims (5)

基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、
上面で基板を保持する基板保持部と、
紫外線を照射する光源を備え、前記基板保持部が通過する搬送口が対向して形成された紫外線照射室と、
前記紫外線照射室内を排気して減圧する排気機構と、
前記基板保持部を待機させる照射前待機部と、
前記紫外線照射室を挟んで前記照射前待機部の反対側に設けられた照射後退避部と、
前記基板保持部を、前記照射前待機部、前記紫外線照射室及び前記照射後退避部の間で、前記搬送口を介して移動させる保持部搬送機構と、
前記紫外線照射室内に処理ガスを導入するガス供給機構と、を有し、
前記処理ガスは、酸素ガス、アンモニアガス、水蒸気、メタノール又はエタノールのすくなくともいずれか一つを含むガスであり、
前記光源は、前記基板保持部が移動する方向と直交する方向に延伸して配置された、前記基板の直径より長い長尺状のランプであり、
前記紫外線照射室の、前記ランプが延伸する方向と直交する方向の幅は、基板の直径より小さいことを特徴とする、紫外線照射装置。 An ultraviolet irradiation device that irradiates the surface of a substrate with ultraviolet rays,
A substrate holding unit for holding the substrate on the upper surface;
An ultraviolet light irradiation chamber provided with a light source for irradiating ultraviolet light, and having a transport opening through which the substrate holder passes,
An exhaust mechanism for exhausting and depressurizing the ultraviolet irradiation chamber;
A pre-irradiation standby unit for waiting the substrate holding unit;
A post-irradiation retracting part provided on the opposite side of the pre-irradiation standby part across the ultraviolet irradiation chamber,
A holding unit transport mechanism that moves the substrate holding unit through the transport port between the standby unit before irradiation, the ultraviolet irradiation chamber, and the post-irradiation retracting unit;
A gas supply mechanism for introducing a processing gas into the ultraviolet irradiation chamber ,
The processing gas is a gas containing at least one of oxygen gas, ammonia gas, water vapor, methanol or ethanol ,
The light source is a long lamp longer than the diameter of the substrate, which is arranged extending in a direction perpendicular to the direction in which the substrate holding unit moves,
The ultraviolet irradiation apparatus according to claim 1, wherein a width of the ultraviolet irradiation chamber in a direction orthogonal to a direction in which the lamp extends is smaller than a diameter of the substrate. 前記基板保持部の上面には、基板を収容する下方に窪んだ窪み部が形成され、
前記窪み部は、前記基板保持部の上端面の高さが、前記窪み部内で保持された基板の上端面の高さと同じとなるような深さを有していることを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。 On the upper surface of the substrate holding portion, a recessed portion that is recessed downward to accommodate the substrate is formed,
The recess portion has a depth such that a height of an upper end surface of the substrate holding portion is the same as a height of an upper end surface of the substrate held in the recess portion. Item 2. The ultraviolet irradiation device according to Item 1. 前記紫外線照射室の前記照射前待機部側の搬送口と、前記紫外線照射室の前記照射後退避部側の他の搬送口は、同一形状であることを特徴とする、請求項２に記載の紫外線照射装置。 The transport port on the pre-irradiation standby portion side of the ultraviolet irradiation chamber and the other transport port on the post-irradiation retracting portion side of the ultraviolet irradiation chamber have the same shape. UV irradiation device. 前記基板保持部は、基板を加熱する加熱機構を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。 The ultraviolet irradiation apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding part includes a heating mechanism that heats the substrate. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の紫外線照射装置を用いた基板の処理方法であって、
前記紫外線照射室内を排気機構で減圧し、
前記基板保持部を前記照射前待機部から前記照射後退避部に移動させて、前記光源の下方を通過させることで基板の全面に紫外線を照射することを特徴とする、基板処理方法。 A substrate processing method using the ultraviolet irradiation device according to any one of claims 1 to 4 ,
The ultraviolet irradiation chamber is depressurized by an exhaust mechanism,
The substrate processing method of irradiating the entire surface of the substrate with ultraviolet rays by moving the substrate holding unit from the pre-irradiation standby unit to the post-irradiation retracting unit and passing under the light source.
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