JP6596257B2 - 紫外線照射装置及び紫外線照射方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、基板を保持する基板保持具と、基板に対して紫外線を照射させる紫外線発生源と、紫外線発生源からの紫外線の照射方向を変える反射板とを備えた構成が開示されている。
特許文献2では、処理室内に基板保持台及びモータを設け、モータで基板保持台を上下移動又は回転させる構成であるため、基板を移動する際に処理室内にパーティクルが発生する虞がある。
これら特許文献1及び2においては、基板を移動する際にパーティクルが発生する虞があるため、発生したパーティクルが基板上に付着することがあり、基板を清浄に保つ上で課題があった。
又、基板を静止させた状態で照射部を移動させることによって、照射部よりも平面視サイズの大きい基板を用いても、照射部を静止させた状態で基板を移動させる場合と比較して、基板に紫外線を照射する際に必要なスペースを節約することができ、フットプリントを小さくすることができる。
又、収容部内で基板を静止させた状態とすることによって、収容部内は基板の収容スペースを確保するだけで済むため、収容部内で基板を移動させる場合と比較して、収容部の容積を小さくすることができ、収容部内の酸素濃度・露点の管理をしやすくなる。又、収容部内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
この構成によれば、透過部を用いた簡単な構成で、透過部を介して基板に紫外線を照射することができる。
この構成によれば、収容部の天板に透過部を設けた簡単な構成で、透過部を介して基板に紫外線を照射することができる。又、収容部の一部に透過部を設けることによって、収容部全体に透過部を設ける場合と比較して、透過部のメンテナンス性を向上することができる。
この構成によれば、一般的なレールに沿って照射部を移動させる場合と比較して、高い剛性を有する門型フレームによって照射部をガイド部に沿って移動させることができるため、照射部の移動を安定して行うことができる。
この構成によれば、第一レール及び第二レールに沿って照射部を移動させることができるため、第一収容部内の基板への紫外線照射と、第二収容部内の基板への紫外線照射とを連続して行うことができる。
又、第一収容部及び第二収容部を含むため、二つの基板を同時に処理することができる。
又、密閉空間を有する第一収容部内及び第二収容部内で基板を静止させた状態で、第一収容部外及び第二収容部外で照射部を移動させつつ第一収容部内及び第二収容部内の基板に紫外線を照射することができるため、第一収容部内及び第二収容部内のパーティクルの発生を抑制することができ、基板を清浄に保つことができる。
又、第一収容部及び第二収容部を備えた構成において、フットプリントの縮小化、各収容部内の酸素濃度・露点の管理の容易化を図ると共に、各収容部内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
この構成によれば、ガイド補助部を着脱することによって、第一レール又は第二レールの一方のみに沿った門型フレームの移動と、第一レール及び第二レールに連続的に沿った門型フレームの移動とを切り替えることができる。例えば、ガイド補助部を脱離することによって、第一レール又は第二レールの一方のみに沿った門型フレームの移動へ切り替えることできる。一方、ガイド補助部を接続することによって、第一レール及び第二レールに連続的に沿った門型フレームの移動へ切り替えることができる。
この構成によれば、照射部を冷却することができるため、紫外線を基板に連続照射するとき等に照射部を連続駆動する場合であっても、照射部が過熱することを抑制することができる。
この構成によれば、照射部及び冷却部をまとめて一括して移動させることができるため、照射部及び冷却部を別個独立に移動させる場合と比較して、装置構成の簡素化を図ることができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の酸素濃度を所定の濃度に調整することができるため、所定の酸素濃度の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の露点を所定の露点に調整することができるため、所定の露点の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
又、基板を静止させた状態で照射部を移動させることによって、照射部よりも平面視サイズの大きい基板を用いても、照射部を静止させた状態で基板を移動させる場合と比較して、基板に紫外線を照射する際に必要なスペースを節約することができ、フットプリントを小さくすることができる。
又、収容部内で基板を静止させた状態とすることによって、収容部内は基板の収容スペースを確保するだけで済むため、収容部内で基板を移動させる場合と比較して、収容部の容積を小さくすることができ、収容部内の酸素濃度・露点の管理をしやすくなる。又、収容部内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
この方法によれば、透過部を用いた簡単な構成で、透過部を介して基板に紫外線を照射することができる。
この方法によれば、ガイド部の一端と他端との間で照射部を一方向にのみ移動させる場合と比較して、紫外線を基板に繰り返し照射するときであっても、スムーズに効率良く照射することができる。又、一つの照射部を設ければ足りるため、装置構成の簡素化を図ることができる。
この方法によれば、照射部及び冷却部をまとめて一括して移動させることができるため、照射部及び冷却部を別個独立に移動させる場合と比較して、装置構成の簡素化を図ることができる。
この方法によれば、収容部の内部雰囲気の酸素濃度を所定の濃度に調整することができるため、所定の酸素濃度の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
この方法によれば、収容部の内部雰囲気の露点を所定の露点に調整することができるため、所定の露点の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
図1は、第一実施形態に係る紫外線照射装置1の斜視図である。図2は、第一実施形態に係る紫外線照射装置1の上面図である。図3は、図2のIII−III断面図を含む、第一実施形態に係る紫外線照射装置1の側面図である。
図1〜図3に示すように、紫外線照射装置1は、基板10に対して紫外線の照射を行う装置である。紫外線照射装置1は、チャンバ2(収容部)、ステージ3、照射ユニット4、搬送機構5(移動部)、冷却部6、ガス供給部7及び制御部8を備える。制御部8は、紫外線照射装置1の構成要素を統括制御する。
チャンバ2は、紫外線の照射処理が行われる基板10を収容する。チャンバ2は、上面視で矩形をなす箱状に形成される。具体的に、チャンバ2は、基板10の上方を覆う矩形板状の天板20と、基板10の側方を囲むように覆う矩形枠状の周壁21と、基板10の下方を覆う底板22とによって形成される。周壁21の−Y方向側には、チャンバ2に対して基板10の搬入及び搬出をするための基板搬出入口21aが設けられる。
図2に示すように、チャンバ2の天板20には、紫外線を通過可能な透過部23が設けられる。透過部23は、天板20の一部を構成する。透過部23は、上面視で天板20よりも小さい矩形板状に形成される。透過部23は、天板20を厚み方向に開口する矩形の開口部20hに取り付けられている。例えば、透過部23は、石英、耐熱ガラス、樹脂シート、樹脂フィルム等を用いる。
ステージ3は、チャンバ2及び搬送機構5を上面で支持する。ステージ3は、Z方向に厚みを有する板状をなす。
ステージ3は、筐体下部31によって下方から支持される。
筐体下部31は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成される。
尚、筐体下部31の下端部には、複数の車輪31aが回転自在に取り付けられる。これにより、筐体下部31をXY平面内で自在に移動させることができる。
柱部33は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成され、チャンバ2、照射ユニット4及び搬送機構5を囲む。
壁部34は、柱部33の隙間(各角柱の間)に設けられ、チャンバ2、照射ユニット4及び搬送機構5の周囲及び上方を覆う。
例えば、壁部34は、透明な板材によって形成される。これにより、筐体32の外部から筐体32内の構成要素を視認することができる。
図3に示すように、チャンバ2の下方には、基板10をZ方向に移動可能とする昇降機構25が設けられる。昇降機構25には、複数のリフトピン25aが設けられる。複数のリフトピン25aの先端(+Z側の端)は、XY平面に平行な同一面内に配置される。
具体的に、ステージ3には、ステージ3を厚み方向に開口する複数の挿通孔3aが形成される。底板22には、各挿通孔3aに平面視で重なる位置で底板22を厚み方向に開口する複数の挿通孔22aが形成される。加熱機構11には、各挿通孔22aに平面視で重なる位置で加熱機構11を厚み方向に開口する複数の挿通孔11aが形成される。複数のリフトピン25aの先端は、各挿通孔3a,22a,11aを介して基板10の下面に当接・離反可能とされる。そのため、複数のリフトピン25aの先端によって、基板10がXY平面に平行に支持されるようになっている。
照射ユニット4は、チャンバ2の外部に設けられる。照射ユニット4は、照射部40及び集光部材41を備える。
照射部40は、基板10にi線等の紫外線を照射可能に構成される。
ここで、「紫外線」とは、波長範囲の下限が1nm程度、上限が可視光線の短波長端の光を意味する。
尚、照射部40は、これに限らず、高圧水銀ランプ、LEDランプを用いてもよい。又、照射部40は、これらのランプを複数組み合わせてもよい。
図1及び図2に示すように、搬送機構5は、チャンバ2の外部に設けられる。搬送機構5は、チャンバ2の外部からチャンバ2の内部に収容されている基板10に紫外線が照射されるように照射ユニット4をチャンバ2の外部で移動させる。搬送機構5は、ガイド部50、土台53及び門型フレーム54を備える。
一対のレール51は、チャンバ2を−Y方向側及び+Y方向側から挟むように照射ユニット4の移動方向(照射部40の移動方向)であるX方向に延びる。
スライダ52は、一対のレール51に沿って摺動可能に構成される。
土台53は、ステージ3の四隅に複数(例えば本実施形態では四隅に一つずつ計四つ)設けられる。各土台53は、一対のレール51におけるX方向両端部を支持する。
門型フレーム54は、チャンバ2をY方向に跨ぐように門型に形成されると共に、一対のレール51に沿って移動可能とされる。門型フレーム54は、Z方向に延びる一対の門柱部54aと、一対の門柱部54aの間を連結するようにY方向に延びる連結部54bとを備える。門型フレーム54における各門柱部54aの下端部には、スライダ52が取り付けられる。
図1及び図2に示すように、チャンバ2の外部には、照射ユニット4を冷却可能な冷却部6が設けられる。冷却部6は、門型フレーム54の+Y方向側の側壁部(門柱部54a)に取り付けられる。例えば、冷却部6は、ブロワを用いる。これにより、照射ユニット4によって生じた熱気を外部に排気することができる。
搬送機構5は、照射ユニット4と共に冷却部6をチャンバ2の外部で移動させる。
チャンバ2には、チャンバ2の内部雰囲気の状態を調整可能なガス供給部7が設けられる。ガス供給部7は、乾燥ガスとして窒素(N2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを供給する。
ここで、ガス供給部は、請求項に記載の「酸素濃度調整部」及び「露点調整部」に相当する。
例えば、ガス供給部7は、チャンバ2の内部雰囲気の露点を−80℃(水分濃度0.54ppm質量基準)以上且つ−5℃(水分濃度4000ppm質量基準)以下とするように乾燥ガスの供給を調整する。
例えば、レジスト膜の露光後のプレパターンを硬化するときの雰囲気において、このように露点を好ましい上限以下とすることにより、パターンの硬化を進行しやすくすることができる。一方、好ましい下限以上とすることにより、装置を運用する上での作業性等を向上することができる。
例えば、レジスト膜の露光後のプレパターンを硬化するときの雰囲気において、このように酸素濃度を好ましい上限以下とすることにより、パターンの硬化を進行しやすくすることができる。
次に、本実施形態に係る紫外線照射方法を説明する。本実施形態では、上記の紫外線照射装置1を用いて基板10に紫外線を照射する。紫外線照射装置1の各部で行われる動作は、制御部8によって制御される。
収容ステップにおいて、チャンバ2は、基板10を密閉空間で収容する。例えば、基板搬出入口21aを介してチャンバ2内に基板10を搬送した後、基板搬出入口21aを閉塞してチャンバ2を密閉する。
移動ステップにおいて、搬送機構5は、チャンバ2の外部からチャンバ2の内部に収容されている基板10に紫外線が照射されるように照射ユニット4をチャンバ2の外部で移動させる。
ここで、ガス供給ステップは、請求項に記載の「酸素濃度調整ステップ」及び「露点調整ステップ」に相当する。
ガス供給ステップにおいて、ガス供給部7は、チャンバ2の内部雰囲気の露点を調整する。又、ガス供給ステップにおいて、ガス供給部7は、チャンバ2の内部雰囲気の酸素濃度を調整する。
又、基板10を静止させた状態で照射ユニット4を移動させることによって、照射ユニット4よりも平面視サイズの大きい基板10を用いても、照射ユニット4を静止させた状態で基板10を移動させる場合と比較して、基板10に紫外線を照射する際に必要なスペースを節約することができ、フットプリントを小さくすることができる。
又、チャンバ2内で基板10を静止させた状態とすることによって、チャンバ2内は基板10の収容スペースを確保するだけで済むため、チャンバ2内で基板10を移動させる場合と比較して、チャンバ2の容積を小さくすることができ、チャンバ2内の酸素濃度・露点の管理をしやすくなる。又、チャンバ2内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
次に、本発明の第二実施形態について、図4〜図6を用いて説明する。
図4は、第二実施形態に係る紫外線照射装置201の斜視図である。図5は、第二実施形態に係る紫外線照射装置201の上面図である。図6は、第二実施形態に係る紫外線照射装置201の側面図である。
第二実施形態では、第一実施形態に対して、チャンバ202が第一チャンバ202A(第一収容部)及び第二チャンバ202B(第二収容部)を備える点、ガイド部250が第一レール251A及び第二レール251Bを備える点で特に異なる。図4〜図6において、第一実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4〜図6に示すように、紫外線照射装置201は、チャンバ202、ステージ203、照射ユニット4、搬送機構205、冷却部6、ガス供給部7及び制御部8を備える。制御部8は、紫外線照射装置201の構成要素を統括制御する。
第一チャンバ202A及び第二チャンバ202Bは、照射ユニット4の移動方向であるX方向に並ぶ。
第一チャンバ202Aは第一基板10Aを収容し、第二チャンバ202Bは第二基板10Bを収容する。尚、第一基板10A及び第二基板10Bは、互いに同じ基板を用いてもよいし、互いに異なる基板を用いてもよい。
ステージ203は、筐体下部231によって下方から支持される。
筐体下部231は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成される。
柱部233は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成され、第一チャンバ202A、第二チャンバ202B、照射ユニット4及び搬送機構205を囲む。
壁部234は、柱部233の隙間(各角柱の間)に設けられ、第一チャンバ202A、第二チャンバ202B,照射ユニット4及び搬送機構205の周囲及び上方を覆う。
例えば、壁部234は、透明な板材によって形成される。これにより、筐体232の外部から筐体232内の構成要素を視認することができる。
一対の第一レール251Aは、第一チャンバ202Aを−Y方向側及び+Y方向側から挟むようにX方向に延びる。
一対の第二レール251Bは、第二チャンバ202Bを−Y方向側及び+Y方向側から挟むようにX方向に延びる。
スライダ52は、一対の各レール251A,レール251Bに沿って摺動可能に構成される。
土台53は、ステージ203に複数(例えば本実施形態では八つ)設けられる。各土台53は、一対の各レール251A,251BにおけるX方向両端部を支持する。
門型フレーム54は、一対の各レール251A,251Bに沿って移動可能とされる。門型フレーム54における各門柱部54aの下端部は、スライダ52上面に載置される。
本実施形態において、照射ユニット4の移動方向であるX方向における第一レール251Aと第二レール251Bとの間には、門型フレーム54の移動を補助するベルトコンベア209(ガイド補助部)が着脱可能に設けられる。ベルトコンベア209は、第一レール251Aと第二レール251Bとの間を橋渡すようにX方向に延びる。ベルトコンベア209は、回転方向を切替可能とされる。これにより、門型フレーム54の第一レール251Aから第二レール251Bへの移動と、第二レール251Bから第一レール251Aへの移動とを補助するようになっている。
次に、本実施形態に係る紫外線照射方法を説明する。本実施形態では、上記の紫外線照射装置201を用いて各基板10A,10Bに紫外線を照射する。紫外線照射装置201の各部で行われる動作は、制御部8によって制御される。尚、本実施形態に係る紫外線照射方法において、第一実施形態と同様の方法については、その詳細な説明を省略する。
又、第一チャンバ202A及び第二チャンバ202Bを含むため、二つの基板10A,10Bを同時に処理することができる。
又、密閉空間を有する各チャンバ202A,202B内で各基板10A,10Bを静止させた状態で、各チャンバ202A,202B外で照射ユニット4を移動させつつ各チャンバ202A,202B内の各基板10A,10Bに紫外線を照射することができるため、各チャンバ202A,202B内のパーティクルの発生を抑制することができ、各基板10A,10Bを清浄に保つことができる。
又、第一チャンバ202A及び第二チャンバ202Bを備えた構成において、フットプリントの縮小化、各チャンバ202A,202B内の酸素濃度・露点の管理の容易化を図ると共に、各チャンバ202A,202B内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
例えば、上記実施形態においては、チャンバを一つ又は二つ設けたが、これに限らず、チャンバを三つ以上の複数設けても構わない。
Claims (16)
- 基板を密閉空間で収容可能な収容部と、
前記収容部の外部に設けられ、前記基板に紫外線を照射可能な照射部と、
前記収容部の外部に設けられ、前記収容部の外部から前記収容部の内部に収容されている前記基板に前記紫外線が照射されるように前記照射部を前記収容部の外部で移動させる移動部と、
を含む紫外線照射装置。 - 前記収容部には、前記紫外線を透過可能な透過部が設けられる
請求項1に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部は、前記基板の上方を覆う天板を含み、
前記透過部は、前記天板に設けられる
請求項2に記載の紫外線照射装置。 - 前記移動部は、
前記収容部を挟むように前記照射部の移動方向に延びるガイド部と、
前記収容部を跨ぐように門型に形成されると共に、前記ガイド部に沿って移動可能とされる門型フレームと、を含み、
前記門型フレームには、前記照射部を保持する保持部が設けられる
請求項1〜3の何れか一項に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部は、前記基板を密閉空間で収容可能であり且つ前記照射部の移動方向に並ぶ第一収容部及び第二収容部を含み、
前記ガイド部は、前記第一収容部を挟むように延びる第一レールと、前記第一レールに前記照射部の移動方向に並ぶと共に前記第二収容部を挟むように延びる第二レールと、
を含む
請求項4に記載の紫外線照射装置。 - 前記照射部の移動方向における前記第一レールと前記第二レールとの間には、前記門型フレームの移動を補助するガイド補助部が着脱可能に設けられる
請求項5に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部の外部には、前記照射部を冷却可能な冷却部が設けられる
請求項1〜6の何れか一項に記載の紫外線照射装置。 - 前記移動部は、前記照射部と共に前記冷却部を前記収容部の外部で移動させる
請求項7に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部には、前記収容部の内部雰囲気の酸素濃度を調整可能な酸素濃度調整部が設けられる
請求項1〜8の何れか一項に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部には、前記収容部の内部雰囲気の露点を調整可能な露点調整部が設けられる
請求項1〜9の何れか一項に記載の紫外線照射装置。 - 基板を密閉空間で収容可能な収容部と、
前記収容部の外部に設けられ、前記基板に紫外線を照射可能な照射部と、を含む紫外線照射装置を用いた紫外線照射方法であって、
前記基板を前記収容部に密閉空間で収容する収容ステップと、
前記基板に紫外線を照射する照射ステップと、
前記収容部の外部から前記収容部の内部に密閉空間で収容されている前記基板に前記紫外線が照射されるように前記照射部を前記収容部の外部で移動させる移動ステップと、
を含む紫外線照射方法。 - 前記収容部には、前記紫外線を透過可能な透過部が設けられ、
前記移動ステップは、前記透過部を介して前記収容部の内部の前記基板に前記紫外線が照射されるように前記照射部を前記収容部の外部で移動させる
請求項11に記載の紫外線照射方法。 - 前記移動ステップは、前記収容部を挟むように前記照射部の移動方向に延びるガイド部の一端と他端との間で前記照射部を往復移動させる
請求項11又は12に記載の紫外線照射方法。 - 前記収容部の外部には、前記照射部を冷却可能な冷却部が設けられ、
前記移動ステップは、前記照射部と共に前記冷却部を前記収容部の外部で移動させる
請求項11〜13の何れか一項に記載の紫外線照射方法。 - 前記収容部の内部雰囲気の酸素濃度を調整する酸素濃度調整ステップを含む
請求項11〜14の何れか一項に記載の紫外線照射方法。 - 前記収容部の内部雰囲気の露点を調整する露点調整ステップを含む
請求項11〜15の何れか一項に記載の紫外線照射方法。
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