特許 6985803 露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985803

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20211213BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20211213BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 502D

   H01L21/68 N

   G03F7/20 501

【請求項の数】16

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-38235(P2017-38235)

(22)【出願日】2017年3月1日

(65)【公開番号】特開2018-147917(P2018-147917A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100098305

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 祥人

(74)【代理人】

【識別番号】100108523

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 雅博

(74)【代理人】

【識別番号】100187931

【弁理士】

【氏名又は名称】澤村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】松尾 友宏

(72)【発明者】

【氏名】福本 靖博

(72)【発明者】

【氏名】大木 孝文

(72)【発明者】

【氏名】浅井 正也

(72)【発明者】

【氏名】春本 将彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕二

(72)【発明者】

【氏名】中山 知佐世

【審査官】 菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１２５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４４５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１８３９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２６７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１４６６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理面に膜が形成された基板を収容する処理室と、
前記処理室に収容された基板に真空紫外線を照射可能に設けられた光源部と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、
前記処理室内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、
前記光源部から基板への真空紫外線の照射期間に、真空紫外線の一部を受光し、受光した真空紫外線の照度を計測する照度計と、
前記照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量を算出する露光量算出部と、
前記酸素濃度計により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点で前記光源部による基板への真空紫外線の照射を開始し、前記露光量算出部により算出される露光量が予め定められた設定露光量まで上昇した時点で前記光源部による基板への真空紫外線の照射を停止するように前記光源部を制御する光源制御部とを備え、
前記露光開始濃度は、体積比で１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板の被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる、露光装置。

【請求項2】

前記処理室内に不活性ガスを供給する給気部をさらに備える、請求項１記載の露光装置。

【請求項3】

前記光源部の下方に設けられ、基板が載置される載置部と、
前記処理室内と外部との間での基板の受け渡しの際に前記載置部が第１の位置に移動し、前記光源部から基板への真空紫外線の照射期間前または照射期間中に前記載置部が前記第１の位置の上方の第２の位置に移動するように前記載置部を制御する載置制御部とをさらに備える、請求項１または２記載の露光装置。

【請求項4】

前記載置制御部は、前記第１の位置において前記載置部に基板が載置された後、前記光源部から基板への真空紫外線の照射開始後に前記第１の位置から前記第２の位置へ移動を開始するように前記載置部を制御する、請求項３記載の露光装置。

【請求項5】

前記載置制御部は、前記第１の位置において前記載置部に基板が載置された後、前記光源部から基板への真空紫外線の照射開始前に前記第１の位置から前記第２の位置へ移動を開始するように前記載置部を制御する、請求項３記載の露光装置。

【請求項6】

前記載置制御部は、前記第２の位置において前記載置部に載置された基板に真空紫外線が照射された後、前記露光量算出部により算出される露光量が前記設定露光量まで上昇する前に前記第２の位置から前記第１の位置へ移動を開始するように前記載置部を制御する、請求項３〜５のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項7】

前記照度計は、真空紫外線を受光する受光面を有し、前記受光面が真空紫外線の照射期間における基板の被処理面を基準とする一定の高さに位置するように配置される、請求項３〜６のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項8】

前記照度計は、前記受光面が真空紫外線の照射期間における基板の被処理面と同一の高さに位置するように配置される、請求項７記載の露光装置。

【請求項9】

前記照度計は、前記載置部の移動に追従して上下方向に移動する、請求項３〜８のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項10】

前記照度計は、前記載置部に取り付けられる、請求項９記載の露光装置。

【請求項11】

前記光源部は、面状の断面を有する真空紫外線を出射するように構成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項12】

前記光源部による真空紫外線の出射面積は、基板の面積よりも大きい、請求項１１記載の露光装置。

【請求項13】

基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成する塗布処理部と、
前記塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理する熱処理部と、
前記熱処理部により熱処理された基板を露光する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置と、
前記露光装置により露光された基板に溶剤を供給することにより基板の膜を現像する現像処理部とを備える、基板処理装置。

【請求項14】

処理液は、誘導自己組織化材料を含む、請求項１３記載の基板処理装置。

【請求項15】

被処理面に膜が形成された基板を処理室内に収容するステップと、
前記処理室内の雰囲気を排気部により排気するステップと、
前記処理室内の酸素濃度を酸素濃度計により計測するステップと、
前記酸素濃度計により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点で、光源部による基板への真空紫外線の照射を開始するステップと、
前記光源部から基板への真空紫外線の照射期間に、照度計により真空紫外線の一部を受光し、受光した真空紫外線の照度を計測するステップと、
前記照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量を算出するステップと、
前記算出される露光量が予め定められた設定露光量まで上昇した時点で前記光源部による基板への真空紫外線の照射を停止するステップとを含み、
前記露光開始濃度は、体積比で１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板の被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる、露光方法。

【請求項16】

塗布処理部により基板の被処理面に処理液を塗布することにより基板に膜を形成するステップと、
前記塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理部により熱処理するステップと、
前記熱処理部により熱処理された基板を露光装置により露光する請求項１５記載の露光方法と、
前記露光装置により露光された基板の被処理面に現像処理部により溶剤を供給することにより基板の膜を現像するステップとを含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に露光処理を行う露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、基板に形成されるパターンを微細化するために、ブロック共重合体の誘導自己組織化（ＤＳＡ：Directed Self Assembly）を利用したフォトリソグラフィ技術の開発が進められている。このようなフォトリソグラフィ技術においては、ブロック重合体が塗布された基板に加熱処理が施された後、基板の一面が露光されることによりブロック重合体が改質される。この処理においては、基板の露光量を正確に調整することが求められる。

【0003】

特許文献１には、基板上の誘導自己組織化材料を含む膜（ＤＳＡ膜）に露光処理を行う露光装置が記載されている。露光装置は、断面帯状の真空紫外線を出射可能な光出射部を有し、基板が光出射部からの真空紫外線の経路を横切るように光出射部の前方位置から後方位置に移動可能に構成される。露光処理前に、真空紫外線の照度が照度センサにより予め検出され、所望の露光量の真空紫外線が照射されるように、検出された照度に基づいて基板の移動速度が算出される。露光処理時に、基板が算出された移動速度で移動することにより、所望の露光量の真空紫外線が基板上のＤＳＡ膜に照射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１８３９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

露光処理時に、基板に照射される真空紫外線の経路に酸素が存在すると、真空紫外線を受ける酸素分子が酸素原子に分離するとともに分離した酸素原子が他の酸素分子と再結合することによりオゾンが発生する。この場合、基板に到達する真空紫外線が減衰する。そこで、特許文献１においては、露光処理中の酸素濃度が１％以下まで低くなるように露光装置のケーシング内が排気される。しかしながら、酸素分子の排気には長時間を要するので、基板の露光処理の効率が低下する。

【0006】

本発明の目的は、基板の露光処理の効率を向上させることが可能な露光装置、基板処理装置、露光方法および基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）第１の発明に係る露光装置は、被処理面に膜が形成された基板を収容する処理室と、処理室に収容された基板に真空紫外線を照射可能に設けられた光源部と、処理室内の雰囲気を排気する排気部と、処理室内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、光源部から基板への真空紫外線の照射期間に、真空紫外線の一部を受光し、受光した真空紫外線の照度を計測する照度計と、照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量を算出する露光量算出部と、酸素濃度計により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点で光源部による基板への真空紫外線の照射を開始し、露光量算出部により算出される露光量が予め定められた設定露光量まで上昇した時点で光源部による基板への真空紫外線の照射を停止するように光源部を制御する光源制御部とを備え、露光開始濃度は、体積比で１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板の被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる。

【0008】

この露光装置においては、被処理面に膜が形成された基板が処理室内に収容される。処理室内の雰囲気が排気部により排気される。処理室内の酸素濃度が酸素濃度計により計測される。酸素濃度計により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点で、光源部による基板への真空紫外線の照射が開始される。光源部から基板への真空紫外線の照射期間に、照度計により真空紫外線の一部が受光され、受光された真空紫外線の照度が計測される。照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量が算出される。算出される露光量が予め定められた設定露光量まで上昇した時点で光源部による基板への真空紫外線の照射が停止される。露光開始濃度は、１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板の被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる。

【0009】

この構成によれば、処理室内の酸素濃度が１％まで低下する時点よりも早い時点で光源部から基板に真空紫外線が照射される。また、この時点で基板に真空紫外線を照射することによりわずかにオゾンが発生するが、このオゾンによっては基板の被処理面に形成された膜には損傷が与えられない。そのため、露光処理に要する時間を短縮することができる。これにより、基板の露光処理の効率を向上させることができる。

【0010】

（２）露光装置は、処理室内に不活性ガスを供給する給気部をさらに備えてもよい。この場合、処理室内の酸素濃度が短時間で低下する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0011】

（３）露光装置は、光源部の下方に設けられ、基板が載置される載置部と、処理室内と外部との間での基板の受け渡しの際に載置部が第１の位置に移動し、光源部から基板への真空紫外線の照射期間前または照射期間中に載置部が第１の位置の上方の第２の位置に移動するように載置部を制御する載置制御部とをさらに備えてもよい。この場合、基板を光源部に干渉させることなく処理室内と外部との間で容易に受け渡すことができる。また、光源部から基板への真空紫外線の照射の際には、光源部と基板とが近接する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0012】

（４）載置制御部は、第１の位置において載置部に基板が載置された後、光源部から基板への真空紫外線の照射開始後に第１の位置から第２の位置へ移動を開始するように載置部を制御してもよい。この場合、載置部が第１の位置から第２の位置へ移動する過程においても基板に真空紫外線が照射される。そのため、基板の露光がより短時間で終了する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0013】

（５）載置制御部は、第１の位置において載置部に基板が載置された後、光源部から基板への真空紫外線の照射開始前に第１の位置から第２の位置へ移動を開始するように載置部を制御してもよい。この場合、処理室内の酸素濃度を露光開始濃度まで低下させる期間に載置部を第２の位置に移動させることができる。そのため、基板の露光がより短時間で終了する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0014】

（６）載置制御部は、第２の位置において載置部に載置された基板に真空紫外線が照射された後、露光量算出部により算出される露光量が設定露光量まで上昇する前に第２の位置から第１の位置へ移動を開始するように載置部を制御してもよい。この場合、載置部が第２の位置から第１の位置へ移動する過程においても基板に真空紫外線が照射される。そのため、より早い時点で基板が処理室から搬出され、露光処理が終了する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0015】

（７）照度計は、真空紫外線を受光する受光面を有し、受光面が真空紫外線の照射期間における基板の被処理面を基準とする一定の高さに位置するように配置されてもよい。この場合、光源部から基板の被処理面に到達するまでの真空紫外線の減衰率と、光源部から照度計の受光面に到達するまでの真空紫外線の減衰率とが相関する。そのため、照度計により計測される照度に基づいて基板の被処理面に照射される真空紫外線の照度を正確に取得することができる。それにより、照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量を正確に算出することができる。

【0016】

（８）照度計は、受光面が真空紫外線の照射期間における基板の被処理面と同一の高さに位置するように配置されてもよい。この場合、光源部から基板の被処理面に到達するまでの真空紫外線の減衰率と、光源部から照度計の受光面に到達するまでの真空紫外線の減衰率とが等しい。これにより、基板の被処理面に照射される真空紫外線の照度と照度計により計測される照度とが等しくなる。その結果、照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量をより容易に算出することができる。

【0017】

（９）照度計は、載置部の移動に追従して上下方向に移動してもよい。この場合、載置部の移動中においても、照度計の受光面が真空紫外線の照射期間における基板の被処理面を基準とする一定の高さに位置する。そのため、載置部の移動中に基板に真空紫外線を照射した場合でも、基板の正確な露光量を算出することができる。

【0018】

（１０）照度計は、載置部に取り付けられてもよい。この場合、載置部の移動に追従して照度計を上下方向に容易に移動させることができる。

【0019】

（１１）光源部は、面状の断面を有する真空紫外線を出射するように構成されてもよい。この場合、広範囲に真空紫外線が出射される。そのため、基板の露光がより短時間で終了する。これにより、基板の露光処理の効率をより向上させることができる。

【0020】

（１２）光源部による真空紫外線の出射面積は、基板の面積よりも大きくてもよい。この場合、基板の全面露光を行うことができるので、基板の露光がさらに短時間で終了する。これにより、基板の露光処理の効率をさらに向上させることができる。

【0021】

（１３）第２の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を塗布することにより基板に膜を形成する塗布処理部と、塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理する熱処理部と、熱処理部により熱処理された基板を露光する第１の発明に係る露光装置と、露光装置により露光された基板に溶剤を供給することにより基板の膜を現像する現像処理部とを備える。

【0022】

この基板処理装置においては、塗布処理部により基板に処理液が塗布されることにより基板に膜が形成される。塗布処理部により膜が形成された基板が熱処理部により熱処理される。熱処理部により熱処理された基板が上記の露光装置により露光される。露光装置により露光された基板に現像処理部により溶剤が供給されることにより基板の膜が現像される。

【0023】

露光装置においては、処理室内の酸素濃度が１％まで低下する時点よりも早い時点で光源部から基板に真空紫外線が照射されるので、露光処理に要する時間を短縮することができる。これにより、基板の露光処理の効率を向上させることができる。

【0024】

（１４）処理液は、誘導自己組織化材料を含んでもよい。この場合、誘導自己組織化材料を含む処理液が塗布された基板が熱処理されることにより、基板の一面上でミクロ相分離が生じる。また、ミクロ相分離により２種類の重合体のパターンが形成された基板が露光および現像される。これにより、２種類の重合体のうちの一方が除去され、微細化されたパターンを形成することができる。

【0025】

（１５）第３の発明に係る露光方法は、被処理面に膜が形成された基板を処理室内に収容するステップと、処理室内の雰囲気を排気部により排気するステップと、処理室内の酸素濃度を酸素濃度計により計測するステップと、酸素濃度計により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点で、光源部による基板への真空紫外線の照射を開始するステップと、光源部から基板への真空紫外線の照射期間に、照度計により真空紫外線の一部を受光し、受光した真空紫外線の照度を計測するステップと、照度計により計測される照度に基づいて基板の露光量を算出するステップと、算出される露光量が予め定められた設定露光量まで上昇した時点で光源部による基板への真空紫外線の照射を停止するステップとを含み、露光開始濃度は、体積比で１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板の被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる。

【0026】

この露光方法によれば、処理室内の酸素濃度が１％まで低下する時点よりも早い時点で光源部から基板に真空紫外線が照射されるので、露光処理に要する時間を短縮することができる。これにより、基板の露光処理の効率を向上させることができる。

【0027】

（１６）第４の発明に係る基板処理方法は、塗布処理部により基板の被処理面に処理液を塗布することにより基板に膜を形成するステップと、塗布処理部により膜が形成された基板を熱処理部により熱処理するステップと、熱処理部により熱処理された基板を露光装置により露光する第３の発明に係る露光方法と、露光装置により露光された基板の被処理面に現像処理部により溶剤を供給することにより基板の膜を現像するステップとを含む。

【0028】

この基板処理方法によれば、膜の形成後でかつ現像前の基板が真空紫外線により露光される。露光方法においては、処理室内の酸素濃度が１％まで低下する時点よりも早い時点で光源部から基板に真空紫外線が照射されるので、露光処理に要する時間を短縮することができる。これにより、基板の露光処理の効率を向上させることができる。

【発明の効果】

【0029】

この発明によれば、基板の露光処理の効率を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置の構成を示す模式的断面図である。

【図2】照度計の配置を説明するための図である。

【図3】露光装置の断面斜視図である。

【図4】露光装置の縦断面図である。

【図5】筐体内の酸素濃度と排気時間との関係を示すグラフである。

【図6】光源部により基板に照射される真空紫外線の照度と光源部の点灯時間との関係を示すグラフである。

【図7】図１の制御部の構成を示す機能ブロック図である。

【図8】露光装置の動作を説明するための模式図である。

【図9】露光装置の動作を説明するための模式図である。

【図10】露光装置の動作を説明するための模式図である。

【図11】露光装置の動作を説明するための模式図である。

【図12】図７の制御部により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】図７の制御部により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】図７の制御部により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。

【図15】図１の露光装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。

【図16】図１５の基板処理装置による基板の処理の一例を示す模式図である。

【図17】本発明の第２の実施の形態における露光装置の断面斜視図である。

【図18】図１７の露光装置の縦断面図である。

【図19】本発明の第３の実施の形態における露光装置の断面斜視図である。

【図20】図１９の露光装置の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

［１］第１の実施の形態
（１）露光装置の構成
以下、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置、基板処理装置、露光方法および基板処理方法について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等をいう。

【0032】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、露光装置１００は、制御部１１０、処理室１２０、閉塞部１３０、受渡部１４０、昇降部１５０、投光部１６０、置換部１７０、計測部１８０および遮光部１９０を含む。制御部１１０は、計測部１８０から計測値を取得するとともに、閉塞部１３０、昇降部１５０、投光部１６０、置換部１７０および遮光部１９０の動作を制御する。制御部１１０の機能については後述する。

【0033】

処理室１２０は、上部開口および内部空間を有する筐体１２１、環状部材１２２および被覆部材１２３を含む。筐体１２１の側面には、筐体１２１の内部と外部との間で処理対象の基板Ｗを搬送するための搬送開口１２１ａが形成される。なお、本実施の形態においては、処理対象の基板Ｗには、誘導自己組織化材料を含む膜（以下、ＤＳＡ（Directed Self Assembly）膜と呼ぶ。）が形成されている。また、筐体１２１の底面には、後述する昇降部１５０の連結部材１５２が通過する開口部１２１ｂが形成される。

【0034】

後述する投光部１６０のハウジング１６１が環状部材１２２を介して筐体１２１の上部に配置されることにより、筐体１２１の上部開口が閉塞される。筐体１２１と環状部材１２２との間、および環状部材１２２とハウジング１６１との間には、それぞれシール部材ｓ１，ｓ２が取り付けられる。また、環状部材１２２の外周面を覆うように筐体１２１とハウジング１６１との間に被覆部材１２３が取り付けられる。

【0035】

閉塞部１３０は、シャッタ１３１、棒形状の連結部材１３２および駆動装置１３３を含む。連結部材１３２は、シャッタ１３１と駆動装置１３３とを連結する。駆動装置１３３は、例えばステッピングモータである。駆動装置１３３は、シャッタ１３１が搬送開口１２１ａを開放する開放位置と、シャッタ１３１が搬送開口１２１ａを閉塞する閉塞位置との間でシャッタ１３１を移動させる。

【0036】

シャッタ１３１には、シール部材１３１ａが取り付けられる。シャッタ１３１が閉塞位置にある状態においては、シール部材１３１ａが筐体１２１における搬送開口１２１ａを取り囲む部分に密着することにより筐体１２１の内部が密閉される。なお、シール部材１３１ａと筐体１２１との摩擦を防止するため、駆動装置１３３は、シャッタ１３１を開放位置と閉塞位置との間で移動させる際には、シャッタ１３１を筐体１２１から離間させた状態で上下方向に移動させる。

【0037】

駆動装置１３３には、シャッタ１３１の上限位置および下限位置をそれぞれ検出する位置センサ１３３ａ，１３３ｂが取り付けられる。位置センサ１３３ａ，１３３ｂは、検出結果を制御部１１０に与える。本実施の形態においては、駆動装置１３３および後述する駆動装置１５３，１９２は、処理室１２０の外に設けられる。そのため、駆動装置１３３，１５３，１９２の駆動により塵埃が発生する場合でも、筐体１２１内に塵埃が直接侵入することが防止される。

【0038】

受渡部１４０は、例えば円板形状の支持板１４１および複数（本例では３個）の支持ピン１４２を含む。支持板１４１は、筐体１２１内に水平姿勢で配置される。支持板１４１の中央部には、後述する昇降部１５０の連結部材１５２が通過する開口部１４１ａが形成される。複数の支持ピン１４２は、開口部１４１ａを取り囲むように支持板１４１の上面から上方に延びる。複数の支持ピン１４２の上端部に、処理対象の基板Ｗを載置することができる。

【0039】

昇降部１５０は、平板形状の載置板１５１、棒形状の連結部材１５２および駆動装置１５３を含む。載置板１５１は、筐体１２１内において、受渡部１４０の支持板１４１の上方に水平姿勢で配置される。載置板１５１には、支持板１４１の複数の支持ピン１４２にそれぞれ対応する複数の貫通孔１５１ａが形成される。

【0040】

連結部材１５２は筐体１２１の開口部１２１ｂおよび支持板１４１の開口部１４１ａを通して上下に延びるように配置され、駆動装置１５３は筐体１２１の下方に配置される。連結部材１５２は、載置板１５１と駆動装置１５３とを連結する。連結部材１５２の外周面と開口部１２１ｂの内周面との間には、連結部材１５２が上下方向に摺動可能にシール部材ｓ３が配置される。

【0041】

駆動装置１５３は、例えばステッピングモータであり、複数の支持ピン１４２の上端部よりも上方の処理位置と、複数の支持ピン１４２の上端部よりも下方の待機位置との間で載置板１５１を上下方向に移動させる。載置板１５１が待機位置にある状態においては、複数の支持ピン１４２が複数の貫通孔１５１ａにそれぞれ挿通される。駆動装置１５３には、載置板１５１の上限位置および下限位置をそれぞれ検出する位置センサ１５３ａ，１５３ｂが取り付けられる。位置センサ１５３ａ，１５３ｂは、検出結果を制御部１１０に与える。

【0042】

投光部１６０は、下部開口および内部空間を有するハウジング１６１、透光板１６２、面状の光源部１６３および電源装置１６４を含む。本実施の形態では、透光板１６２は石英ガラス板である。透光板１６２の材料として、後述する真空紫外線を透過する他の材料が用いられてもよい。上記のように、ハウジング１６１は、筐体１２１の上部開口を閉塞するように筐体１２１の上部に配置される。透光板１６２は、ハウジング１６１の下部開口を閉塞するようにハウジング１６１に取り付けられる。筐体１２１の内部空間とハウジング１６１の内部空間とは、透光板１６２により光学的にアクセス可能に隔てられる。

【0043】

光源部１６３および電源装置１６４は、ハウジング１６１内に収容される。本実施の形態においては、波長約１２０ｎｍ以上約２３０ｎｍ以下の真空紫外線を出射する複数の棒形状の光源が所定の間隔で水平に配列されることにより光源部１６３が構成される。各光源は、例えばキセノンエキシマランプであってもよいし、他のエキシマランプまたは重水素ランプ等であってもよい。光源部１６３は、透光板１６２を通して筐体１２１内に略均一な光量分布を有する真空紫外線を出射する。光源部１６３における真空紫外線の出射面の面積は、基板Ｗの被処理面の面積よりも大きい。電源装置１６４は、光源部１６３に電力を供給する。

【0044】

置換部１７０は、配管１７１ｐ，１７２ｐ，１７３ｐ、バルブ１７１ｖ，１７２ｖおよび吸引装置１７３を含む。配管１７１ｐ，１７２ｐは筐体１２１の給気口と不活性ガスの供給源との間に接続される。本実施の形態では、不活性ガスは例えば窒素ガスである。配管１７１ｐ，１７２ｐにはバルブ１７１ｖ，１７２ｖが介挿される。

【0045】

配管１７１ｐを通して支持板１４１の側方から筐体１２１内に不活性ガスが供給される。配管１７２ｐを通して支持板１４１の下方から筐体１２１内に不活性ガスが供給される。不活性ガスの流量は、バルブ１７１ｖ，１７２ｖにより調整される。本実施の形態では、不活性ガスとして窒素ガスが用いられる。

【0046】

配管１７３ｐは、枝管１７３ａと枝管１７３ｂとに分岐する。枝管１７３ａは筐体１２１の排気口に接続され、枝管１７３ｂの端部は筐体１２１とシャッタ１３１との間に配置される。配管１７３ｐには、吸引装置１７３が介挿される。枝管１７３ｂにはバルブ１７３ｖが介挿される。吸引装置１７３は、例えばエジャクタである。配管１７３ｐは、排気設備に接続される。吸引装置１７３は、筐体１２１内の雰囲気を枝管１７３ａおよび配管１７３ｐを通して排出する。また、吸引装置１７３は、筐体１２１とシャッタ１３１との間の雰囲気をシャッタ１３１の移動により発生する塵埃等とともに枝管１７３ｂおよび配管１７３ｐを通して排出する。吸引装置１７３により排出された気体は、排気設備により無害化される。

【0047】

計測部１８０は、酸素濃度計１８１、オゾン濃度計１８２および照度計１８３を含む。酸素濃度計１８１、オゾン濃度計１８２および照度計１８３は、筐体１２１に設けられた接続ポートｐ１，ｐ２，ｐ３をそれぞれ通して制御部１１０に接続される。酸素濃度計１８１は、例えばガルバニ電池式酸素センサまたはジルコニア式酸素センサであり、筐体１２１内の酸素濃度を計測する。オゾン濃度計１８２は、筐体１２１内のオゾン濃度を計測する。

【0048】

照度計１８３は、フォトダイオード等の受光素子を含み、受光素子の受光面に照射される光源部１６３からの真空紫外線の照度を計測する。ここで、照度とは、受光面の単位面積当たりに照射される真空紫外線の仕事率である。照度の単位は、例えば「Ｗ／ｍ^２」で表される。本実施の形態においては、照度計１８３は、受光素子の受光面が基板Ｗの被処理面と略同一の高さに位置するように載置板１５１に取り付けられる。図２は、照度計１８３の配置を説明するための図である。

【0049】

図２に示すように、透光板１６２は矩形状を有し、基板Ｗは円形状を有する。そのため、透光板１６２の角部近傍は、平面視において、処理位置の基板Ｗとは重ならない。そこで、載置板１５１は、平面視において、透光板１６２の中央部に重なる円形部１５１ｂと、透光板１６２の１つの角部近傍に重なる角部１５１ｃとを含む。露光処理時には、基板Ｗは円形部１５１ｂに載置される。照度計１８３は、角部１５１ｃに取り付けられる。この配置によれば、照度計１８３は、基板Ｗと干渉することなく真空紫外線の照度を計測することができる。

【0050】

図３は、図１の露光装置１００の断面斜視図である。図４は、図３の露光装置１００の縦断面図である。図３および図４においては、露光装置１００の内部構成の理解を容易にするため、一部の構成要素の図示を省略している。図３および図４に示すように、遮光部１９０は、遮光部材１９１、駆動装置１９２、ガイド部１９３、棒形状の支持部材１９４および平板形状の連結部材１９５を含む。

【0051】

駆動装置１９２は、例えばエアシリンダであり、一方向に進退可能な駆動軸１９２ａを有する。駆動装置１９２は、筐体１２１の外側面に取り付けられる。ガイド部１９３は、筐体１２１の外側面に取り付けられ、駆動軸１９２ａの進退方向に平行な方向に移動可能に支持部材１９４を案内する。支持部材１９４は、ガイド部１９３を通して筐体１２１の側壁を貫通するように設けられる。

【0052】

遮光部材１９１は、水平板１９１ａおよび垂直板１９１ｂからなる断面逆Ｌ字形状を有する。垂直板１９１ｂの下端が筐体１２１内で支持部材１９４の一端部に取り付けられる。連結部材１９５は、筐体１２１外で支持部材１９４の他端部と駆動装置１９２の駆動軸１９２ａの先端部とを連結する。

【0053】

駆動装置１９２の駆動軸１９２ａが進退することにより、図４に矢印で示すように、遮光部材１９１は遮光位置と非遮光位置との間で移動する。ここで、遮光位置は、水平板１９１ａが光源部１６３から照度計１８３に照射される真空紫外線を遮光する遮光部材１９１の位置である。非遮光位置は、水平板１９１ａが光源部１６３から照度計１８３に照射される真空紫外線を遮光しない遮光部材１９１の位置である。図４においては、遮光位置における遮光部材１９１が実線で図示され、非遮光位置における遮光部材１９１が一点鎖線で図示される。

【0054】

（２）露光装置の概略動作
図１の露光装置１００においては、光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射されることにより露光処理が行われる。しかしながら、筐体１２１内の酸素濃度が高い場合、酸素分子が真空紫外線を吸収して酸素原子に分離するとともに、分離した酸素原子が他の酸素分子と再結合することによりオゾンが発生する。この場合、基板Ｗに到達する真空紫外線が減衰する。真空紫外線の減衰は、約２３０ｎｍよりも長い波長の紫外線の減衰に比べて大きい。

【0055】

そこで、露光処理時には、筐体１２１内の雰囲気が置換部１７０により不活性ガスに置換される。これにより、筐体１２１内の酸素濃度が低下する。図５は、筐体１２１内の酸素濃度と排気時間との関係を示すグラフである。図５の縦軸は酸素濃度を示し、横軸は排気時間を示す。図５に示すように、排気時間が長くなるほど、筐体１２１内の酸素濃度が低下する。酸素濃度計１８１により計測される酸素濃度が予め定められた露光開始濃度まで低下した時点ｔ０で、光源部１６３から基板Ｗへの真空紫外線の照射が開始される。

【0056】

ここで、露光開始濃度は、真空紫外線が光源部１６３から基板Ｗまで到達可能でかつオゾンが基板Ｗの被処理面に形成された膜に損傷を与えないように予め定められる酸素濃度である。具体的な露光開始濃度は、処理対象の基板Ｗに形成される膜の種類および成分により異なるが、筐体１２１内にほとんど酸素が残存していないとみなされる酸素濃度１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低い。酸素濃度は、時点ｔ１で１％まで低下する。本実施の形態では、酸素濃度が１％まで低下する時点ｔ１よりもΔｔだけ早い時点ｔ０で真空紫外線の照射が開始される。それにより、露光処理に要する時間を短縮することができる。

【0057】

光源部１６３により基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量が予め定められた設定露光量に到達した場合、真空紫外線の照射が停止され、露光処理が終了する。ここで、露光量とは、露光処理時に基板Ｗの被処理面の単位面積当たりに照射される真空紫外線のエネルギーである。露光量の単位は、例えば「Ｊ／ｍ^２」で表される。したがって、真空紫外線の露光量は、照度計１８３により計測される真空紫外線の照度の積算により取得される。

【0058】

図６は、光源部１６３から出射される真空紫外線の照度と光源部１６３の点灯時間との関係を示すグラフである。図６の縦軸は照度を示し、横軸は点灯時間を示す。真空紫外線を出射する光源部１６３の光源は比較的高価である。そのため、真空紫外線を基板Ｗに照射しない期間においては、電源装置１６４から光源部１６３に供給される電力を遮断し、光源部１６３を消灯することが好ましい。これにより、光源部１６３の寿命を長期化することができる。

【0059】

しかしながら、光源部１６３の点灯直後には、図６に示すように、基板Ｗに照射される真空紫外線の照度が時間とともに低下し、所定時間後に一定値ＬＶに収束する。そのため、露光処理前に一定値ＬＶを有する照度を計測することは困難である。本実施の形態においては、露光処理中に、真空紫外線が基板Ｗおよび照度計１８３に同時に照射される。したがって、基板Ｗに照射される真空紫外線の照度が変化した場合に、照度計１８３により計測される真空紫外線の照度も同様に変化する。

【0060】

また、上記のように、本実施の形態においては、照度計１８３は、受光素子の受光面が基板Ｗの被処理面と略同一の高さに位置するように設けられる。したがって、基板Ｗと光源部１６３との間に残存する酸素分子により真空紫外線が部分的に吸収されて減衰する場合でも、基板Ｗの被処理面と照度計１８３の受光面とに略同程度の真空紫外線が到達することとなる。基板Ｗの被処理面に照射される真空紫外線の照度と照度計１８３により計測される照度とが等しくなる。その結果、基板Ｗに到達する真空紫外線の照度を簡単な構成で正確に計測することができる。

【0061】

一方で、照度計１８３に真空紫外線を長期間照射し続けると、照度計１８３が劣化しやすくなり、照度計１８３の寿命が低下する。また、照度計１８３の校正等の保守作業を行う頻度が増加する。本実施の形態においては、露光処理中に、遮光部材１９１が遮光位置と非遮光位置との間で移動する。この場合、照度計１８３に真空紫外線が断続的に照射され、照度計１８３に真空紫外線が連続的に照射される場合に比べて照度計１８３の劣化の速度が低下する。これにより、照度計１８３が長寿命化する。また、照度計１８３の保守作業の頻度を低減することができる。

【0062】

この構成においては、遮光部材１９１が遮光位置にある期間（以下、遮光期間と呼ぶ。）には、基板Ｗに照射される真空紫外線の照度が計測されない。そのため、遮光期間において基板Ｗに照射される真空紫外線の照度が補間されることが好ましい。遮光期間における照度の補間は、遮光期間の前後において照度計１８３により計測された照度に基づいて行うことが可能である。例えば、遮光期間の前後において計測された照度の値をスプライン曲線で接続することにより、遮光期間における照度をスプライン補間することができる。

【0063】

（３）制御部
図７は、図１の制御部１１０の構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、制御部１１０は、閉塞制御部１、昇降制御部２、排気制御部３、給気制御部４、濃度取得部５、濃度比較部６、遮光制御部７、照度取得部８、照度補間部９、露光量算出部１０、露光量比較部１１および投光制御部１２を含む。

【0064】

制御部１１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリにより構成される。制御部１１０のメモリには、制御プログラムが予め記憶されている。制御部１１０のＣＰＵがメモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部１１０の各部の機能が実現される。

【0065】

閉塞制御部１は、図１の位置センサ１３３ａ，１３３ｂの検出結果に基づいて、シャッタ１３１が閉塞位置と開放位置との間で移動するように駆動装置１３３を制御する。昇降制御部２は、図１の位置センサ１５３ａ，１５３ｂの検出結果に基づいて、載置板１５１が待機位置と処理位置との間で移動するように駆動装置１５３を制御する。

【0066】

排気制御部３は、図１の筐体１２１内の雰囲気および筐体１２１とシャッタ１３１との間の雰囲気を排気するように吸引装置１７３およびバルブ１７３ｖを制御する。給気制御部４は、筐体１２１内に不活性ガスを供給するように図１のバルブ１７１ｖ，１７２ｖを制御する。

【0067】

濃度取得部５は、図１の酸素濃度計１８１により計測された酸素濃度の値を取得する。濃度比較部６は、濃度取得部５により計測された酸素濃度と露光開始濃度とを比較する。

【0068】

遮光制御部７は、図４の遮光部材１９１が遮光位置と非遮光位置との間で往復移動するように駆動装置１９２を制御する。照度取得部８は、図１の照度計１８３により計測された真空紫外線の照度の値を取得する。照度補間部９は、遮光制御部７による遮光部材１９１の制御タイミングおよび照度取得部８により取得された照度の値に基づいて、遮光期間に基板Ｗに照射される真空紫外線の照度を補間する。

【0069】

露光量算出部１０は、照度取得部８により取得された真空紫外線の照度と、照度補間部９により補間された真空紫外線の照度と、図１の光源部１６３から基板Ｗへの真空紫外線の照射時間とに基づいて基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量を算出する。露光量比較部１１は、露光量算出部１０により算出された露光量と予め定められた設定露光量とを比較する。

【0070】

投光制御部１２は、濃度比較部６による比較結果に基づいて光源部１６３が真空紫外線を出射するように図１の電源装置１６４から光源部１６３への電力の供給を制御する。また、投光制御部１２は、電源装置１６４から光源部１６３への電力の供給時間を光源部１６３から基板Ｗへの真空紫外線の照射時間として露光量算出部１０に与える。さらに、投光制御部１２は、露光量比較部１１による比較結果に基づいて光源部１６３が真空紫外線の出射を停止するように電源装置１６４を制御する。

【0071】

（４）露光処理
図８〜図１１は、露光装置１００の動作を説明するための模式図である。図８〜図１１においては、筐体１２１内およびハウジング１６１内の構成の理解を容易にするために、一部の構成要素の図示が省略されるとともに、筐体１２１およびハウジング１６１の輪郭が一点鎖線で示される。図１２、図１３および図１４は、図７の制御部１１０により行われる露光処理の一例を示すフローチャートである。以下、図８〜図１１を参照しながら制御部１１０による露光処理を説明する。

【0072】

図８に示すように、露光処理の初期状態においては、シャッタ１３１が閉塞位置にあり、載置板１５１が待機位置にあり、遮光部材１９１が非遮光位置にある。また、筐体１２１内の酸素濃度は、酸素濃度計１８１により常時または定期的に計測され、濃度取得部５により取得されている。この時点においては、酸素濃度計１８１により計測される筐体１２１内の酸素濃度は大気中の酸素濃度に等しい。

【0073】

まず、閉塞制御部１は、図９に示すように、シャッタ１３１を開放位置に移動させる（ステップＳ１）。これにより、搬送開口１２１ａを通して処理対象の基板Ｗを複数の支持ピン１４２の上端部に載置することができる。本例では、後述する図１５の搬送装置２２０により基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置される。

【0074】

次に、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置されたか否かを判定する（ステップＳ２）。基板Ｗが載置されていない場合、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２の上端部に載置されるまで待機する。基板Ｗが載置された場合、閉塞制御部１は、シャッタ１３１を閉塞位置に移動させる（ステップＳ３）。

【0075】

続いて、排気制御部３は、図１の吸引装置１７３により筐体１２１内の雰囲気を排出させる（ステップＳ４）。また、給気制御部４は、図１の配管１７１ｐ，１７２ｐを通して筐体１２１内に不活性ガスを供給させる（ステップＳ５）。ステップＳ４，Ｓ５の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。その後、昇降制御部２は、図１０に示すように、載置板１５１を待機位置から上昇させることにより、載置板１５１に基板Ｗを載置させる（ステップＳ６）。この時点で基板Ｗの載置面と照度計１８３の受光面との高さが一致する。

【0076】

次に、濃度比較部６は、筐体１２１内の酸素濃度が露光開始濃度まで低下したか否かを判定する（ステップＳ７）。酸素濃度が露光開始濃度まで低下していない場合、濃度比較部６は、酸素濃度が露光開始濃度まで低下するまで待機する。酸素濃度が露光開始濃度まで低下した場合、投光制御部１２は、光源部１６３により真空紫外線を出射させる（ステップＳ８）。これにより、光源部１６３から透光板１６２を通して真空紫外線が基板Ｗに照射され、被処理面に形成されたＤＳＡ膜の露光が開始される。また、昇降制御部２は、載置板１５１の上昇を開始させる（ステップＳ９）。

【0077】

続いて、照度取得部８は、照度計１８３に真空紫外線の照度の計測を開始させ、計測された照度を照度計１８３から取得する（ステップＳ１０）。さらに、遮光制御部７は、遮光部材１９１を遮光位置と非遮光位置との間で複数回往復移動させる（ステップＳ１１）。ステップＳ８〜Ｓ１１の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。

【0078】

照度補間部９は、遮光期間の真空紫外線の照度を補間する（ステップＳ１２）。露光量算出部１０は、照度取得部８により取得される真空紫外線の照度および照度補間部９により補間される真空紫外線の照度を積算することにより基板Ｗに照射される真空紫外線の露光量を算出する（ステップＳ１３）。

【0079】

その後、昇降制御部２は、載置板１５１が処理位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。載置板１５１が処理位置に到達していない場合には、昇降制御部２はステップＳ１６の処理に進む。一方、載置板１５１が処理位置に到達した場合には、昇降制御部２は、載置板１５１の上昇を停止させる（ステップＳ１５）。なお、図１１に示すように、載置板１５１が処理位置に到達した場合には、基板Ｗが透光板１６２に近接する。

【0080】

次に、露光量比較部１１は、露光量算出部１０により算出された露光量が設定露光量に到達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。露光量が設定露光量に到達していない場合、露光量比較部１１は、ステップＳ１０の処理に戻る。露光量が設定露光量に到達するまで、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理が繰り返される。

【0081】

露光量が設定露光量に到達した場合、投光制御部１２は、光源部１６３からの真空紫外線の出射を停止させる（ステップＳ１７）。また、照度取得部８は、照度計１８３による照度の計測を停止させる（ステップＳ１８）。さらに、遮光制御部７は、遮光部材１９１の移動を停止させる（ステップＳ１９）。本例では、遮光部材１９１は非遮光位置に戻される。

【0082】

次に、昇降制御部２は、図１０に示すように、載置板１５１を待機位置に下降させる（ステップＳ２０）。これにより、基板Ｗが載置板１５１から複数の支持ピン１４２に受け渡される。続いて、排気制御部３は、吸引装置１７３による筐体１２１内の雰囲気の排出を停止させる（ステップＳ２１）。また、給気制御部４は、配管１７１ｐ，１７２ｐからの筐体１２１内への不活性ガスの供給を停止させる（ステップＳ２２）。ステップＳ１７〜Ｓ２２の処理は、いずれが先に開始されてもよいし、同時に開始されてもよい。

【0083】

その後、閉塞制御部１は、図９に示すように、シャッタ１３１を開放位置に移動させる（ステップＳ２３）。これにより、搬送開口１２１ａを通して露光後の基板Ｗを複数の支持ピン１４２上から筐体１２１の外部へ搬出することができる。本例では、後述する図１５の搬送装置２２０により基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から筐体１２１の外部へ搬出される。

【0084】

次に、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から搬出されたか否かを判定する（ステップＳ２４）。基板Ｗが搬出されていない場合、閉塞制御部１は、基板Ｗが複数の支持ピン１４２上から搬出されるまで待機する。基板Ｗが搬出された場合、閉塞制御部１は、図８に示すように、シャッタ１３１を閉塞位置に移動させ（ステップＳ２５）、露光処理を終了する。上記の動作が繰り返されることにより、複数の基板Ｗに露光処理を順次行うことができる。

【0085】

上記の露光処理においては、載置板１５１が処理位置に移動される前に光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射される。この場合、載置板１５１が待機位置から処理位置へ移動する過程においても基板Ｗに真空紫外線が照射される。そのため、基板Ｗの露光がより短時間で終了する。これにより、基板Ｗの露光処理の効率をより向上させることができる。

【0086】

一方で、載置板１５１が処理位置に移動された後に光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射されてもよい。すなわち、ステップＳ９，Ｓ１４，Ｓ１５の処理がステップＳ６〜Ｓ８の処理の間に実行されてもよく、ステップＳ７の処理と同時に実行されてもよい。この場合、筐体１２１内の酸素濃度を露光開始濃度まで低下させる期間に載置板１５１を待機位置に移動させることができる。そのため、基板Ｗの露光がより短時間で終了する。これにより、基板Ｗの露光処理の効率をより向上させることができる。

【0087】

また、上記の露光処理においては、基板Ｗの露光量が設定露光量に到達した後に載置板１５１が処理位置から待機位置に移動するが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの露光量が設定露光量に到達する前に載置板１５１が処理位置から待機位置に移動してもよい。すなわち、ステップＳ２０の処理がステップＳ１６の処理の前に実行されてもよい。この場合、載置板１５１が処理位置から待機位置へ移動する過程においても基板Ｗに真空紫外線が照射される。そのため、より早い時点で基板Ｗが処理室１２０から搬出され、露光処理が終了する。これにより、基板Ｗの露光処理の効率をより向上させることができる。

【0088】

（５）基板処理装置
図１５は、図１の露光装置１００を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。以下に説明する基板処理装置２００においては、ブロック共重合体の誘導自己組織化（ＤＳＡ）を利用した処理が行われる。具体的には、基板Ｗの被処理面上に誘導自己組織化材料を含む処理液が塗布される。その後、誘導自己組織化材料に生じるミクロ相分離により基板Ｗの被処理面上に２種類の重合体のパターンが形成される。２種類の重合体のうち一方のパターンが溶剤により除去される。

【0089】

誘導自己組織化材料を含む処理液をＤＳＡ液と呼ぶ。また、ミクロ相分離により基板Ｗの被処理面上に形成される２種類の重合体のパターンのうち一方を除去する処理を現像処理と呼び、現像処理に用いられる溶剤を現像液と呼ぶ。

【0090】

図１５に示すように、基板処理装置２００は、露光装置１００に加えて、制御装置２１０、搬送装置２２０、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０を備える。制御装置２１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、搬送装置２２０、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０の動作を制御する。また、制御装置２１０は、図１の露光装置１００の閉塞部１３０、昇降部１５０、投光部１６０、置換部１７０および遮光部１９０の動作を制御するための指令を制御部１１０に与える。

【0091】

搬送装置２２０は、処理対象の基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを露光装置１００、熱処理装置２３０、塗布装置２４０および現像装置２５０の間で搬送する。熱処理装置２３０は、塗布装置２４０による塗布処理および現像装置２５０による現像処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。

【0092】

塗布装置２４０は、基板Ｗの被処理面にＤＳＡ液を供給することにより、膜の塗布処理を行う。本実施の形態では、ＤＳＡ液として、２種類の重合体から構成されるブロック共重合体が用いられる。２種類の重合体の組み合わせとして、例えば、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ポリフェロセニルジメチルシラン（ＰＳ−ＰＦＳ）、ポリスチレン−ポリエチレンオキシド（ＰＳ−ＰＥＯ）、ポリスチレン−ポリビニルピリジン（ＰＳ−ＰＶＰ）、ポリスチレン−ポリヒドロキシスチレン（ＰＳ−ＰＨＯＳＴ）、およびポリメチルメタクリレート−ポリメタクリレートポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン（ＰＭＭＡ−ＰＭＡＰＯＳＳ）等が挙げられる。

【0093】

現像装置２５０は、基板Ｗの被処理面に現像液を供給することにより、膜の現像処理を行う。現像液の溶媒として、例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、酢酸、テトラヒドロフラン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）または水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等が挙げられる。

【0094】

図１６は、図１５の基板処理装置２００による基板Ｗの処理の一例を示す模式図である。図１６では、処理が行われるごとに変化する基板Ｗの状態が断面図で示される。本例では、基板Ｗが基板処理装置２００に搬入される前の初期状態として、図１６（ａ）に示すように、基板Ｗの被処理面を覆うように下地層Ｌ１が形成され、下地層Ｌ１上に例えばフォトレジストからなるガイドパターンＬ２が形成されている。以下、図１５および図１６を用いて基板処理装置２００の動作を説明する。

【0095】

搬送装置２２０は、処理対象の基板Ｗを、熱処理装置２３０および塗布装置２４０に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗの温度がＤＳＡ膜Ｌ３の形成に適した温度に調整される。また、塗布装置２４０において、基板Ｗの被処理面にＤＳＡ液が供給され、塗布処理が行われる。それにより、図１６（ｂ）に示すように、ガイドパターンＬ２が形成されていない下地層Ｌ１上の領域に、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。

【0096】

次に、搬送装置２２０は、ＤＳＡ膜Ｌ３が形成された基板Ｗを、熱処理装置２３０および露光装置１００に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗの加熱処理が行われることにより、ＤＳＡ膜Ｌ３にミクロ相分離が生じる。これにより、図１６（ｃ）に示すように、一方の重合体からなるパターンＱ１および他方の重合体からなるパターンＱ２が形成される。本例では、ガイドパターンＬ２に沿うように、線状のパターンＱ１および線状のパターンＱ２が指向的に形成される。

【0097】

その後、熱処理装置２３０において、基板Ｗが冷却される。また、露光装置１００において、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３の全体にＤＳＡ膜Ｌ３を改質させるための真空紫外線が照射され、露光処理が行われる。これにより、一方の重合体と他方の重合体との間の結合が切断され、パターンＱ１とパターンＱ２とが分離される。

【0098】

続いて、搬送装置２２０は、露光装置１００による露光処理後の基板Ｗを、熱処理装置２３０および現像装置２５０に順に搬送する。この場合、熱処理装置２３０において、基板Ｗが冷却される。また、現像装置２５０において、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に現像液が供給され、現像処理が行われる。これにより、図１６（ｄ）に示すように、パターンＱ１が除去され、最終的に、基板Ｗ上にパターンＱ２が残存する。最後に、搬送装置２２０は、現像処理後の基板Ｗを現像装置２５０から回収する。

【0099】

（６）効果
本実施の形態に係る露光装置１００においては、酸素濃度計１８１により計測される処理室１２０内の酸素濃度が露光開始濃度まで低下した時点で、光源部１６３による基板Ｗへの真空紫外線の照射が開始される。ここで、露光開始濃度は、１％よりも高くかつ大気中の酸素濃度よりも低く、真空紫外線の照射により酸素原子から生成されるオゾンが基板Ｗの被処理面の膜に損傷を与えないように予め定められる。

【0100】

したがって、処理室１２０内の酸素濃度が１％まで低下する時点よりも早い時点で光源部１６３から基板Ｗに真空紫外線が照射される。また、この時点で基板Ｗに真空紫外線を照射することによりわずかにオゾンが発生するが、このオゾンによっては基板Ｗの被処理面に形成された膜には損傷が与えられない。そのため、露光処理に要する時間を短縮することができる。これにより、基板Ｗの露光処理の効率を向上させることができる。

【0101】

［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る露光装置および基板処理装置について、第１の実施の形態に係る露光装置および基板処理装置と異なる点を説明する。図１７は、本発明の第２の実施の形態における露光装置の断面斜視図である。図１８は、図１７の露光装置１００の縦断面図である。図１７および図１８においては、露光装置１００の内部構成の理解を容易にするため、一部の構成要素の図示を省略している。

【0102】

図１８に示すように、本実施の形態に係る露光装置１００においては、照度計１８３が固定部材１２４により筐体１２１の内側面に固定される。照度計１８３は、平面視において透光板１６２の１つの角部近傍に重なり、かつ受光素子の受光面が処理位置における基板Ｗの被処理面と略同一の高さに位置するように配置される。このように、本実施の形態においては、照度計１８３は載置板１５１には取り付けられないので、載置板１５１は照度計１８３を取り付けるための図２の角部１５１ｃを有さない。

【0103】

また、図１７および図１８に示すように、本実施の形態に係る露光装置１００は、図３の遮光部１９０に代えて遮光部１９０Ａを含む。遮光部１９０Ａは、遮光部材１９１、駆動装置１９２および棒形状の支持部材１９４を含む。遮光部材１９１は、例えばシャッタであり、光源部１６３から照度計１８３に照射される真空紫外線を遮光する遮光位置と、真空紫外線を遮光しない非遮光位置との間で移動可能に設けられる。

【0104】

駆動装置１９２は、例えばステッピングモータであり、回転可能な駆動軸１９２ａを有する。駆動装置１９２は、駆動軸１９２ａが上方を向くように筐体１２１の下面に取り付けられる。支持部材１９４は、上下方向に延びるように遮光部材１９１と駆動装置１９２の駆動軸１９２ａとを連結する。駆動装置１９２の駆動軸１９２ａが上下方向に平行な軸を中心に回転することにより、遮光部材１９１が遮光位置と非遮光位置との間で移動する。

【0105】

本実施の形態においては、照度計１８３は上下方向に移動しない。そのため、露光処理においては、基板Ｗが処理位置に移動され、基板Ｗの被処理面と照度計１８３の受光素子の受光面とが略同一の高さになった後に、光源部１６３から真空紫外線が出射されることが好ましい。したがって、本実施の形態における露光処理においては、図１２〜図１４のステップＳ９，Ｓ１４，Ｓ１５の処理がステップＳ６〜Ｓ８の処理の間に実行されることが好ましい。

【0106】

［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る露光装置および基板処理装置について、第１の実施の形態に係る露光装置および基板処理装置と異なる点を説明する。図１９は、本発明の第３の実施の形態における露光装置の断面斜視図である。図２０は、図１９の露光装置１００の縦断面図である。図１９および図２０においては、露光装置１００の内部構成の理解を容易にするため、一部の構成要素の図示を省略している。

【0107】

図１９および図２０に示すように、本実施の形態に係る露光装置１００は、図３の遮光部１９０に代えて遮光部１９０Ｂを含む。遮光部１９０Ｂは、遮光部材１９１を含まない点を除き、図３の遮光部１９０と同様の構成を有する。支持部材１９４は、遮光部材１９１に代えて照度計１８３を一端部により支持する。第２の実施の形態と同様に、本実施の形態においては、照度計１８３は載置板１５１には取り付けられないので、載置板１５１は照度計１８３を取り付けるための図２の角部１５１ｃを有さない。

【0108】

駆動装置１９２の駆動軸１９２ａが進退することにより、図２０に矢印で示すように、照度計１８３が真空紫外線を受光可能な非遮光位置と、真空紫外線を受光不可能な遮光位置との間で移動する。図２０においては、非遮光位置における照度計１８３が実線で図示され、遮光位置における照度計１８３が一点鎖線で図示される。具体的には、非遮光位置は、平面視において、透光板１６２の１つの角部近傍に重なる位置である。遮光位置は、平面視において、透光板１６２よりも外方の位置である。

【0109】

すなわち、本実施の形態においては、露光処理中に、遮光部材１９１ではなく照度計１８３が非遮光位置と遮光位置との間で移動する。したがって、本実施の形態の露光処理においては、図１３のステップＳ１１で、遮光部材１９１ではなく照度計１８３が非遮光位置と遮光位置との間で移動される。また、図１３のステップＳ１９で、遮光部材１９１ではなく照度計１８３の移動が停止される。

【0110】

また、本実施の形態においても、非受光期間において基板Ｗに照射される真空紫外線の照度が補間されることが好ましい。本実施の形態の非受光期間における照度の補間方式は、第１の実施の形態の遮光期間における照度の補間方式と同様である。

【0111】

さらに、本実施の形態においては、第２の実施の形態と同様に、照度計１８３は上下方向に移動しない。そのため、露光処理においては、基板Ｗが処理位置に移動され、基板Ｗの被処理面と照度計１８３の受光素子の受光面とが略同一の高さになった後に、光源部１６３から真空紫外線が出射されることが好ましい。したがって、本実施の形態における露光処理においては、図１２〜図１４のステップＳ９，Ｓ１４，Ｓ１５の処理がステップＳ６〜Ｓ８の処理の間に実行されることが好ましい。

【0112】

［４］他の実施の形態
（１）第１〜第３の実施の形態において、処理液としてＤＳＡ液が用いられるが、本発明はこれに限定されない。ＤＳＡ液とは異なる他の処理液が用いられてもよい。

【0113】

（２）第１〜第３の実施の形態において、真空紫外線の出射面は基板Ｗの被処理面よりも大きく、基板Ｗの全面露光が行われるが、本発明はこれに限定されない。真空紫外線の出射面は基板Ｗの被処理面よりも小さくてもよいし、面状の真空紫外線が出射されなくてもよい。この場合、真空紫外線の出射面と基板Ｗの被処理面とが相対的に移動されることにより基板Ｗの被処理面の全体に真空紫外線が照射される。

【0114】

（３）第１〜第３の実施の形態において、露光処理時に筐体１２１内に不活性ガスが供給されるが、本発明はこれに限定されない。露光処理時に筐体１２１内の酸素濃度が十分に低減可能である場合には、筐体１２１内に不活性ガスが供給されなくてもよい。

【0115】

（４）第１〜第３の実施の形態において、透光板１６２は矩形状を有するが、本発明はこれに限定されない。透光板１６２は、矩形状以外の多角形状、円形状、長円形状または楕円形状等の他の形状を有してもよい。この場合、照度計１８３は、平面視において、透光板１６２と基板Ｗの被処理面との非重複領域に重なる位置に配置される。これにより、照度計１８３は基板Ｗと干渉することなく真空紫外線の照度を計測することができる。

【0116】

（５）第１の実施の形態において、照度計１８３が載置板１５１に取り付けられるが、本発明はこれに限定されない。照度計１８３が載置板１５１の移動に追従して上下方向に移動可能である限り、照度計１８３は載置板１５１に取り付けられなくてもよい。この場合において、照度計１８３は、載置板１５１と共通の駆動装置１５３により移動可能に構成されてもよいし、駆動装置１５３とは異なる駆動装置により移動可能に構成されてもよい。

【0117】

（６）第２の実施の形態において、露光装置１００に遮光部１９０Ａが設けられるが、本発明はこれに限定されない。露光装置１００に遮光部１９０Ａではなく第１の実施の形態と同様の遮光部１９０が設けられてもよい。

【0118】

（７）第２の実施の形態において、照度計１８３が固定され、遮光部材１９１が駆動装置１９２により移動可能に構成されるが、本発明はこれに限定されない。遮光部材１９１が固定され、照度計１８３が駆動装置１９２により移動可能に構成されてもよい。すなわち、照度計１８３と遮光部材１９１とは、相対的に移動可能であればよい。この構成においては、照度計１８３と遮光部材１９１とが平面視において重なる位置が遮光位置となり、照度計１８３と遮光部材１９１とが平面視において重ならない位置が非遮光位置となる。

【0119】

なお、第１の実施の形態においても、遮光部材１９１が固定され、照度計１８３が駆動装置１９２により移動可能に構成されてもよい。この場合においては、照度計１８３が取り付けられた載置板１５１の角部１５１ｃが、円形部１５１ｂとは独立して水平面内で移動可能に構成されることが好ましい。

【0120】

（８）第１〜第３の実施の形態において、照度計１８３は、受光面が処理位置における基板Ｗの被処理面と略同一の高さになるように配置されるが、本発明はこれに限定されない。照度計１８３は、受光面が処理位置における基板Ｗの被処理面を基準とする一定の高さに位置するように配置されてもよい。また、照度計１８３が十分な正確さで真空紫外線の照度を計測可能である場合には、第２および第３の実施の形態において、処理位置に移動される過程の基板Ｗに照射される真空紫外線を計測してもよい。

【0121】

（９）第１〜第３の実施の形態において、露光装置１００が遮光部１９０，１９０Ａ，１９０Ｂを含むが、本発明はこれに限定されない。露光装置１００は遮光部１９０，１９０Ａ，１９０Ｂを含まなくてもよい。したがって、遮光期間における照度の補間が行われなくてもよく、制御部１１０は、遮光制御部７および照度補間部９を含まなくてもよい。

【0122】

［５］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

【0123】

上記実施の形態においては、基板Ｗが基板の例であり、処理室１２０が処理室の例であり、光源部１６３が光源部の例であり、吸引装置１７３が排気部の例であり、酸素濃度計１８１が酸素濃度計の例であり、照度計１８３が照度計の例であり、露光量算出部１０が露光量算出部の例であり、投光制御部１２が光源制御部の例であり、露光装置１００が露光装置の例であり、配管１７１ｐ，１７２ｐが給気部の例であり、載置板１５１が載置部の例である。昇降制御部２が載置制御部の例であり、塗布装置２４０が塗布処理部の例であり、熱処理装置２３０が熱処理部の例であり、現像装置２５０が現像処理部の例であり、基板処理装置２００が基板処理装置の例である。

【0124】

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。

【符号の説明】

【0125】

１…閉塞制御部，２…昇降制御部，３…排気制御部，４…給気制御部，５…濃度取得部，６…濃度比較部，７…遮光制御部，８…照度取得部，９…照度補間部，１０…露光量算出部，１１…露光量比較部，１２…投光制御部，１００…露光装置，１１０…制御部，１２０…処理室，１２１…筐体，１２１ａ…搬送開口，１２１ｂ，１４１ａ…開口部，１２２…環状部材，１２３…被覆部材，１３０…閉塞部，１３１…シャッタ，１３１ａ，ｓ１〜ｓ３…シール部材，１３２，１５２，１９５…連結部材，１３３，１５３，１９２…駆動装置，１３３ａ，１３３ｂ，１５３ａ，１５３ｂ…位置センサ，１４０…受渡部，１４１…支持板，１４２…支持ピン，１５０…昇降部，１５１…載置板，１５１ａ…貫通孔，１５１ｂ…円形部，１５１ｃ…角部，１６０…投光部，１６１…ハウジング，１６２…透光板，１６３…光源部，１６４…電源装置，１７０…置換部，１７１ｐ〜１７３ｐ…配管，１７１ｖ〜１７３ｖ…バルブ，１７３…吸引装置，１７３ａ，１７３ｂ…枝管，１８０…計測部，１８１…酸素濃度計，１８２…オゾン濃度計，１８３…照度計，１９０，１９０Ａ，１９０Ｂ…遮光部，１９１…遮光部材，１９１ａ…水平板，１９１ｂ…垂直板，１９２ａ…駆動軸，１９３…ガイド部，１９４…支持部材，２００…基板処理装置，２１０…制御装置，２２０…搬送装置，２３０…熱処理装置，２４０…塗布装置，２５０…現像装置，Ｌ１…下地層，Ｌ２…ガイドパターン，Ｌ３…ＤＳＡ膜，Ｑ１，Ｑ２…パターン，Ｗ…基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】