曝光装置、基板处理装置、曝光方法以及基板处理方法与流程

文档序号:17256646发布日期:2019-03-30 09:23阅读:166来源:国知局
曝光装置、基板处理装置、曝光方法以及基板处理方法与流程

本发明涉及对基板进行曝光处理的曝光装置、基板处理装置、曝光方法以及基板处理方法。



背景技术:

近年来,为了将形成于基板的图案微细化,正在开发利用嵌段共聚物的定向自组装化(dsa:directedselfassembly)的光刻技术。在这种光刻技术中,在对涂覆有嵌段共聚物的基板进行加热处理后,通过使基板的一面曝光,从而对嵌段共聚物进行改质。在该处理中,要求准确地调整基板的曝光量。

在日本特开2016-183990号公报中记载了对基板上包含定向自组装化材料的膜(dsa膜)进行曝光处理的曝光装置。曝光装置具有能够射出截面呈带状的真空紫外线的光射出部,能够使基板以横切来自光射出部的真空紫外线的路径的方式从光射出部的前方位置向后方位置移动。在进行曝光处理前,预先通过照度传感器检测真空紫外线的照度,为了照射所希望的曝光量的真空紫外线,基于检测出的照度计算出基板的移动速度。在进行曝光处理时,基板以计算出的移动速度移动,从而向基板上的dsa膜照射所希望的曝光量的真空紫外线。



技术实现要素:

在进行曝光处理时,若在向基板照射的真空紫外线的路径中存在氧气,则接收到真空紫外线的氧分子会分离成氧原子,并且分离的氧原子与其他氧分子再结合而产生臭氧。在该情况下,到达基板的真空紫外线衰减。因此,在日本特开2016-183990号公报中,为了将曝光处理中的氧浓度降低至1%以下,排出曝光装置的壳体内的气体。然而,由于排出氧分子需要较长时间,因此,会降低基板的曝光处理的效率。

本发明的目的在于,提供能够提高基板的曝光处理的效率的曝光装置、基板处理装置、曝光方法以及基板处理方法。

(1)本发明的一个方式的曝光装置,具有:处理室,容纳基板;载置部,在处理室内载置基板;第一排气部,用于排出处理室内的气体;第一供气部,用于向处理室内供给非活性气体;投光部,射出真空紫外线;第一供气控制部,控制第一供气部,以使在从通过第一排气部开始排出处理室内的气体起经过预定的第一时间后,开始向处理室内供给非活性气体;投光控制部,控制投光部,以使在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的状态下,向处理室内的基板照射真空紫外线,从而使基板曝光;以及驱动部,使载置部在第一位置以及第二位置之间移动,以使在向处理室内搬入基板以及向处理室外搬出基板时,载置部位于处理室内的第一位置,在利用投光部向基板照射真空紫外线时,载置部位于比第一位置更靠近投光部的第二位置。

在该曝光装置中,通过驱动部使载置部向处理室内的第一位置移动。在该状态下,向处理室内搬入基板,并将其载置于载置部。其中,通过第一排气部开始排出处理室内的气体。从开始排出气体起经过预定的第一时间后,通过第一供气部开始向处理室内供给非活性气体。在该情况下,处理室内的气体被置换为非活性气体,氧浓度降低。

在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的情况下,通过驱动部使载置部向比第一位置更靠近投光部的第二位置移动。另外,通过投光部向处理室内的基板照射真空紫外线。由此,使基板曝光而几乎不会产生臭氧。然后,通过驱动部使载置部向第一位置移动,从处理室内搬出基板。

根据该结构,通过使载置部向第一位置移动,能够易于在处理室内与外部之间交接基板而不干扰投光部。另外,当从投光部向基板照射真空紫外线时,通过使载置部向第二位置移动,能够在投光部与基板接近的状态下使基板高效地曝光。

而且,从开始排出处理室内的气体起经过第一时间后,开始向处理室内供给非活性气体。在该情况下,在供给非活性气体前,将处理室内的氧气与其他气体一起排出至处理室外。由此,处理室内的压力降低,并且氧气量降低。然后,向处理室内供给非活性气体,使残留在处理室内的少量氧气与非活性气体一起排出至处理室外。因此,在向处理室内搬入基板后,处理室内的气体中的氧浓度在短时间内降低。由此,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(2)曝光装置还可以具有排气控制部,该排气控制部控制第一排气部,以使在从通过第一供气部开始向处理室内供给非活性气体起经过预定的第二时间后,停止排出处理室内的气体。在该情况下,在停止排出处理室内的气体的状态下,进一步向处理室内供给非活性气体。由此,使处理室内的气体中的氧浓度进一步降低,从而能够更加有效地防止臭氧的产生。

(3)投光部可以配置在载置部的上方,向下方射出真空紫外线,第二位置可以位于投光部的下方,第一位置可以位于第二位置的下方,驱动部可以使载置部在第一位置与第二位置之间升降。在该情况下,能够在处理室内与外部之间高效地交接基板。

(4)驱动部可以使载置部移动,以使在通过第一排气部排出处理室内的气体时,载置部位于比第一位置更靠近上方且比第二位置更靠近下方的第三位置。在该情况下,由于第三位置的载置部的上方以及下方的空间较大,因此,氧气难以滞留。由此,能够高效地排出氧气。

(5)第一排气部可以在处理室内具有排出气体的排气口,第一供气部在处理室内具有供给非活性气体的供气口,排气口配置在第三位置的上方和下方中的一方,供气口配置在第三位置的上方和下方中的另一方。在该情况下,在第三位置的载置部的上方以及下方的空间形成非活性气体的气流。由此,能够更加高效地排出氧气。

(6)排气口可以配置在第三位置的下方,供气口可以配置在第三位置的上方。在该情况下,能够直接向第三位置的载置部的上方的空间供给非活性气体。由此,能够更加高效地排出载置部与投光部之间的氧气,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。

(7)排气口和供气口可以配置为隔着第三位置。在该情况下,形成沿第三位置的载置部的周围空间的非活性气体的气流。由此,能够更加高效地排出氧气。

(8)曝光装置可以在处理室内还具有沿上下方向延伸的多个支撑构件,多个支撑构件的上端高于第一位置且低于第二位置,载置部具有能够使多个支撑构件通过的多个通孔,在载置部位于第一位置时,多个支撑构件贯穿载置部的多个通孔。

在该情况下,多个支撑构件能够在高于第一位置且低于第二位置的上端支撑搬入至处理室内的基板。因此,通过使载置部从第一位置上升,能够易于将基板载置于载置部。另外,通过使载置部从第二位置下降,能够易于将基板支撑在多个支撑构件的上端。由此,能够易于将基板从多个支撑构件的上端向处理室外搬出。

(9)曝光装置还可以具有压力控制部,该压力控制部控制投光部内的压力,以使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,投光部具有透光性的窗构件,通过窗构件向处理室内的基板照射真空紫外线。

在该情况下,从投光部通过窗构件向处理室内的基板照射真空紫外线。其中,控制投光部内的压力,以使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,因此,即使在向处理室内供气之前进行处理室内的气体的排出的情况下,也几乎不会产生处理室内与投光部内的压力差。因此,可防止在窗构件上产生应力。由此,可延长窗构件的寿命。另外,由于无需增大窗构件的厚度,因此,可提高窗构件的透光率。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(10)压力控制部可以包括:第二排气部,用于排出投光部内的气体;第二供气部,用于向投光部内供给非活性气体;以及第二供气控制部,控制第二供气部,以使在从通过第二排气部开始排出投光部内的气体起经过第一时间后,开始向投光部内供给非活性气体。在该情况下,能够通过简单的控制使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。

(11)压力控制部可以包括:连接部,使处理室的内部空间与投光部的内部空间连接;以及第二供气部,向投光部内供给非活性气体。在该情况下,能够通过更简单的控制使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。

(12)本发明另一个方式的基板处理装置,具有:涂覆处理部,通过在基板上涂覆处理液,在基板上形成膜;热处理部,对通过涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理;本发明的一个方式的曝光装置,使通过热处理部进行了热处理的基板曝光;以及显影处理部,通过向由曝光装置曝光的基板供给溶剂,使基板的膜显影。

在该基板处理装置中,通过涂覆处理部在基板上涂覆处理液,从而在基板上形成膜。通过热处理部对由涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理。通过上述的曝光装置使由热处理部进行了热处理的基板曝光。通过显影处理部向由曝光装置曝光的基板供给溶剂,从而使基板的膜显影。

在曝光装置中,能够易于在处理室内与外部之间交接基板而不干扰投光部,能够在投光部与基板接近的状态下使基板高效地曝光。另外,在将基板搬入至处理室内之后,处理室内的气体中的氧浓度在短时间内降低。因此,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(13)处理液可以包含定向自组装化材料。在该情况下,通过对涂覆有包含定向自组装化材料的处理液的基板进行热处理,在基板的一面上发生微相分离。另外,通过微相分离形成有两种聚合物的图案的基板被曝光以及显影。由此,去除两种聚合物中的一种,从而能够形成微细化的图案。

(14)本发明的另一个方式的曝光方法,包括:通过驱动部使载置部向处理室内的第一位置移动的步骤;向处理室内搬入基板,并将基板载置于载置部的步骤;通过第一排气部开始排出处理室内的气体的步骤;在从通过第一排气部开始排出处理室内的气体起经过预定的第一时间后,通过第一供气部开始向处理室内供给非活性气体的步骤;在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的状态下,通过驱动部使载置部向比第一位置更靠近投光部的第二位置移动的步骤;通过投光部向处理室内的基板照射真空紫外线,使基板曝光的步骤;通过驱动部使载置部向第一位置移动的步骤;以及从处理室内搬出基板的步骤。

根据该曝光方法,能够易于在处理室内与外部之间交接基板而不干扰投光部,能够在投光部与基板接近的状态下使基板高效地曝光。另外,在将基板搬入处理室内之后,处理室内的气体中的氧浓度在短时间内降低。由此,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(15)本发明另一个方式的基板处理方法,包括:通过涂覆处理部向基板的被处理面涂覆处理液而在基板上形成膜的步骤;通过热处理部对由涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理的步骤;通过曝光装置使由热处理部进行了热处理的基板曝光的另一个方式的曝光方法;以及通过显影处理部向由曝光装置曝光的基板的被处理面供给溶剂而使基板的膜显影的步骤。

根据该基板处理方法,通过真空紫外线使形成膜后且显影前的基板曝光。在曝光方法中,能够易于在处理室内与外部之间交接基板而不干扰投光部,能够在投光部与基板接近的状态下使基板高效地曝光。另外,在向处理室内搬入基板后,处理室内的气体中的氧浓度在短时间内降低。因此,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(16)本发明的另一个方式的曝光装置,具有:处理室,容纳基板;投光部,具有透光性的窗构件,该投光部用于通过窗构件向处理室内的基板射出真空紫外线;第一排气部,用于排出处理室内的气体;第一供气部,用于向处理室内供给非活性气体;压力控制部,控制投光部内的压力,以使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近;以及投光控制部,控制投光部,以使在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的状态下,向处理室内的基板照射真空紫外线,从而使基板曝光。

在该曝光装置中,通过第一排气部排出容纳有基板的处理室内的气体。另外,通过第一供气部向处理室内供给非活性气体。在该情况下,处理室内的气体被置换为非活性气体,氧浓度降低。其中,具有透光性的窗构件的投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的情况下,使用投光部通过窗构件向处理室内的基板照射真空紫外线。由此,使基板曝光而几乎不会产生臭氧。

根据该结构,即使在由于排出处理室内的气体以及向处理室内供给非活性气体而导致处理室内的压力变化的情况下,也能够使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,因此,几乎不会产生处理室内与投光部内的压力差。因此,可防止窗构件上产生应力。在该情况下,无需增大窗构件的厚度,因此,可提高窗构件的透光率。由此,能够提高基板的曝光处理的效率。

(17)曝光装置还可以具有第一供气控制部,该第一供气控制部控制第一供气部,以使在从通过第一排气部开始排出处理室内的气体起经过预定的第一时间后,开始向处理室内供给非活性气体。

在该情况下,在供给非活性气体前,将处理室内的氧气与其他气体一起向处理室外排出。由此,处理室内的压力降低,并且氧气量降低。即使在该情况下,投光部内的压力也与处理室内的压力一致或者接近。由此,可防止窗构件上产生应力。

另外,此后向处理室内供给非活性气体,使残留在处理室内的少量氧气与非活性气体一起排出至处理室外。因此,在向处理室内搬入基板后,处理室内的气体中的氧浓度在短时间内降低。因此,能够在搬入基板后的短时间内开始基板的曝光。其结果,能够提高基板的曝光处理的效率。

(18)压力控制部可以包括:第二排气部,用于排出投光部内的气体;第二供气部,用于向投光部内供给非活性气体;以及第二供气控制部,控制第二供气部,以使在从通过第二排气部开始排出投光部内的气体起经过第一时间后,开始向投光部内供给非活性气体。在该情况下,能够通过简单的控制使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。

(19)曝光装置还可以具有第一排气控制部,该第一排气控制部控制第一排气部,以使在从通过第一供气部开始向处理室内供给非活性气体起经过预定的第二时间后,停止排出处理室内的气体,压力控制部还可以包括第二排气控制部,该第二排气控制部控制第二排气部,以使在从通过第二供气部开始向投光部内供给非活性气体起经过第二时间后,停止排出投光部内的气体。

在该情况下,在停止排出处理室内的气体的状态下,进一步向处理室内供给非活性气体。由此,能够进一步降低处理室内的气体中的氧浓度,从而能够更加有效地防止产生臭氧。另外,能够通过简单的控制使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。

(20)压力控制部可以包括:连接部,使处理室的内部空间与投光部的内部空间连接;以及第二供气部,向投光部内供给非活性气体。在该情况下,能够通过更简单的控制使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近。

(21)曝光装置还可以具有第一排气控制部,该第一排气控制部控制第一排气部,以使在从通过第一供气部开始向处理室内供给非活性气体起经过预定的第二时间后,停止排出处理室内的气体。在该情况下,在停止排出处理室内的气体的状态下,进一步向处理室内供给非活性气体。由此,能够进一步降低处理室内的气体中的氧浓度,从而能够更加有效地防止产生臭氧。

(22)处理室可以具有开口,曝光装置还具有封闭部,该封闭部在向处理室内搬入基板以及向处理室外搬出基板时,使开口打开,在将基板搬入处理室内之后,使开口封闭,压力控制部包括:阀,安装于连接部;以及连接控制部,控制阀,以使在开口打开时关闭阀,在开口封闭时打开阀。根据该结构,在处理室的开口打开的情况下,能够易于防止处理室外的氧气通过处理室流入投光部内。

(23)曝光装置还可以具有:载置部,在处理室内载置基板;以及驱动部,使载置部在第一位置以及第二位置之间移动,以使在向处理室内搬入基板以及向处理室外搬出基板时,载置部位于处理室内的第一位置,在通过投光部向基板照射真空紫外线时,载置部位于比第一位置更靠近投光部的第二位置。

在该情况下,通过使载置部向第一位置移动,能够易于在处理室内与外部之间交接基板而不干扰投光部。另外,在从投光部向基板照射真空紫外线时,使载置部向第二位置移动,由此,能够在投光部与基板接近的状态下使基板高效地曝光。

(24)投光部可以配置在载置部的上方,向下方射出真空紫外线,第二位置位于投光部的下方,第一位置位于第二位置的下方,驱动部使载置部在第一位置与第二位置之间升降。在该情况下,能够在处理室内与外部之间高效地交接基板。

(25)曝光装置可以在处理室内还具有沿上下方向延伸的多个支撑构件,多个支撑构件的上端高于第一位置且低于第二位置,载置部具有能够使多个支撑构件通过的多个通孔,在载置部位于第一位置时,多个支撑构件贯穿载置部的多个通孔。

在该情况下,多个支撑构件能够在高于第一位置且低于第二位置的上端支撑搬入至处理室内的基板。因此,通过使载置部从第一位置上升,能够易于将基板载置于载置部。另外,通过使载置部从第二位置下降,能够将基板支撑在多个支撑构件的上端。由此,能够易于将基板从多个支撑构件的上端向处理室外搬出。

(26)驱动部可以使载置部移动,以使在通过第一排气部排出处理室内的气体时,载置部位于比第一位置更靠近上方且比第二位置更靠近下方的第三位置。在该情况下,由于第三位置的载置部的上方以及下方的空间比较大,因此,氧气难以滞留。因此,能够高效地排出氧气。

(27)本发明的另一个方式的基板处理装置,具有:涂覆处理部,通过在基板上涂覆处理液,在基板上形成膜;热处理部,对通过涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理;本发明的另一个方式的曝光装置,使通过热处理部进行了热处理的基板曝光;以及显影处理部,通过向由曝光装置曝光的基板供给溶剂,使基板的膜显影。

在该基板处理装置中,通过涂覆处理部在基板上涂覆处理液而在基板上形成膜。通过热处理部对由涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理。通过上述的曝光装置,使由热处理部进行了热处理的基板曝光。通过显影处理部向由曝光装置曝光的基板供给溶剂,使基板的膜显影。

在曝光装置中,使投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,因此,几乎不会产生处理室内与投光部内的压力差。因此,可防止窗构件上产生应力。在该情况下,无需增大窗构件的厚度,因此,可提高窗构件的透光率。由此,能够提高基板的曝光处理的效率。

(28)处理液可以包含定向自组装化材料。在该情况下,通过对涂覆有包含定向自组装化材料的处理液的基板进行热处理,在基板的一面上发生微相分离。另外,通过微相分离形成有两种聚合物的图案的基板被曝光以及显影。由此,去除两种聚合物中的一种,从而能够形成微细化的图案。

(29)本发明的另一个方式的曝光方法,包括:通过第一排气部排出容纳有基板的处理室内的气体的步骤;通过第一供气部向处理室内供给非活性气体的步骤;使具有透光性的窗构件的投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近的步骤;在处理室内的气体中的氧浓度降低至预定的浓度的状态下,利用投光部通过窗构件向处理室内的基板照射真空紫外线,从而使基板曝光的步骤。

根据该曝光方法,投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,因此,几乎不会产生处理室内与投光部内的压力差。因此,可防止窗构件上产生应力。在该情况下,无需增大窗构件的厚度,因此,可提高窗构件的透光率。由此,能够提高基板的曝光处理的效率。

(30)本发明另一个方式的基板处理方法,包括:通过涂覆处理部向基板的被处理面涂覆处理液而在基板上形成膜的步骤;通过热处理部对由涂覆处理部形成有膜的基板进行热处理的步骤;通过曝光装置使由热处理部进行了热处理的基板曝光的本发明的另一个方式及的曝光方法;通过显影处理部向由曝光装置曝光的基板的被处理面供给溶剂而使基板的膜显影的步骤。

根据该基板处理方法,通过真空紫外线使形成膜后且显影前的基板曝光。在曝光方法中,由于投光部内的压力与处理室内的压力一致或者接近,因此,几乎不会产生处理室内与投光部内的压力差。因此,可防止窗构件上产生应力。在该情况下,无需增大窗构件的厚度,因此,可提高窗构件的透光率。由此,能够提高基板的曝光处理的效率。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的曝光装置的结构的示意性的剖视图。

图2是表示处理室内的压力以及氧浓度的变化的概略图。

图3是表示图1的控制部的结构的功能性的框图。

图4是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图5是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图6是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图7是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图8是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图9是用于说明图3的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图10是表示图3的控制部的控制时刻的图。

图11是表示通过图3的控制部进行的曝光处理的流程图。

图12是表示具有图1的曝光装置的基板处理装置的整体结构的示意性的框图。

图13a~图13d是表示图12的基板处理装置进行基板处理的一个例子的示意图。

图14是表示本发明的第二实施方式所涉及的曝光装置的结构的示意性的剖视图。

图15是表示图14的控制部的结构的功能性的框图。

图16是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图17是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图18是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图19是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图20是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图21是用于说明图15的控制部控制曝光装置的各部分的图。

图22是表示图15的控制部的控制时刻的图。

图23是表示通过图15的控制部进行的曝光处理的流程图。

具体实施方式

[1]第一实施方式

(1)曝光装置的结构

下面,基于附图,说明本发明的实施方式的曝光装置、基板处理装置、曝光方法以及基板处理方法。此外,在以下的说明中,基板是指半导体基板、液晶显示装置或者有机el(electroluminescence:电致发光)显示装置等fpd(flatpaneldisplay:平板显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板或者太阳能电池用基板等。

图1是表示本发明的第一实施方式的曝光装置的结构的示意性的剖视图。如图1所示,曝光装置100包括控制部110、处理室120、封闭部130、升降部140、投光部150、排气部160、170以及供气部180、190。控制部110通过后面所述的压力计s1、氧浓度计s2、臭氧浓度计s3以及照度计s4来获取测量值,并且控制封闭部130、升降部140、投光部150、排气部160、170以及供气部180、190的动作。后面详细说明控制部110的功能。

处理室120具有上部开口121以及内部空间v1。通过将后面所述的投光部150的壳体151配置在处理室120的上部,从而封闭处理室120的上部开口121。在处理室120的侧面形成有用于在处理室120的内部与外部之间搬运作为处理对象的基板w的搬运开口122。此外,在本实施方式中,在作为处理对象的基板w上形成有包含定向自组装化材料的膜(下面,称为dsa(directedselfassembly)膜)。

另外,在处理室120的底面形成有供后面所述的升降部140的连接构件142通过的开口部123。多个(本例中为三个)支撑销124设置为,以包围开口部123的方式从处理室120的底面向上方延伸。在多个支撑销124的上端部能够载置作为处理对象的基板w。

封闭部130包括闸门131、棒状的连接构件132以及驱动装置133。连接构件132将闸门131与驱动装置133连接。驱动装置133例如是步进电机。驱动装置133使闸门131在闸门131打开搬运开口122的打开位置与闸门131封闭搬运开口122的封闭位置之间移动。

此外,在闸门131上安装有密封构件。在闸门131位于封闭位置的状态下,密封构件与处理室120中的包围搬运开口122的部分密接,从而将处理室120的内部封闭。其中,为了防止闸门131的密封构件与处理室120的摩擦,驱动装置133在使闸门131在打开位置与封闭位置之间移动时,使闸门131在远离处理室120的状态下沿上下方向移动。

升降部140包括平板形状的载置板141、棒状的连接构件142以及驱动装置143。载置板141在处理室120内以水平姿态配置。在载置板141上形成有分别与多个支撑销124对应的多个通孔h1。

连接构件142配置为通过处理室120的开口部123上下延伸,驱动装置143配置在处理室120的下方。连接构件142将载置板141与驱动装置143连接。此外,在连接构件142的外周面与开口部123的内周面之间,以连接构件142可沿上下方向滑动的方式配置有密封构件。

驱动装置143例如是步进电机,使载置板141在处理位置、待机位置以及排气位置之间移动。其中,处理位置是比多个支撑销124的上端部更靠近上方的位置。待机位置是比多个支撑销124的上端部更靠近下方的位置。排气位置是比处理位置更靠近下方且比待机位置更靠近上方的位置。在载置板141位于待机位置的状态下,多个支撑销124分别插入多个通孔h1。当载置板141位于待机位置时,载置板141的下表面可以与处理室120的底面接触。

通过使载置板141向待机位置移动,能够易于在处理室120内部与外部之间交接基板w,而不干扰涉投光部150。另外,通过使载置板141向处理位置移动,在从投光部150向基板w照射真空紫外线时,能够在投光部150与基板w接近的状态下使基板w高效地曝光。后面详细说明排气位置。

投光部150包括具有下部开口h2以及内部空间v2的壳体151、透光板152、面状的光源部153以及电源装置154。在本实施方式中,透光板152是石英玻璃板。作为透光板152的材料,可以使用可透射后面所述的真空紫外线的其他材料。如上所述,壳体151以封闭处理室120的上部开口121的方式配置在处理室120的上部。透光板152以封闭壳体151的下部开口h2的方式安装于壳体151。处理室120的内部空间v1与壳体151的内部空间v2通过透光板152以能够光学连通的方式分隔。

光源部153以及电源装置154容纳在壳体151内。在本实施方式中,射出波长大约120nm以上、大约230nm以下的真空紫外线的多个棒状的光源元件以规定的间隔水平排列,从而构成光源部153。各光源元件例如可以是氙准分子灯,也可以是其他准分子灯或者氘灯等。光源部153通过透光板152向处理室120内射出具有大致均匀的光量分布的真空紫外线。光源部153中的真空紫外线的射出面的面积大于基板w的被处理面的面积。电源装置154向光源部153供给电力。

排气部160包括配管p1、阀v1、v2以及吸引装置c1。配管p1包括主管a1、a2以及支管b1、b2。支管b1、b2以将主管a1、a2之间分支为两个流路的方式并列配置。支管b1的流路大于支管b2的流路。在支管b1、b2上分别安装有阀v1、v2。

主管a1与处理室120的排气口125连接。其中,处理室120的排气口125形成为比排气位置更靠近下方。主管a2与排气设备连接。在主管a2上安装有吸引装置c1。吸引装置c1例如是喷射器。吸引装置c1通过配管p1将处理室120内的气体排出。通过打开或者关闭阀v1、v2来调整排出的气体的流量。由吸引装置c1排出的气体通过排气设备使其无害化。

排气部170包括配管p2、阀v3、v4以及吸引装置c2。配管p2包括主管a3、a4以及支管b3、b4。支管b3、b4以将主管a3、a4之间分支为两个流路的方式并列配置。支管b3的流路大于支管b4的流路。在支管b3、b4上分别安装有阀v3、v4。

主管a3与壳体151的排气口155连接。主管a4与上述的排气设备连接。在主管a4上安装有吸引装置c2。吸引装置c2通过配管p2将壳体151内的气体排出。通过打开或者关闭阀v3、v4来调整排出的气体的流量。由吸引装置c2排出气体通过排气设备使其无害化。

供气部180包括配管p3以及两个阀v5、v6。配管p3包括主管a5、a6以及支管b5、b6。支管b5、b6以将主管a5与主管a6之间分支为两个流路的方式并列配置。支管b5的流路大于支管b6的流路。在支管b5、b6上分别安装有阀v5、v6。

主管a5与处理室120的供气口126连接。其中,处理室120的供气口126形成为比排气位置更靠近上方。主管a6与非活性气体供给源连接。通过配管p3从非活性气体供给源向处理室120内供给非活性气体。通过打开或者关闭阀v5、v6来调整向处理室120内供给的非活性气体的流量。在本实施方式中,作为非活性气体使用氮气。

供气部190包括配管p4以及两个阀v7、v8。配管p4包括主管a7、a8以及支管b7、b8。支管b7、b8以将管a7与主管a8之间分支为两个流路的方式并列配置。支管b7的流路大于支管b8的流路。在支管b7、b8上分别安装有阀v7、v8。

主管a7与壳体151的供气口156连接。主管a8与上述的非活性气体供给源连接。通过配管p4从非活性气体供给源向壳体151内供给非活性气体。通过打开或者关闭阀v7、v8来调整向壳体151内供给的非活性气体的流量。

在处理室120内设置有压力计s1、氧浓度计s2、臭氧浓度计s3以及照度计s4。压力计s1、氧浓度计s2、臭氧浓度计s3以及照度计s4分别经由设置于处理室120的连接端口p1、p2、p3、p4与控制部110连接。压力计s1测量处理室120内的压力。氧浓度计s2例如是原电池式氧传感器或者氧化锆式氧传感器,用于测量处理室120内的气体中的氧浓度。

臭氧浓度计s3测量处理室120内的气体中的臭氧浓度。照度计s4包括光电二极管等受光元件,测量向受光元件的受光面照射的来自光源部153的真空紫外线的照度。其中,照度是指向受光面的每单位面积照射的真空紫外线的功率。照度的单位例如用“w/m2”来表示。

(2)曝光装置的概略动作

在曝光装置100中,向处理室120内顺次搬入基板w,通过透光板152从光源部153向基板w照射真空紫外线,从而进行曝光处理。然而,在处理室120内以及壳体151内的气体中的氧浓度较高的情况下,氧分子吸收真空紫外线而分离为氧原子,并且分离的氧原子与其他氧分子再结合而产生臭氧。在该情况下,到达基板w的真空紫外线衰减。真空紫外线与大于约230nm的波长的紫外线相比,衰减较大。

因此,在曝光处理中,通过排气部160以及供气部180将处理室120内的气体置换为非活性气体。另外,通过排气部170以及供气部190将壳体151内的气体置换为非活性气体。由此,处理室120内以及壳体151内的气体中的氧浓度降低。在通过氧浓度计s2测量的氧浓度降低至预定的浓度(例如100ppm)的情况下,从光源部153向基板w照射真空紫外线。

在向基板w照射的真空紫外线的曝光量达到预定的设定曝光量的情况下,停止照射真空紫外线,曝光结束。其中,曝光量是指曝光处理时向基板w的被处理面的每单位面积照射的真空紫外线的能量。曝光量的单位例如用“j/m2”来表示。因此,通过累计由照度计s4测量的真空紫外线的照度,得到真空紫外线的曝光量。

在曝光装置100中,壳体151除了维护时均密闭,因此,壳体151内能够始终保持为非活性气体的环境。对此,就处理室120而言,每次搬入以及搬出基板w时打开搬运开口122,从而解除密闭。因此,处理室120无法始终保持为非活性气体的环境,需要在每次进行各基板w的曝光处理时将处理室120内的气体置换为非活性气体。如果该置换需要较长的时间,则基板w的曝光处理的效率会降低。

在本实施方式中,在将处理室120内的气体置换为非活性气体时,通过排气部160将处理室120内的气体排出。在通过进行恒定时间的气体排出而将氧浓度降低至恒定值以下之后,一边继续排出气体,一边通过供气部180将非活性气体向处理室120内供给。

在该情况下,在供给非活性气体前,将处理室120内的氧气与其他气体一起排出。由此,处理室120内的压力降低,并且在短时间内处理室120内的氧气量降低。然后,向处理室120内供给非活性气体,使残留在处理室120内的少量的氧气与非活性气体一起排出。因此,能够在短时间内使处理室120内的气体中的氧浓度降低。

图2是表示处理室120内的压力以及氧浓度的变化的概略图。在图2中,横轴表示时间,纵轴表示处理室120内的压力以及氧浓度。另外,压力的变化(根据大气压的变化量)用实线表示,氧浓度的变化用点划线表示。如图2所示,在初始时刻,处理室120内保持为大气压。另外,处理室120内的气体中的氧浓度大约为2×105ppm。

首先,使载置板141向排气位置移动,并且打开排气部160的阀v1。由此,将处理室120内的气体排出,如图2所示,处理室120内的压力降低至低于大气压大约30kpa的值(时刻t1)。接着,在时刻t1,打开供气部180的阀v5。由此,向处理室120内供给非活性气体,处理室120内的气体中的氧浓度降低,并且处理室120内的压力上升至低于大气压大约10kpa的值。

接着,在时刻t2,关闭排气部160的阀v1。由此,停止排出处理室120内的气体,处理室120内的气体中的氧浓度进一步降低,并且处理室120内的压力上升至高于大气压几kpa的值。然后,在时刻t3,处理室120内的气体中的氧浓度降低至100ppm。在该情况下,使载置板141向处理位置移动。然后,如后面所述,基板w在载置于载置板141的状态下接近透光板152。在此,从光源部153通过透光板152向基板w照射真空紫外线。

在时刻t4,向基板w照射的真空紫外线的曝光量达到设定曝光量。由此,停止从光源部153射出真空紫外线,使载置板141向待机位置移动。另外,通过打开搬运开口122,使处理室120内的压力恢复为大气压。

根据上述的置换顺序,能够高效地将处理室120内的气体置换为非活性气体。然而,在恒定时间内,处理室120内的压力会低于壳体151内的压力,因此,设置在处理室120与壳体151之间的透光板152上会产生压力差引起的应力。在该情况下,会缩短透光板152的寿命。

在本实施方式中,在将处理室120内的气体置换为非活性气体时,控制壳体151内的压力,以使处理室120内的压力与壳体151内的压力一致或者压力的差小于恒定值。在该情况下,可防止在透光板152上产生应力。由此,能够延长透光板152的寿命。另外,无需增大透光板152的厚度,因此,可提高透光板152的透光率。其结果,能够提高基板w的曝光处理的效率。

(3)控制部

图3是表示图1的控制部110的结构的功能性的框图。如图3所示,控制部110包括氧浓度获取部a、排气控制部b、c、供气控制部d、e、开闭控制部f、升降控制部g、照度获取部h、曝光量计算部i以及投光控制部j。控制部110例如由cpu(中央运算处理装置)以及存储器构成。在控制部110的存储器中预先存储控制程序。通过控制部110的cpu执行存储器中存储的控制程序,实现控制部110的各部分的功能。

氧浓度获取部a基于图1的氧浓度计s2的测量值获取处理室120内的气体中的氧浓度。此外,如上所述,在本实施方式中,在供给非活性气体之前,进行了恒定时间的处理室120内的气体排出,因此,处理室120内的压力低于大气压。在该状态下,在无法通过氧浓度计s2测量氧浓度时,氧浓度获取部a也可以不参照氧浓度计s2而基于图1的压力计s1的测量值,来获取处理室120内的气体中的氧浓度。

排气控制部b控制图1的排气部160的阀v1、v2的动作。排气控制部c控制图1的排气部170的阀v3、v4的动作。供气控制部d控制图1的供气部180的阀v5、v6的动作。供气控制部e控制图1的供气部190的阀v7、v8的动作。开闭控制部f控制驱动装置133的动作,以使图1的闸门131在封闭位置与打开位置之间移动。升降控制部g控制驱动装置143的动作,以使得图1的载置板141在待机位置、排气位置以及处理位置之间移动。

照度获取部h获取由图1的照度计s4测量到的真空紫外线的照度的值。曝光量计算部i基于由照度获取部h获取的真空紫外线的照度以及图1的光源部153的真空紫外线的射出时间,计算出向基板w照射的真空紫外线的曝光量。

投光控制部j控制图1的电源装置154的动作,以使基于由氧浓度获取部a获取的氧浓度以及由曝光量计算部i计算出的曝光量,切换射出以及停止射出来自光源部153的真空紫外线。在以下的说明中,将光源部153射出真空紫外线的状态称为射出状态,将光源部153停止射出真空紫外线的状态称为停止状态。

图4~图9是用于说明图3的控制部110控制曝光装置100的各部分的图。在图4~图9中,为了易于理解处理室120内以及壳体151内的结构,省略一部分结构构件的图示,并且利用点划线表示处理室120以及壳体151的轮廓。另外,利用细箭头表示供给或者排出的少量的非活性气体或者气流,利用粗箭头表示供给或者排出的大量的非活性气体或者气流。

图10是表示图3的控制部110的控制时刻的图。图10中的(a)~(d)表示排气部160、排气部170、供气部180以及供气部190中的阀v1~v8的动作切换的时刻。其中,图10中的(a)~(d)的“v1开”~“v8开”分别表示打开阀v1~v8。图10中的(a)~(d)的“闭”表示分别关闭阀v1、v2组、阀v3、v4组、阀v5、v6组以及阀v7、v8组。

图10中的(e)表示闸门131在打开位置与封闭位置之间移动的时刻。图10中的(f)表示载置板141在待机位置、排气位置以及处理位置之间移动的时刻。图10中的(g)表示光源部153的射出状态与停止状态的切换的时刻。图10中的(h)表示处理室120内以及壳体151内的压力的概略的变化。处理室120内的压力的变化与壳体151内的压力的变化大致相同。

下面,一边参照图4~图10一边说明基于控制部110的曝光处理。此外,分别通过图1的压力计s1以及氧浓度计s2始终或者定期地测量处理室120内的压力以及氧浓度。由此,通过图3的氧浓度获取部a始终或者定期地获取处理室120内的气体中的氧浓度。

作为初始状态,在时刻t1,如图4所示,闸门131位于打开位置,载置板141位于待机位置,光源部153处于停止状态。由此,能够通过搬运开口122将作为处理对象的基板w载置到多个支撑销124的上端部。在该状态下,关闭排气部160的阀v1、v2,打开供气部180的阀v6,打开排气部170的阀v4,打开供气部190的阀v8。

在该情况下,通过供气部180向处理室120内供给少量的非活性气体,但由于搬运开口122打开,因此,处理室120内保持为大气压p0,处理室120内的气体中的氧浓度与大气中的氧浓度相等。另外,通过供气部190向壳体151内供给少量的非活性气体,通过排气部170排出壳体151内的少量的气体,由此,将壳体151内保持为大气压p0,将壳体151内的气体保持为非活性气体。

然后,如图5所示,通过后面所述的图12的搬运装置220将基板w载置在多个支撑销124的上端部。然后,在时刻t2,如图6所示,闸门131向封闭位置移动,载置板141向排气位置移动。另外,打开排气部160的阀v1,关闭供气部180的阀v5、v6,打开排气部170的阀v3,关闭供气部190的阀v7、v8。

在该情况下,在搬运开口122封闭且停止从供气部180向处理室120内供给非活性气体的状态下,通过排气部160使处理室120内的大量的气体排出。因此,处理室120内的氧气与其他气体一起被排出至处理室120外,由此,氧气量在短时间内降低。另外,通过排气部170将壳体151内的大量的气体排出。由此,处理室120内以及壳体151内的压力降低至低于大气压p0的值pa。

在载置板141移动至排气位置的状态下,能够防止在载置板141与处理室120的底面之间以及载置板141与透光板152之间形成较窄的间隙。这样,排气位置的载置板141的上方以及下方的空间较大,因此,氧气难以滞留。因此,能够高效地将氧气排出。此外,图6的例子中,在排气位置,在载置板141上未载置有基板w,但本发明不限于此。在排气位置,在载置板141上也可以载置有基板w。

另外,在本实施方式中,排气部160的主管a1的排气口(图1的与处理室120的排气口125连接的部分)配置为比排气位置更靠近下方。另外,供气部180中的主管a5的供气口(图1的与处理室120的供气口126连接的部分)配置为比排气位置更靠近上方。其中,如本实施方式所示,优选主管a1的排气口以及主管a5的供气口以隔着排气位置的方式配置。

根据该配置,直接向比排气位置的载置板141更靠近上方的空间供给非活性气体。另外,可形成沿排气位置的载置板141的周围空间的非活性气体流。由此,能够高效地将氧气排出,并且,能够高效地将载置板141与投光部150之间的氧气排出。其结果,能够在短时间内开始基板w的曝光。

经过恒定时间后,在时刻t3,如图7所示,打开供气部180的阀v5,打开供气部190的阀v7。在该情况下,通过供气部180向处理室120内供给大量的非活性气体。由此,使残留在处理室120内的少量的氧气与非活性气体一起向处理室120外排出。因此,处理室120内的气体中的氧浓度在短时间内降低。

另外,通过供气部190向壳体151内供给大量的非活性气体。由此,处理室120内以及壳体151内的压力上升至高于值pa且低于大气压p0的值pb。

接着,在时刻t4,如图8所示,关闭排气部160的阀v1、v2,关闭排气部170的阀v3、v4。在该情况下,通过供气部180进一步向处理室120内供给大量的非活性气体,通过供气部190进一步向壳体151内供给大量的非活性气体。由此,处理室120内以及壳体151内的压力上升至高于大气压p0的值pc,处理室120内的气体中的氧浓度继续降低。

在时刻t5,处理室120内的气体中的氧浓度降低至恒定值(例如100ppm)以下。由此,如图9所示,使载置板141向处理位置移动,光源部153变为射出状态。在该情况下,基板w从多个支撑销124交接至载置板141,并使其接近透光板152。在该状态下,从光源部153通过透光板152向基板w照射真空紫外线,使形成在被处理面的dsa膜曝光。

在时刻t6,照射至基板w的真空紫外线的曝光量达到设定曝光量。由此,与图5的初始状态同样,光源部153变为停止状态,使载置板141向待机位置移动,闸门131向打开位置移动。另外,打开供气部180的阀v6,打开排气部170的阀v4,打开供气部190的阀v8。

在该情况下,处理室120内以及壳体151内保持为大气压p0,处理室120内的气体中的氧浓度与大气中的氧浓度相等。另外,曝光后的基板w从载置板141交接至多个支撑销124。在本例中,通过后面所述的图12的搬运装置220将基板w从多个支撑销124上向处理室120的外部搬出。

(4)曝光处理

图11是表示通过图3的控制部110进行的曝光处理的流程图。下面,使用图1以及图3说明曝光处理。首先,开闭控制部f使闸门131向打开位置移动(步骤s1)。由此,能够通过搬运开口122将作为处理对象的基板w载置在多个支撑销124的上端部。另外,升降控制部g使载置板141向待机位置移动(步骤s2)。投光控制部j将光源部153切换至停止状态(步骤s3)。

然后,排气控制部b使排气部160的阀v1、v2关闭(步骤s4)。排气控制部c使排气部170的阀v4打开(步骤s5)。供气控制部d使供气部180的阀v6打开(步骤s6)。供气控制部e使供气部190的阀v8打开(步骤s7)。步骤s1~s7是用于将曝光装置100变为初始状态的处理,可以先执行任一个步骤,也可以同时执行。特别地,优选同时执行步骤s4~s7。

此外,本实施方式中的“同时执行”不只是在完全相同的时刻执行多个处理,还包括在几秒左右的期间内依次执行或者伴随几秒左右的延迟时间执行。下面的说明也同样。

接着,开闭控制部f判断基板w是否搬入至处理室120内(步骤s8)。例如,可以通过光电传感器等检测后面所述的图12的搬运装置220上的基板w的保持部是否已经通过搬运开口122,来判断基板w是否已搬入至处理室120内。在基板w未被搬入的情况下,开闭控制部f进行待机,直到基板w被搬入处理室120内。

在基板w被搬入至处理室120内的情况下,开闭控制部f使闸门131向封闭位置移动(步骤s9)。另外,升降控制部g使载置板141向排气位置移动(步骤s10)。排气控制部b使排气部160的阀v1打开(步骤s11)。排气控制部c使排气部170的阀v3打开(步骤s12)。供气控制部d使供气部180的阀v5、v6关闭(步骤s13)。供气控制部e使供气部190的阀v7、v8关闭(步骤s14)。就步骤s9~s14而言,可以先执行任一个,也可以同时执行。特别地,优选同时执行步骤s11~s14。

然后,供气控制部d判断是否经过了恒定时间(步骤s15)。在没有经过恒定时间的情况下,供气控制部d进行待机,直到经过恒定时间。在经过了恒定时间的情况下,供气控制部d使供气部180的阀v5打开(步骤s16)。另外,供气控制部e使供气部190的阀v7打开(步骤s17)。就步骤s16、s17而言,可以先执行任一个,但优选同时执行。

接着,排气控制部b判断是否经过了恒定时间(步骤s18)。在没有经过恒定时间的情况下,排气控制部b进行待机,直到经过恒定时间。在经过了恒定时间的情况下,排气控制部b使排气部160的阀v1、v2关闭(步骤s19)。另外,排气控制部c使排气部170的阀v3、v4关闭(步骤s20)。就步骤s19、s20而言,可以先执行任一个,但优选同时执行。

接着,升降控制部g判断处理室120内的气体中的氧浓度是否降低至恒定值以下(步骤s21)。在氧浓度没有降低至恒定值以下的情况下,升降控制部g进行待机,直到氧浓度降低至恒定值以下。在氧浓度降低至恒定值以下的情况下,升降控制部g使载置板141向处理位置移动(步骤s22)。另外,投光控制部j将光源部153切换至射出状态(步骤s23)。就步骤s22、s23而言,可以先执行任一个,也可以同时执行。

然后,曝光量计算部i判断基板w的曝光量是否达到设定曝光量(步骤s24)。在曝光量未达到设定曝光量的情况下,曝光量计算部i进行待机,直到曝光量达到设定曝光量。在曝光量达到设定曝光量的情况下,曝光量计算部i返回至步骤s1。由此,重复步骤s1~s24。其结果,对多个基板w依次进行曝光处理。

(5)基板处理装置

图12是表示具有图1的曝光装置100的基板处理装置的整体结构的示意性的框图。在以下说明的基板处理装置200中,进行使用嵌段共聚物的定向自组装化(dsa)的处理。具体而言,在基板w的被处理面上涂覆包含定向自组装化材料的处理液。然后,通过定向自组装化材料中发生的微相分离,在基板w的被处理面上形成两种聚合物的图案。通过溶剂去除两种聚合物中的一种的图案。

将包含定向自组装化材料的处理液称为dsa液。另外,将通过微相分离在基板w的被处理面上形成的两种聚合物的图案中的一种去除的处理称为显影处理,将用于显影处理的溶剂称为显影液。

如图12所示,基板处理装置200除了曝光装置100以外,还具有控制装置210、搬运装置220、热处理装置230、涂覆装置240以及显影装置250。控制装置210包括例如cpu以及存储器或者微型计算机,对搬运装置220、热处理装置230、涂覆装置240以及显影装置250的动作进行控制。另外,控制装置210将用于控制图1的曝光装置100的封闭部130、升降部140、投光部150、排气部160、170以及供气部180、190的动作的命令发送给控制部110。

搬运装置220一边保持作为处理对象的基板w,一边将该基板w在曝光装置100、热处理装置230、涂覆装置240以及显影装置250之间进行搬运。热处理装置230在涂覆装置240的涂覆处理以及显影装置250的显影处理的前后,对基板w进行热处理。

涂覆装置240通过向基板w的被处理面供给dsa液,进行膜的涂覆处理。在本实施方式中,作为dsa液,使用由两种聚合物构成的嵌段共聚物。作为两种聚合物的组合,例如,可以列举聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(ps-pmma)、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(ps-pdms)、聚苯乙烯-聚二茂铁二甲基硅烷(ps-pfs)、聚苯乙烯-聚环氧乙烷(ps-peo)、聚苯乙烯-聚乙烯吡啶(ps-pvp)、聚苯乙烯-聚羟基苯乙烯(ps-phost)以及聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸酯多面体低聚倍半硅氧烷(pmma-pmaposs)等。

显影装置250通过向基板w的被处理面供给显影液,来进行膜的显影处理。作为显影液的溶剂,例如,可以列举甲苯、庚烷、丙酮、丙二醇甲醚乙酸酯(pgmea)、丙二醇单甲醚(pgme)、环己酮、醋酸、四氢呋喃、异丙醇(ipa)或者四甲基氢氧化铵(tmah)等。

图13是表示图12的基板处理装置200进行基板w的处理的一个例子的示意图。在图13中,通过剖视图表示在每次进行处理时变化的基板w的状态。在本例中,作为基板w被搬入基板处理装置200前的初始状态,如图13a所示,以覆盖基板w的被处理面的方式形成底层l1,在底层l1上形成例如由光致抗蚀剂构成的引导图案l2。下面,使用图12以及图13说明基板处理装置200的动作。

搬运装置220将作为处理对象的基板w依次向热处理装置230以及涂覆装置240搬运。在该情况下,在热处理装置230中,将基板w的温度调整为适合形成dsa膜l3的温度。另外,在涂覆装置240中,向基板w的被处理面供给dsa液,进行涂覆处理。由此,如图13b所示,在未形成引导图案l2的底层l1上的区域形成由两种聚合物构成的dsa膜l3。

接着,搬运装置220将形成有dsa膜l3的基板w依次向热处理装置230以及曝光装置100搬运。在该情况下,在热处理装置230中,进行基板w的加热处理,从而在dsa膜l3发生微相分离。由此,如图13c所示,形成由一种聚合物构成的图案q1以及由另一种聚合物构成的图案q2。在本例中,以沿引导图案l2的方式定向形成线状的图案q1以及线状的图案q2。

然后,在热处理装置230中,使基板w冷却。另外,在曝光装置100中,向微相分离后的dsa膜l3的整体照射用于改质dsa膜l3的真空紫外线,从而进行曝光处理。由此,将一种聚合物与另一种聚合物之间的结合切断,使图案q1以及图案q2分离。

接着,搬运装置220将通过曝光装置100进行曝光处理后的基板w依次向热处理装置230以及显影装置250搬运。在该情况下,在热处理装置230中,使基板w冷却。另外,在显影装置250中,向基板w上的dsa膜l3供给显影液,进行显影处理。由此,如图13d所示,图案q1被去除,最终在基板w上残留有图案q2。最后,搬运装置220将显影处理后的基板w从显影装置250回收。

(6)效果

在本实施方式的曝光装置100中,在从开始排出处理室120内的气体起经过恒定时间后,开始向处理室120内供给非活性气体。在该情况下,在供给非活性气体前,将处理室120内的氧气与其他气体一起排出至处理室120外。由此,处理室120内的压力降低,并且氧气量降低。然后,向处理室120内供给非活性气体,使处理室120内残留的少量的氧气与非活性气体一起排出至处理室120外。因此,在向处理室120内搬入基板w后,处理室120内的气体中的氧浓度在短时间内降低。由此,能够在搬入基板w后的短时间内开始基板w的曝光。其结果,能够提高基板w的曝光处理的效率。

另外,从开始向处理室120内供给非活性气体起经过恒定时间后,停止排出处理室120内的气体。在该情况下,在停止排出处理室120内的气体的状态下,进一步向处理室120内供给非活性气体。由此,能够使处理室120内的气体中的氧浓度进一步降低,从而能够进一步有效地防止产生臭氧。

而且,在本实施方式的曝光装置100中,通过排出处理室120内的气体以及向处理室120内供给非活性气体,处理室120内的压力发生变化。特别地,在供给非活性气体前,将处理室120内的氧气与其他气体一起排出至处理室120外。因此,处理室120内的压力降低,并且氧气量降低。

在这种情况下,壳体151内的压力与处理室120内的压力一致或者接近。由此,几乎不会产生处理室120内与壳体151内的压力差。因此,可防止在透光板152上产生应力。在该情况下,无需增大透光板152的厚度,因此,可提高透光板152的透光率。由此,能够提高基板w的曝光处理的效率。

[2]第二实施方式

说明第二实施方式的曝光装置以及基板处理装置与第一实施方式的曝光装置以及基板处理装置的不同点。图14是表示本发明的第二实施方式的曝光装置的结构的示意性的剖视图。如图14所示,曝光装置100还包括将处理室120与壳体151之间连接的连接管101。在连接管101上安装有阀v9。

图15是表示图14的控制部110的结构的功能性的框图。如图15所示,控制部110还包括控制图14的阀v9的动作的连接控制部k。通过使阀v9打开,处理室120的内部空间v1与壳体151的内部空间v2通过连接管101连通,从而气体在处理室120内与壳体151内之间能够移动。

图16~图21是用于说明图15的控制部110控制曝光装置100的各部分的图。图22是表示图15的控制部110的控制时刻的图。图22中的(i)表示连接管101中的阀v9的动作切换的时刻。以下,一边参照图16~图22,一边说明本实施方式的控制部110的曝光处理。

此外,图22中的排气部160、供气部180、闸门131、载置板141以及光源部153的控制时刻与图10中的排气部160、供气部180、闸门131、载置板141以及光源部153的控制时刻分别相同。另外,图22中的处理室120内的压力的变化与图10中的处理室120内的压力的变化相同。另一方面,图22中的排气部170以及供气部190的控制时刻与图10中的排气部170以及供气部190的控制时刻不同。

作为初始状态,在时刻t1,如图16所示,闸门131处于打开位置,载置板141处于待机位置,光源部153处于停止状态。另外,关闭排气部160的阀v1、v2,打开供气部180的阀v6,打开排气部170的阀v4,打开供气部190的阀v8,关闭连接管101的阀v9。

在该情况下,通过供气部180向处理室120内供给少量的非活性气体,但是,由于搬运开口122打开,因此,处理室120内保持为大气压p0,处理室120内的气体中的氧浓度与大气中的氧浓度相等。另外,通过供气部190向壳体151内供给少量的非活性气体,通过排气部170排出壳体151内的少量的气体,由此,壳体151内保持为大气压p0,壳体151内的气体保持为非活性气体。在该状态下,由于阀v9关闭,因此,易于防止氧气通过处理室120向壳体151内流入。

接着,如图17所示,通过图12的搬运装置220将基板w载置到多个支撑销124的上端部。然后,在时刻t2,如图18所示,使闸门131向封闭位置移动,使载置板141向排气位置移动。另外,打开排气部160的阀v1,关闭供气部180的阀v5、v6,关闭排气部170的阀v3、v4,打开供气部190的阀v7,打开连接管101的阀v9。

在该情况下,在搬运开口122封闭且停止从供气部180向处理室120内供给非活性气体的状态下,通过排气部160将理室120内的大量的气体排出。因此,将处理室120内的氧气与其他气体一起排出至处理室120外,由此,氧气量在短时间内降低。另外,处理室120内以及壳体151内的压力降低至低于大气压p0的值pa。

其中,壳体151的内部空间与处理室120的内部空间通过连接管101连通,保持处理室120内的压力与壳体151内的压力相等。另外,在排气部170停止排出壳体151内的气体的状态下,向壳体151内供给大量的非活性气体,因此,壳体151内的气体向处理室120内移动。气体不会从处理室120内向壳体151内移动(逆流)。由此,可防止包含氧气的气体向壳体151内流入。

在恒定时间后,在时刻t3,如图19所示,打开供气部180的阀v5。在该情况下,通过供气部180向处理室120内供给大量的非活性气体。由此,使残留在处理室120内的少量的氧气与非活性气体一起排出至处理室120外。因此,处理室120内的气体中的氧浓度在短时间内降低。另外,处理室120内以及壳体151内的压力上升至高于值pa且低于大气压p0的值pb。

接着,在时刻t4,如图20所示,排气部160的阀v1、v2关闭。在该情况下,通过供气部180进一步向处理室120内供给大量的非活性气体。由此,处理室120内以及壳体151内的压力上升至高于大气压p0的值pc,处理室120内的气体中的氧浓度继续降低。

在时刻t5,处理室120内的气体中的氧浓度降低至恒定值(例如100ppm)以下。由此,如图21所示,使载置板141向处理位置移动,光源部153变为射出状态。在该情况下,基板w从多个支撑销124交接至载置板141,并使其接近透光板152。在该状态下,从光源部153通过透光板152向基板w照射真空紫外线,使形成于被处理面的dsa膜曝光。

在时刻t6,向基板w照射的真空紫外线的曝光量达到设定曝光量。由此,与图17的初始状态同样,光源部153变为停止状态,载置板141向待机位置移动,闸门131向打开位置移动。另外,打开供气部180的阀v6,打开排气部170的阀v4,打开供气部190的阀v8,关闭连接管101的阀v9。

在该情况下,切断壳体151的内部空间与处理室120的内部空间的连通,并且处理室120内以及壳体151内保持为大气压p0。处理室120内的气体中的氧浓度与大气中的氧浓度相等。另外,曝光后的基板w从载置板141交接至多个支撑销124。在本例中,通过图12的搬运装置220将基板w从多个支撑销124上向处理室120的外部搬出。根据该结构,能够通过更简单的控制使处理室120内的压力与壳体151内的压力一致或者使压力差小于恒定值。

图23是表示通过图15的控制部110进行的曝光处理的流程图。图23的曝光处理与图11的曝光处理存在以下不同点。在步骤s7、s8之间执行步骤s7a。取代步骤s12执行步骤s12a。取代步骤s14执行步骤s14a。在步骤s14a、s15之间执行步骤s14b。不执行步骤s17、s20。

在步骤s7a中,连接控制部k使连接管101的阀v9关闭。在步骤s12a中,排气控制部c使阀v3、v4关闭。在步骤s14a中,供气控制部e使供气部190的阀v7打开。在步骤s14b中,连接控制部k使连接管101的阀v9打开。

步骤s1~s7、s7a是用于将曝光装置100变为初始状态的处理,可以先执行任一个,也可以同时执行。特别的,优选同时执行步骤s4~s7、s7a。就步骤s9~s11、s12a、s13、s14a、s14b而言,可以先执行任一个,也可以同时执行。特别的,优选同时执行步骤s11、s12a、s13、s14a、s14b。

[3]其他实施方式

(1)在上述的实施方式中,作为处理液使用dsa液,但本发明不限于此。也可以使用与dsa液不同的其他处理液。

(2)在上述的实施方式中,真空紫外线的射出面大于基板w的被处理面,来进行基板w的整面曝光,但本发明不限于此。真空紫外线的射出面也可以小于基板w的被处理面,也可以不射出面状的真空紫外线。在该情况下,通过使真空紫外线的射出面与基板w的被处理面相对地移动,向基板w的被处理面的整体照射真空紫外线。

(3)在上述的实施方式中,在处理室120内的气体中的氧浓度降低至100ppm的情况下开始基板w的曝光,但本发明不限于此。也可以在处理室120内的气体中的氧浓度高于100ppm浓度(例如1%)的情况下开始基板w的曝光。

(4)在上述的实施方式中,排气口125形成为比排气位置更靠近下方,供气口126形成为比排气位置更靠近上方,但本发明不限于此。排气口125也可以形成为比排气位置更靠近上方,供气口126也可以形成为比排气位置更靠近下方。或者,排气口125以及供气口126均形成为比排气位置更靠近上方,排气口125以及供气口126均形成为比排气位置更靠近下方。由此,排气口125以及供气口126也可以形成为隔着排气位置。

(5)在上述的实施方式中,在排出处理室120内的气体时,载置板141向排气位置移动,但本发明不限于此。在待机位置的载置板141的周围未形成较窄的间隙,氧气难以滞留的情况下,在排出处理室120内的气体时,载置板141也可以不向排气位置移动。

(6)在上述的实施方式中,控制壳体151内的压力,以使壳体151内的压力与处理室120内的压力一致或者接近,但本发明不限于此。在透光板152具有充足强度的情况下,也可以不控制壳体151内的压力以使壳体151内的压力与处理室120内的压力一致或者接近。

(7)在上述的实施方式中,在向处理室120内供给非活性气体之前,开始排出处理室120内的气体,但本发明不限于此。在能够将处理室120内的氧气在短时间内充分排出的情况下,也可以在向处理室120内供给非活性气体之前不开始排出处理室120内的气体。由此,可以同时开始向处理室120内供给非活性气体以及排出处理室120内的气体。

[4]权利要求的各结构构件与实施方式的各构件的对应关系

以下,说明权利要求的各结构构件与实施方式的各构件对应的例子,本发明不限于以下例子。作为权利要求的各结构构件,也可以使用具有权利要求中记载的结构或者功能的其他各种构件。

在上述的实施方式中,投光部150是投光部的例子,载置板141是载置部的例子,排气部160、170分别是第一排气部以及第二排气部的例子,供气部180、190分别是第一供气部以及第二供气部的例子。供气控制部d、e分别是第一供气控制部以及第二供气控制部的例子,驱动装置143是驱动部的例子,排气控制部b是排气控制部的例子,支撑销124是支撑构件的例子。

透光板152是窗构件的例子,连接管101是连接部的例子,涂覆装置240是涂覆处理部的例子,热处理装置230是热处理部的例子,显影装置250是显影处理部的例子,基板处理装置200是基板处理装置的例子。搬运开口122是开口的例子,阀v9是阀的例子,排气控制部b是排气控制部的例子,或者排气控制部b、c分别是第一排气控制部以及第二排气控制部的例子。

在第一实施方式中,排气部170、供气部190以及供气控制部e是压力控制部的例子,或者,排气部170、供气部190、排气控制部c以及供气控制部e是压力控制部的例子。在第二实施方式中,连接管101以及供气部190是压力控制部的例子,或者,连接管101、供气部190、阀v9以及连接控制部k是压力控制部的例子。

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