基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法
【課題】処理チャンバ内で基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を行う際に汚染物質が発生する基板処理装置において、処理チャンバから汚染物質を良好に、しかも低コストでクリーニング除去する。
【解決手段】電子ビーム照射を停止している間、オゾンガス供給ユニット４８Ｂにより処理空間４１ａにオゾンガスが初期充填された後に循環ファン４９ａが作動してクリーニング用流路（給排気流路）の両端部を処理空間４１ａに連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスが循環する。この循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１内に付着した汚染物質が分解されて処理チャンバ４１の内壁面全体がクリーニング除去される。
【解決手段】電子ビーム照射を停止している間、オゾンガス供給ユニット４８Ｂにより処理空間４１ａにオゾンガスが初期充填された後に循環ファン４９ａが作動してクリーニング用流路（給排気流路）の両端部を処理空間４１ａに連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスが循環する。この循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１内に付着した汚染物質が分解されて処理チャンバ４１の内壁面全体がクリーニング除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理チャンバ内で基板に電子ビームを照射して所定の基板処理を行う基板処理装置、特に処理チャンバ内をクリーニングする技術に関するものである。なお、基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）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等の各種基板（以下、単に「基板」という）が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に電子ビームを照射する技術は多方面で利用されているが、そのひとつとして半導体装置の製造工程における層間絶縁膜の改質技術がある。半導体装置の層間絶縁膜として熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより形成されたシリコン酸化膜が従来多用されていたが、配線間容量を低減するために、有機シリコン酸化膜あるいはシリコンを含まない有機膜などの低誘電率膜、いわゆるＬｏｗ−ｋ膜の採用が進んでいる。この低誘電率膜を製造する際に加熱処理のみでは十分な強度が得られないため、電子ビーム照射と加熱処理を組み合わせて層間絶縁膜を硬化させる基板処理技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、真空チャンバの内部に半導体ウエハを支持する載置台が設けられる一方、真空チャンバの天井部に電子ビームを発生させるための電子ビーム照射機構が設けられている。そして、未処理の半導体ウエハが載置台上に載置されると、次のようにして半導体ウエハ上の層間絶縁膜に対して硬化処理が施される。つまり、排気管を通じて真空チャンバ内を排気するとともに、ガス導入管から窒素ガス等の所定の雰囲気ガスを導入し、真空チャンバ内を所定の圧力、例えば１．３３〜６６．５ＫＰａ（１０〜５００Ｔｏｒｒ）程度に減圧する。そして、載置台に組み込まれたヒータによって半導体ウエハを所定温度に加熱しつつ、電子ビームを半導体ウエハに照射する。これによって、半導体ウエハ上の層間絶縁膜が硬化する。
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５６８５５号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２５９１４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来装置では、真空チャンバ内を減圧した状態で硬化処理が行われるため、硬化処理中に発生する汚染物質は真空チャンバ全体に広がり、常温の真空チャンバ内壁に凝縮してしまう。その結果、次の半導体ウエハに対して硬化処理を施す際に、凝集体が脱ガスやパーティクル、もしくはパーティクル源として真空チャンバ内に存在することとなり、清浄な硬化処理を行うことが困難であった。さらに、電子ビーム照射機構自体への汚染蓄積もあり、照射強度が低下して結果的に処理効率が低下していた。そこで、チャンバ内をクリーニングするために、例えば特許文献２に記載のプラズマクリーニング技術を特許文献１に記載の装置に組み込むことが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記プラズマクリーニング技術を採用した装置では、真空チャンバ内を大気圧に戻して硬化処理済の基板をチャンバから搬出した後に、真空チャンバ内を再び排気して真空状態とし、さらに酸素ガスなどを導入してプラズマを発生させる必要がある。そのため、減圧までの時間や、プラズマエネルギーの消費、酸素ガスの消費が、クリーニングが終了するまで連続し、クリーニング時間やランニングコストが非常にかかっていた。
【０００７】
また、真空チャンバ内を減圧した状態で硬化処理を行う基板処理装置では、硬化処理を行うたびに汚染物質が真空チャンバの内壁面に付着するため、クリーニング頻度が多くなってしまう。このことがランニングコストの増大を招く主要因のひとつでもあった。
【０００８】
また、上記したように特許文献１に記載の装置に特許文献２に記載のプラズマクリーニング技術を適用する場合には、本来の装置構成に加えて別途プラズマ発生源を装備する必要がある。そのため、装置の複雑化、フットプリントの増加、イニシャルコストのアップ等の問題も発生していた。
【０００９】
さらに、真空チャンバ内壁全体をプラズマによってクリーニングすることは事実上困難であり、チャンバ内壁全体を良好にクリーニングすることができる技術が要望されていた。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理チャンバ内で基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を行う際に汚染物質が発生する基板処理装置において、処理チャンバから汚染物質を良好にクリーニング除去することを第１の目的とする。
【００１１】
この発明は上記した処理チャンバからの汚染物質のクリーニング除去を低コストで行うことを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明にかかる基板処理装置は、上記第１の目的を達成するため、基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを射出する電子ビーム発生手段と、処理空間に連通されて処理空間にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段とを備え、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを供給して処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明にかかる基板処理装置の洗浄方法は、処理チャンバの処理空間に配置された基板の表面に対して電子ビーム発生手段から電子ビームを照射しながら基板を電子ビーム発生手段に対して相対移動させることで電子ビームが照射される電子ビーム照射領域を走査させて基板表面に所定の処理を施す基板処理装置において処理チャンバ内を洗浄する洗浄方法であって、上記第１の目的を達成するため、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを処理チャンバに供給して処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴としている。
【００１４】
このように構成された発明（基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法）では、基板処理を行うための処理空間に対してオゾンガスが供給されて処理空間全体に行き渡る。そして、基板処理を行う際に発生して処理チャンバ内に付着した汚染物質がオゾンガスによって分解されて処理チャンバからクリーニング除去される。
【００１５】
ここで、処理空間に対して給排気流路の各端部を連通して循環経路を形成するとともに、その循環経路に沿ってオゾンガスを循環させて処理チャンバ内をクリーニングするように構成してもよい。この場合、オゾンガスが循環経路に沿って循環するため、少量のオゾンガスによってクリーニング除去を効率的に行うことができ、その結果、ランニングコストを効果的に低減させることができる。
【００１６】
また、オゾンガス供給手段により処理空間にオゾンガスを初期充填した後に、循環駆動部によりオゾンガスを循環経路に沿って循環させるように構成してもよい。このように未使用オゾンガスを最初に処理空間に導入することでクリーニング除去効率を高めることができる。
【００１７】
また、処理空間または給排気流路に対して排気経路を連通し、当該排気経路を介して循環経路を排気してもよく、この排気経路または循環経路上にオゾン分解手段を設け、排気経路や循環経路に沿って流通するガスに含まれるオゾンガス成分を酸素に分解してもよい。このようにオゾンガス成分を分解した上で装置外部に排出することができ、環境負荷を抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明については、処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を行う基板処理装置全般に対して適用可能であるが、例えば次のように構成された基板処理装置に適用することができる。この基板処理装置は、電子ビーム照射領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、基板への電子ビーム照射によって発生する汚染物質を除去可能な除去手段とを備えている。このように構成された基板処理装置において、ガス循環手段は、電子ビーム照射を行っている間に、汚染物質を不活性ガスと一緒に排気ガスとして処理空間から給排気流路に排気し、当該排気ガスから除去手段によって汚染物質を除去することで得られる処理ガスを処理空間に供給してもよい。この装置では、電子ビーム照射を行っている間、処理空間から給排気流路に排気された排気ガスから処理ガスを得るとともに、その処理ガスを処理空間に供給している。このように循環経路を、(1)電子ビーム照射を行っている間において処理ガスの循環供給経路として用い、(2)電子ビーム照射を停止している間においてオゾンガスの循環供給経路として用いることができ、循環経路の多機能化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを処理チャンバに供給し、当該オゾンガスによって処理チャンバ内に付着した汚染物質を分解して処理チャンバからクリーニング除去している。したがって、処理チャンバの内壁全体を効率よく、しかもほぼ完全にクリーニングすることができる。
【００２０】
また、給排気流路の両端部を処理空間に連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスを循環させると、少量のオゾンガスを利用してクリーニング処理を効率的に実行することができ、オゾン発生時に使用する酸素量およびオゾンガス発生のためのエネルギー消費量などを削減することができ、ランニングコストを効果的に低減させることができる。また、循環経路の汚染物質も同時に分解除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（基板処理システムの概略構成）
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を装備した基板処理システムを示す図である。この基板処理システムは、複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）から取り出した未処理基板Ｗに対して加熱処理および硬化処理を施した後に基板Ｗを常温に冷却してＦＯＵＰに戻すという一連の処理を実行する。すなわち、基板処理システムは搬送ロボット室１を中心として当該搬送ロボット室１の周囲に、ロードロック室２と、ホットプレート３と、２つの電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂと、コールドプレート５と、ロードロック室６が配置されている。また、搬送ロボット室１と、ロードロック室２、ホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂ、コールドプレート５およびロードロック室６との間にはシャッター７２Ａ、７３、７４Ａ、７４Ｂ、７５、７６Ａがそれぞれ配置されている。
【００２２】
このロードロック室２はローダ用であり、ＦＯＵＰに対して基板Ｗの搬入出を行う搬送ロボット８に対向する側面にローダ用開口（図示省略）を有している。また、ロードロック室２には、ローダ用開口を開閉するシャッター７２Ｂが設けられている。この実施形態では、ロードロック室２は大気雰囲気であり、シャッター７２Ｂを開いた状態で搬送ロボット８がＦＯＵＰから未処理基板Ｗ、つまり表面に未硬化状態の層間絶縁膜（図６中の符号Ｆ）が塗布された基板Ｗ、あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により成膜された基板Ｗをロードロック室２に搬入可能となっている。一方、シャッター７２Ａが開いた状態で、搬送ロボット室１に配置された搬送ロボット１１はハンド（図示省略）をロードロック室２に移動させて未処理基板Ｗを受け取り、搬送ロボット室１に搬送する。
【００２３】
この搬送ロボット室１は窒素ガス雰囲気に調整されており、その内圧は大気圧となっている。この点に関しては、ホットプレート３およびコールドプレート５も同一である。一方、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂについては電子ビーム照射中に大気圧または若干陽圧に調整されたアルゴンガス雰囲気に保たれている。この点については、後で詳述する。
【００２４】
未処理基板Ｗを受け取った搬送ロボット１１は基板Ｗをホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ（または４Ｂ）およびコールドプレート５に、この順序で搬送する。一方、基板Ｗが搬送されてきたホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ（または４Ｂ）およびコールドプレート５はそれぞれ加熱処理、硬化処理および冷却処理を実行して層間絶縁膜Ｆを硬化させて所望特性（低誘電率膜で、かつ十分な強度）を付与する。なお、ホットプレート３およびコールドプレート５の構成および動作については従来から周知であるため、ここでは説明を省略する一方、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂは本発明の基板処理装置に相当するため、後で詳しく説明する。
【００２５】
上記のようにして層間絶縁膜Ｆに所望特性が与えられると、搬送ロボット１１はコールドプレート５から基板Ｗを搬送ロボット室１に取り出す。そして、シャッター７６Ａが開いた状態で、搬送ロボット１１は基板Ｗを保持したハンド（図示省略）をアンロード用のロードロック室６に移動させて基板Ｗの搬出を行う。この実施形態では、ロードロック室６も、ロードロック室２と同様に大気雰囲気であり、シャッター７６Ｂを開いた状態で搬送ロボット８がロードロック室６に基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰに収納可能となっている。
【００２６】
（電子ビームキュア装置の構成）
図２は本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。また、図３はバージボックスを下方から見た斜視図および部分拡大底面図である。また、図４は図２に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。さらに、図５は図２に示す電子ビームキュア装置でのガス供給系統を示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、以下のように構成されている。
【００２７】
電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）は電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂから射出される電子ビームを基板Ｗの表面Ｗｆに向けて照射して層間絶縁膜を硬化する装置であり、次のように構成されている。この電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）には、硬化処理を実行するための処理空間４１ａを有する処理チャンバ４１が設けられている。この処理チャンバ４１の搬送ロボット側（図２の左手側）の側壁には、搬送ロボット１１（図１）のハンドが挿入可能な形状を有する基板通過口４１ｂが設けられるとともに、この基板通過口４１ｂに対してシャッター７４Ａ（７４Ｂ）が設けられている。そして、搬送ロボット１１による基板Ｗの搬入出時には、電子ビームキュア装置全体を制御する制御ユニット４２からの開指令に応じてシャッター７４Ａ（７４Ｂ）は上方に移動して基板通過口４１ｂを開放する。逆に、後述するように硬化処理を施す際には制御ユニット４２からの閉指令に応じてシャッター７４Ａ（７４Ｂ）は図２に示すように下方に移動して基板通過口４１ｂを閉じている。
【００２８】
処理チャンバ４１の処理空間４１ａには、基板Ｗを保持可能なステージ４４が移動方向Ｘに移動自在に、しかも上下方向Ｚに昇降自在に設けられている。このステージ４４の上面には、球状のプロキシミティボール（図示省略）が複数個設けられており、各ボールの球面頂部で基板Ｗの裏面を支持可能となっている。これにより基板表面Ｗｆを上方に向けた水平状態で基板Ｗはステージ４４の上面から僅かに浮いた状態で支持される。こうして支持された基板Ｗの周縁部を取り囲むようにピンが複数本だけステージ４４の上面から突設されて基板Ｗの水平方向における位置ずれを防止している。また、この実施形態では、ステージ４４にはヒータ４５が内蔵されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じてヒータ４５が作動することで基板Ｗを裏面側から加熱して基板温度を硬化処理に適した温度、例えば３５０〜４００゜Ｃ程度まで昇温可能となっている。なお、基板Ｗの温度の均一性が厳しく要求されない処理用途の場合、プロキシミティボールを無くしてステージ４４上に基板Ｗを接触載置するようにしてもよい。
【００２９】
このように構成されたステージ４４はステージ駆動ユニット４６に接続されている。このステージ駆動ユニット４６はステージ４４を上下方向Ｚに昇降駆動する昇降駆動部４６ａと、昇降駆動部４６ａおよびステージ４４を一体的に移動方向Ｘに駆動するリニア駆動部４６ｂとを有している。そして、制御ユニット４２からの移動指令に応じてリニア駆動部４６ｂが作動すると、昇降駆動部４６ａおよびステージ４４が一体的に移動方向Ｘに駆動されて基板Ｗを所定の基板移動範囲ＭＲに渡って往復移動させることが可能となっている。このように本実施形態では、ステージ４４とリニア駆動部４６ｂが本発明の「移動手段」として機能している。
【００３０】
また、制御ユニット４２からの昇降指令に応じて昇降駆動部４６ａが作動すると、ステージ４４が昇降して基板Ｗを搬送高さ位置（図２の破線高さ位置）と処理高さ位置（図２の１点鎖線および実線高さ位置）に位置決め可能となっている。なお、この実施形態では、基板Ｗの搬入出を行う際には、図２の破線に示すように、ステージ４４を搬送ロボット室１側（同図の左手側）に移動させるとともに搬送高さ位置に下降させている（搬送ポジション）。そして、硬化処理を行う際には、処理高さ位置まで上昇させた後にステージ４４を反搬送ロボット室１側（同図の右手側）に移動させる。そして、硬化処理終了後には、上記とは逆の動作を行ってステージ４４を元の搬送ポジションに移動させる。
【００３１】
この実施形態では、処理チャンバ４１内で、上記のようにして基板移動範囲ＭＲを移動する基板Ｗの表面Ｗｆを上方側から覆うようにパージボックス４７が配置されている。このパージボックス４７は図３に示すように直方体形状を有しており、移動方向Ｘと直交する幅方向Ｙの長さＬyは基板Ｗの外径より大きく、移動方向Ｘの長さＬxは基板Ｗの外径の２倍以上となっている。このため、基板Ｗが移動方向Ｘに移動している間、基板Ｗはパージボックス４７の下面プレート４７ａと常に対向しており、基板表面側の雰囲気ＡＰは下面プレート４７ａにより規制される。つまり、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰは処理空間４１ａに比べて大幅に小さくなっており、しかも周囲から遮断されている。なお、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａとの距離は１〜１０ｍｍに設定される。また、上記実施例においては、パージボックス４７の移動方向Ｘの長さＬxは基板Ｗの外径の２倍以上となっているが、パージボックス４７と排気ユニット４９による電子ビーム照射領域ＩＲにおける雰囲気が管理されるのであれば基板Ｗの外径より小さくしても良い。
【００３２】
このパージボックス４７の内部には、図２に示すように、幅方向Ｙに延びる中空室４７ｂ〜４７ｄが移動方向Ｘに並設されている。これらのうち中央の中空室４７ｃは電子ビーム照射用の中空室であり、中空室４７ｃに電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂの一部が取り付けられている。本実施形態では、電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂはともに同一構成を有しており、幅方向Ｙに１５０ｍｍのスキャン幅で電子ビームを走査可能となっている。そして、この実施形態では、下面プレート（プレート部材）４７ａに対して基板表面Ｗｆの反対側（図２の上方側）において上記２つの電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが幅方向Ｙに千鳥配列されて略３００ｍｍのスキャン幅で電子ビームを幅方向Ｙに走査可能となっている。なお、上記実施例においては、３００ｍｍのスキャン幅を２個の電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂを配列することで本発明の「電子ビーム発生手段」を構成しているが、３００ｍｍのスキャン幅を有する１個の電子ビーム発生ユニットで構成すようにしても良い。
【００３３】
各電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂは、電子放出部材であるフィラメントから電子ビーム（図７中の符号ＥＢ）を射出する電子銃（図示省略）を有している。この電子銃のフィラメントは真空容器４０ａの収容室４０ｂに収容されている。また、真空容器４０ａには、電子通路４０ｃが収容室４０ｂから電子ビームＥＢの射出方向（この実施形態では下方向）に延設されている。そして、収容室４０ｂと電子通路４０ｃの連通部の周囲には、電磁偏向レンズとして機能する筒状の電磁コイルが設けられており、電子銃から射出される電子ビームＥＢを幅方向Ｙにスキャン可能となっている。また、電子ビームＥＢのスキャンに対応して電子通路４０ｃは円筒形状の収容室４０ｂとの連通部を境に、その先端へ向けて扇状に拡大している。すなわち、電子通路４０ｃは幅方向Ｙの幅のみが徐々に拡大しており、移動方向Ｘの幅は一定となっている。したがって、電子通路４０ｃの先端は幅方向（スキャン方向）Ｙを長手方向として細長く延びている。そして、電子通路４０ｃの後端部が処理チャンバ４１の天井中央部に取り付けられるとともに先端部がパージボックス４７の中空室４７ｃに取り付けられて電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが処理チャンバ４１に対して固定配置されている。
【００３４】
このように構成された電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂでは、電子銃から出射された電子ビームＥＢは電子通路４０ｃを通過するとき、電磁コイルによってその射出方向Ｙが偏向される。これにより、電子ビームＥＢの射出軸線が幅方向（スキャン方向）Ｙに沿って移動する。そして、電子ビームＥＢは真空容器４０ａの先端に設けられた窓部４０ｄに達する。
【００３５】
各窓部４０ｄは電子銃から射出された電子ビームＥＢを真空容器４０ａの外部へ射出するための構成要素であり、真空容器４０ａの先端（電子通路４０ｃの端部）において、幅方向（スキャン方向）Ｙに延設された矩形形状に仕上げられている（図３（ｂ）参照）。また、各矩形状窓部４０ｄは同図（ａ）に示すようにパージボックス４７の下面中央部に形成された電子ビームＥＢ照射用の矩形状の開口部４７ｅに対向しており、窓部４０ｄから射出された電子ビームは開口部４７ｅを通過して基板表面Ｗｆに向けて照射される。なお、この実施形態では、同図（ｂ）に示すように、２つの窓部４０ｄは電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂと同様に千鳥配列されている。
【００３６】
また、パージボックス４７の中央中空室４７ｃの上面にはアルゴンガス供給ユニット４８Ａが接続されており、制御ユニット４２からの指令にしたがってアルゴンガス供給ユニット４８Ａが作動することで中央中空室４７ｃに未使用のアルゴンガスが供給される。この中央中空室４７ｃの下面には、開口部４７ｅを取り囲むようにガス供給口４７ｆが複数個穿設されているため、上記のようにして供給されたアルゴンガスは電子ビームＥＢをその側方から周囲を取り囲みながら、対向する基板表面Ｗｆに向けて吐出される。これによって、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰのうち電子ビームＥＢが基板表面Ｗｆに向けて照射される電子ビーム照射領域（図７の符号ＩＲ）はアルゴンガス雰囲気となる。このように、本実施形態では、アルゴンガス供給ユニット４８Ａが本発明の「不活性ガス供給手段」として機能している。
【００３７】
また、この実施形態では、パージボックス４７の中央中空室４７ｃの上面には、上記したアルゴンガス供給ユニット４８Ａ以外に、オゾンガス供給ユニット４８Ｂおよび窒素ガス供給ユニット４８Ｃが接続されている。これらオゾンガス供給ユニット４８Ｂおよび窒素ガス供給ユニット４８Ｃは後述するように処理チャンバ４１内をクリーニングするために設けられており、制御ユニット４２からの指令にしたがってオゾンガス供給ユニット４８Ｂが作動することで中央中空室４７ｃに未使用のオゾンガスが供給され、また制御ユニット４２からの指令にしたがって窒素ガス供給ユニット４８Ｃが作動することで中央中空室４７ｃに窒素ガスが供給される。
【００３８】
パージボックス４７には上記した中央中空室４７ｃを挟み込むように上流側中空室４７ｂと下流側中空室４７ｄが設けられる。また、図５に示すように、両中空室４７ｂ、４７ｄに対して排気用配管４３ａの一方端が接続されている。各排気用配管４３ａの他方端は循環ファン４９ａと接続されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じて循環ファン４９ａが作動すると、パージボックス４７および各排気用配管４３ａを介して電子ビーム照射領域ＩＲの周囲が排気される。すなわち、各中空室４７ｂ、４７ｄの下面には、排気口４７ｇが複数個穿設されており、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰのうち電子ビーム照射領域ＩＲ以外の領域、つまり非照射領域（図７中の符号ＮＩＲ）と、各中空室４７ｂ、４７ｄとが相互に連通されている。このため、循環ファン４９ａが作動すると、非照射領域ＮＩＲが排気口４７ｇ、中空室４７ｂ、４７ｄおよび排気用配管４３ａを介して処理チャンバ４１から排気されて基板表面Ｗｆに電子ビームＥＢを照射した際に発生する汚染物質をアルゴンガスとともに上記基板表面側雰囲気ＡＰから確実に取り除くことができ、基板表面側雰囲気ＡＰ外への汚染物質の拡散を防止することができる。
【００３９】
また、図５に示すように、排気用配管４３ａの一部は分岐しており、その分岐配管４３ｂには排気ファン４０１が接続されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じて排気ファン４０１が作動すると、パージボックス４７、排気用配管４３ａおよび配管４３ｂを介して処理空間４１ａが排気されて装置外部に設けられた排気系に排出される。このように、本実施形態では、排気用配管４３ａおよび分岐配管４３ｂが本発明の「排気経路形成部」として機能しており、排気用配管４３ａおよび分岐配管４３ｂにより形成される排気系路上にオゾンキラー４０２が本発明の「オゾン分解手段」として設けられている。すなわち、排気用配管４３ａから分岐配管４３ｂが分岐する分岐位置と排気ファン４０１との間で分岐配管４３ｂにオゾンキラー４０２が設けられている。そして、制御ユニット４２からの動作指令に応じてオゾンキラー４０２が作動することで排気ガス中に含まれるオゾンガス成分を酸素に分解する。このため、後述するようにクリーニング用のオゾンガスがそのまま排気系に送り出されるのを効果的に防止することができる。なお、オゾンキラーとしては、加熱ヒータ、触媒、活性炭などが使用できる。
【００４０】
また本実施形態では、図５に示すように、排気用配管４３ａの反パージボックス側端部は循環ファン４９ａの吸入口に接続されている。また、この循環ファン４９ａの吹出口側には、配管４３ｃを介して流路切替ユニット４９ｂが接続されている。この流路切替ユニット４９ｂは循環ファン４９ａから送られてくるガスの流路を処理ガス用流路とクリーニング用流路に切り替える機能を有している。以下、処理ガス用流路とクリーニング用流路とに分けて説明する。
【００４１】
制御ユニット４２からの動作指令に応じて流路切替ユニット４９ｂが処理ガス用流路を選択すると、循環ファン４９ａから送られてくる排気ガスは配管４３ｄを介して分解処理ユニット４９ｃのインレット側に送り込まれる。この分解処理ユニット４９ｃは加熱ヒータと触媒とを有しており、循環ファン４９ａから送られてきた排気ガスを加熱ヒータによって加熱した後、高温となった汚染物質を触媒によって水分と二酸化炭素に分解する機能を有している。したがって、分解処理ユニット４９ｃから送り出される排気ガスはアルゴンガスと水分と二酸化炭素を含むガスとなっている。
【００４２】
この分解処理ユニット４９ｃのアウトレットに対して配管４３ｅを介して２つの吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２が並列接続されており、複数のバルブを組み合わせてなる吸着塔切替ユニット４９ｄ３（図４参照）を制御ユニット４２が制御することによって、２つの吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２の一方が選択的に分解処理ユニット４９ｃと接続可能となっている。すなわち、制御ユニット４２からの指令に応じて吸着塔切替ユニット４９ｄ３が作動して一方の吸着塔が分解処理ユニット４９ｃと循環フィルタ４９ｅに接続されると、選択された吸着塔に対して排気ガス（アルゴンガス＋水分＋二酸化炭素）が送り込まれ、当該吸着塔により水分と二酸化炭素が吸着されて処理ガス（アルゴンガス）が生成される。こうして生成された処理ガスは配管４３ｆ、循環フィルタ４９ｅおよび配管４３ｇを介して処理チャンバ４１の天井端部から処理空間４１ａ内にパージされる。なお、本実施形態では、分解処理ユニット４９ｃと吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２の組み合わせが本発明の「除去手段」に相当するが、排気ガスから汚染物質を取り除くための構成はこれに限定されるものではなく、他の方式により汚染物質を取り除く構成を採用してもよい。
【００４３】
非選択の吸着塔では吸着保持している水分および二酸化炭素を放出させて吸着性能を回復させるための再生処理が実行される。このように、一方の吸着塔で処理ガスを生成している間に、その処理ガス生成と並行して残りの吸着塔では再生処理を行って次の処理ガス生成に向けての準備を行うことができる。このように吸着塔の切替によって処理ガス（アルゴンガス）による処理空間４１ａのパージを連続的に行うことができる。
【００４４】
一方、制御ユニット４２からの動作指令に応じて流路切替ユニット４９ｂがクリーニング用流路を選択すると、循環ファン４９ａから送られてくる排気ガスは配管４３ｈおよび４３ｇを介して処理空間４１ａに送り込まれる。したがって、後述するようにオゾンガス供給ユニット４８Ｂからオゾンガスを処理空間４１ａに充填した後に、クリーニング用流路を選択した状態で循環ファン４９ａを作動させると、オゾンガスがクリーニング用流路（配管４３ａ−循環ファン４９ａ−配管４３ｃ−配管４３ｈ−配管４３ｇ）で処理空間４１ａに供給される。
【００４５】
このように、本実施形態では、複数の配管により処理空間４１ａからガス成分を排気するとともにガス成分を処理空間４１ａに供給する給排気流路が形成されており、この給排気流路の両端部が処理空間４１ａに連通されて処理空間４１ａと給排気流路によりガス成分の循環経路が形成されている。このように本実施形態では、複数の配管４３ａ、４３ｃ〜４３ｈが本発明の「循環経路形成部」として機能している。また、循環ファン４９ａが上記した循環経路に沿ってガス成分を循環させる本発明の「循環駆動部」として機能している。
【００４６】
また、この実施形態では、処理チャンバ４１の底面部には、図５に示すように、配管４３ｉの一方端が接続されている。この配管４３ｉの他方端は配管４３ａと接続されており、処理空間４１ａのうち基板表面側雰囲気ＡＰを除く雰囲気を排気可能となっている。つまり、基板表面側雰囲気ＡＰ以外の雰囲気が配管４３ｉを介して循環経路に排気可能となっている。このため、上記のようにして処理空間４１ａにパージされた処理ガスの一部やオゾンガスは配管４３ｉを介して循環経路に戻される。なお、この実施形態では、電子ビーム照射を行っている間、電子ビーム照射領域ＩＲに対してフレッシュなアルゴンガスを供給するとともに、循環経路に沿って処理ガスを処理空間４１ａにパージしているため、アルゴンガス供給により処理空間４１ａの内圧を高めていくが、アルゴンガス供給に相当する量の処理ガスはシャッター７４Ａ（７４Ｂ）と処理チャンバ４１の隙間から排出されて処理空間４１ａの圧力はほぼ大気圧あるいは若干陽圧に保たれている。
【００４７】
次に、上記のように構成された電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）の動作について説明する。この実施形態にかかる電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）は電子ビームを基板に照射して硬化処理を所定回数実行する毎にオゾンガスによる処理チャンバのクリーニング処理を実行する。ここでは、硬化処理について説明した後で、クリーニング処理について説明する。
【００４８】
（電子ビームキュア装置における硬化処理）
図６は図２の電子ビームキュア装置による硬化動作を示すフローチャートである。また、図７は電子ビーム照射領域の近傍を模式的に示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、各装置の動作も同一である。したがって、この実施形態にかかる基板処理システムでは、ホットプレート３による加熱処理を受けた基板Ｗはこれらの電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂの一方に搬送されて以下の硬化（キュア）処理を受ける。なお、ここでは、電子ビームキュア装置４Ａにおける動作について説明する。
【００４９】
電子ビームキュア装置４Ａでは、基板Ｗが搬送されてくるまでシャッター７４Ａは閉じたままであるが、処理空間４１ａの内圧が大気圧あるいは若干陽圧となるように圧力調整されている。そして、制御ユニット４２はメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御して搬送ロボット１１によりホットプレート３から搬送されてくる基板Ｗに対して硬化処理を施す。なお、処理空間４１ａの内圧は大気圧より若干高く調整されてもよい。
【００５０】
ホットプレート３から電子ビームキュア装置４Ａに基板Ｗが搬送される前に、シャッター７４Ａが開成されて基板通過口４１ｂが開放状態となる（ステップＳ１）。そして、搬送ロボット１１はホットプレート３から取り出した基板Ｗを基板通過口４１ｂを介して処理チャンバ４１に搬入してステージ４４に載置する（ステップＳ２）。そして、基板Ｗの搬入完了後にシャッター７４Ａが閉じられる（ステップＳ３）。このようにして搬入された基板Ｗの表面Ｗｆには未硬化状態の層間絶縁膜Ｆが形成されており、次に説明する硬化処理（ステップＳ４〜Ｓ６）を受けることで硬化して所望特性が付与される。なお、図７では、層間絶縁膜Ｆのうち未硬化状態の部位を白抜きで、硬化処理中の部位を梨地で、また硬化処理後の部位を斜線で示している。
【００５１】
ステップＳ４では、アルゴンガス供給ユニット４８Ａがアルゴンガスの供給を開始して中央中空室４７ｃおよびガス供給口４７ｆを介して基板表面側雰囲気ＡＰ、特に電子ビーム照射領域ＩＲおよびそれを取り囲む範囲にアルゴンガスが吐出されてアルゴンガス雰囲気が形成される。この実施形態では、電子ビーム照射領域ＩＲを大気圧あるいは多少陽圧に調整している。また、これと同時、あるいは前後して循環ファン４９ａの作動が開始されて基板表面側雰囲気ＡＰ、特に電子ビーム照射領域ＩＲの周囲が排気口４７ｇおよび中空室４７ｂ、４７ｄを介して排気され、この排気ガスは配管４３ａにより処理チャンバ４１の外側空間に案内される。排気ガスは上記したように循環経路に沿って分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）を通過して処理ガスとなり、循環フィルタ４９ｅを介して処理空間４１ａに戻される。なお、この実施形態では、ヒータ４５への通電は基板搬入より前に開始されて基板Ｗの加熱が開始されて予め所定温度に昇温されているが、ヒータ４５の作動タイミングはこれに限定されるものではなく、基板Ｗや層間絶縁膜Ｆの種類などのプロセス条件に応じて任意に設定することができる。
【００５２】
上記のようにして電子ビーム照射の前準備が完了すると、電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂからの電子ビームの射出が開始され、ステージ４４が駆動されて基板Ｗのスキャンが開始されて電子ビームによる層間絶縁膜Ｆの硬化処理が開始される（ステップＳ５）。すなわち、ステージ４４は搬送ポジション（図２の破線位置）から上昇されてパージボックス４７の下面プレート４７ａの近傍に位置決めされるのに続いて（＋Ｘ）方向、つまり図２の左手側から右手側に移動して基板Ｗが電子ビーム照射領域ＩＲを通過する。また、ステージ４４の移動動作に連動して電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが前もって作動して安定した電子ビームを基板表面Ｗｆに向けて射出する。このため、図７に示すように、基板表面Ｗに形成された層間絶縁膜Ｆのうち電子ビーム照射領域ＩＲに位置する部位（同図の梨地部分）に対してアルゴンガス雰囲気で電子ビームが照射されて硬化する。この電子ビーム照射は基板Ｗの移動中に連続的に行われて層間絶縁膜Ｆ全体が硬化する。
【００５３】
また、上記のようにして電子ビームを基板表面Ｗｆ上の層間絶縁膜Ｆに照射することで、有機物や炭化水素などのガス状の汚染物質が発生するが、電子ビーム照射領域ＩＲから流れてくるアルゴンガスとともに排気口４７ｇ、中空室４７ｂ、４７ｄおよび配管４３ａを介して処理空間４１ａから排出される。したがって、汚染物質は基板表面側雰囲気ＡＰ、つまりパージボックス４７の下面プレート４７ａと基板表面Ｗｆに挟まれた比較的狭い空間から処理空間４１ａに拡散することなく、基板表面側雰囲気ＡＰから効率的に強制排出される。その結果、(1)汚染物質が処理空間４１ａに拡散して処理チャンバ４１の内壁面やステージ４４などに付着して脱ガスやパーティクルの発生源となるという問題、(2)基板表面Ｗｆや層間絶縁膜Ｆに再付着するという問題、(3)電子ビーム発生ユニットの開口部に汚染蓄積し照射強度が低下するという問題などが発生するのを効果的に防止することができる。
【００５４】
また、上記のようにしてアルゴンガスと一緒に汚染物質が排気ガスとして処理空間４１ａから外側空間に排出されるが、この排気ガスが分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）を通過して排気ガス中の汚染物質が除去される。こうして処理ガス（アルゴンガス）が生成されて処理空間４１ａに供給される。このように循環ファン４９ａの作動により循環経路に沿ってアルゴンガスが循環するが、このガス循環動作は電子ビーム照射の間連続して行われる。
【００５５】
上記のように基板Ｗの移動により電子ビーム照射領域ＩＲが基板表面Ｗｆの全面に対してＸ方向に走査する、つまり基板表面Ｗｆ全体が電子ビーム照射領域ＩＲを通過して基板Ｗが基板移動範囲ＭＲの下流側エンドに達すると、ステージ４４の移動を停止して基板移動を完了させる。この基板移動完了をトリガーとして（ステップＳ６）、先に電子ビーム発生ユニット４０Ａの作動を停止して（ステップＳ７）、電子ビームの照射を停止し、次にアルゴンガスの供給および排気ユニット４９による排気動作が停止される（ステップＳ８）。また、アルゴンガスの供給および排気ユニット４９による排気動作が停止されるとともに、ステージ４４が上記したステージ動作と逆の動作により搬送ポジションに戻る（ステップＳ９）。なお、予定された全ての基板の処理が終われば、このタイミングでヒータ４５を停止してもよい。このように本実施形態では、基板ＷをＸ方向に往復移動させているが、そのうち往路移動時のみに電子ビーム照射を行って層間絶縁膜Ｆを硬化させているため、短時間で、かつ効率的に硬化処理を実行することができる。もちろん、復路移動（図２の右手側から左手側への移動）中においても往路移動中と同様にして硬化処理を実行してもよく、層間絶縁膜Ｆの種類や厚みなどのプロセス条件に応じて適宜選択することができる。また、プロセス条件に応じて往復移動を複数回行ってもよい。
【００５６】
上記のようにして硬化処理が完了すると、シャッター７４Ａが開成されて基板通過口４１ｂが開放状態となる（ステップＳ１０）。そして、搬送ロボット１１は硬化処理済の基板Ｗをステージ４４から受け取り、処理チャンバ４１から搬出し（ステップＳ１１）、コールドプレート５に搬送する。この基板搬出後にシャッター７４Ａが閉じられ（ステップＳ１２）、次の基板Ｗが搬送されてくるのを待つ。
【００５７】
（電子ビームキュア装置におけるクリーニング処理）
ところで、この実施形態にかかる電子ビームキュア装置では、上記したようにして電子ビーム照射時に発生する汚染物質を分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）により除去するように構成しているが、汚染物質を完全に除去することは難しく、僅かではあるものの、処理チャンバ４１の内壁面に付着することがある。そして、硬化処理を繰り返す毎に徐々に蓄積されていく。そこで、本実施形態では、上記した硬化処理を所定回数実行する毎に図８に示すクリーニング処理を実行して処理チャンバ４１の内壁に蓄積した汚染物質をオゾンガスにより分解して除去する。以下、図８および図９を参照しつつクリーニング処理について説明する。
【００５８】
図８は図２の電子ビームキュア装置におけるクリーニング動作を示すフローチャートである。また、図９はクリーニング動作を模式的に示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、各装置におけるクリーニング動作も同一であるため、ここでは、電子ビームキュア装置４Ａにおけるクリーニング動作について説明する。
【００５９】
クリーニング処理を実行するため、制御ユニット４２は流路切替ユニット４９ｂを制御して循環ファン４９ａから送られてくるガスの流路をクリーニング用流路に切り替える（ステップＳ２１）。また、制御ユニット４２はオゾンガス供給ユニット４８Ｂを制御してオゾンガスの供給を開始させる（ステップＳ２２）。これにより、オゾンガスが中央中空室４７ｃおよびガス供給口４７ｆを介して処理空間４１ａに供給され、時間経過とともに処理空間４１ａがオゾンガスに満たされていく。こうしてオゾンガスが大気圧下で処理空間４１ａ全体に充填されて処理チャンバ４１の内壁面に付着する汚染物質がオゾンガスにより分解される。
【００６０】
また、充填完了（ステップＳ２３で「ＹＥＳ」と判定された）後、制御ユニット４２はオゾンガス供給ユニット４８Ｂによるオゾンガスの供給を停止するとともに、循環ファン４９ａを作動させる（ステップＳ２４）。この循環ファン４９ａの作動開始とともに、処理空間４１ａ内のオゾンガスは図９に示すようにクリーニング用流路（配管４３ａ−循環ファン４９ａ−配管４３ｃ−配管４３ｈ−配管４３ｇ）で処理空間４１ａに供給される。同図の太線で示すように、クリーニング用流路（給排気流路）と処理空間４１ａで構成される循環経路に沿ってオゾンガスが循環することとなり、循環ファン４９ａの作動開始後においては循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１の内壁面がクリーニングされる。また、処理空間４１ａに供給されたオゾンガスは配管４３ｉを介して上記クリーニング用流路に戻されるため、オゾンガスは処理空間４１全体に均等に流通することとなり、処理チャンバ４１の内壁面全体をクリーニングする。
【００６１】
循環流動するオゾンガスによるクリーニング処理が所定時間だけ実行されたことを確認する（ステップＳ２５）と、制御ユニット４２はオゾンガスによる汚染物質の分解により処理チャンバ４１の内壁面から汚染物質が除去されたと判断してオゾンガスおよびオゾンガスに分解された汚染物質を循環経路から排出する。すなわち、制御ユニット４２は窒素ガス供給ユニット４８Ｃを作動させて窒素ガスを処理空間４１ａに向けて供給するとともに、排気ファン４０１の作動を開始させる（ステップＳ２６）。これにより循環経路に存在しているオゾンガスおよびオゾンガスに分解された汚染物質が窒素ガスにより装置外部にパージされる。この排気時に配管４３ｂを介して排気される排気ガス中の含まれるオゾンガス成分については、オゾンキラー４０２によって酸素に分解されて窒素ガスとともに排気系に排出される。
【００６２】
すべてのオゾンガスを循環経路からパージした（ステップＳ２７）後に、制御ユニット４２は窒素ガスの供給を停止させるとともに、両ファン４９ａ、４０１を停止させる（ステップＳ２８）。こうして、クリーニング処理を完了する。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、電子ビーム照射を停止している間に、クリーニング用流路（給排気流路）の両端部を処理空間４１ａに連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスを循環させ、循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１内に付着した汚染物質を分解して処理チャンバ４１からクリーニング除去している。したがって、処理チャンバ４１の内壁全体を効率よく、しかもほぼ完全にクリーニングすることができ、クリーニング処理後に実行する硬化処理を良好に行うことができる。また、このように１回のクリーニング処理によって処理チャンバ４１内を良好にクリーニングすることができるため、クリーニング頻度を抑制することができる。その結果、クリーニング処理により硬化処理を中止する時間が短くなり、基板処理装置の稼動効率を高めることができる。
【００６４】
また、オゾンガス供給ユニット４８Ｂにより処理空間４１ａにオゾンガスを初期充填した後に、循環ファン４９ａによりオゾンガスを循環経路に沿って循環させるように構成しているため、未使用オゾンガスを最初に処理空間４１ａ全体に導入しているため、クリーニング除去効率をさらに高めることができる。
【００６５】
また、オゾンガスを循環してクリーニング処理を実行するため、少量のオゾンガスを利用してクリーニング処理を効率的に実行することができ、オゾン発生時に使用する酸素量およびオゾンガス発生のためのエネルギー消費量を削減することができ、ランニングコストを効果的に低減させることができる。また、本実施形態では大気圧状態でオゾンガスによるクリーニング処理を実行しているため、減圧工程を必須とする従来のクリーニング処理に比べてクリーニング時間やランニングコストを大幅に短縮することができる。
【００６６】
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いているが、アルゴンガス以外の不活性ガス（例えばキセノンガスや窒素ガス等）を用いてもよいことはいうまでもない。また、パージ用ガスとして窒素ガスを用いているが、他のパージ用ガス、例えば圧縮空気などを用いてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、処理空間４１ａにオゾンガスを供給しているが、クリーニング用流路（給排気流路）にオゾンガスを供給することでオゾンガスを循環経路に沿って循環させてクリーニング処理を行うように構成してもよい。また、上記実施形態では、排気用配管４３ａから分岐配管４３ｂを介してオゾンガスを含むガスを排気するように構成しているが、処理空間４１ａから直接オゾンガスを含むガスを排気するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、流路切替ユニット４９ｂによりクリーニング用流路と処理ガス用流路とを切り替えているが、このような切替機構を設けることなく、クリーニング処理時もオゾンガスを処理ガス用流路を流通させるように構成してもよい。ただし、クリーニング処理時においては、分解処理ユニット４９ｃの加熱ヒータ（図示省略）は停止させてオゾンガスの分解を防止する必要がある。なお、クリーニング処理の終了後においては、加熱ヒータを作動させてオゾンガスを酸素に分解し、排気系に排出される排気ガスにオゾンが含まれるのを防止してもよい。この場合、分解処理ユニット４９ｃの加熱ヒータが本発明の「オゾン分解手段」に相当する。
【００６９】
また、上記実施形態では、電子ビーム照射領域ＩＲを取り囲むように電子ビームＥＢと略平行にアルゴンガスを吐出するとともにアルゴンガスと汚染物質を一緒に排出して非照射領域ＮＩＲの雰囲気を管理し、これによって基板表面側雰囲気ＡＰの雰囲気管理を行っているが、次に示す基板表面側雰囲気ＡＰの管理態様を採用してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、２つの電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂを用いて基板表面Ｗｆに対して電子ビームを照射しているが、電子ビーム発生ユニットの個数や配置などについては任意である。また、上記実施形態では、電子ビーム発生ユニットを固定配置するとともに基板Ｗを基板移動範囲ＭＲの間でＸ方向に移動させているが、両者をともに移動させたり、基板を固定するとともに電子ビーム発生ユニットおよびパージボックスを一体的に移動させることで基板をＸ方向に相対移動させてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆに向けて電子ビームを照射して未硬化状態の層間絶縁膜Ｆを硬化する電子ビームキュア装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。
【００７２】
また、層間絶縁膜の誘導率（ｋ値）を現在のｋ＝３程度から更に下げたｋ＝２．２〜２．４の膜、即ち、Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ−ｋ膜を得るためＬｏｗ−ｋ膜中に空孔を発生させるようポロジェン（Ｐｏｒｏｇｅｎ）等の有機物をＬｏｗ−ｋ膜中に導入し、これに電子ビームを照射し、ポロジェンを分解・ガス化して空孔を得ると同時に、水素などの末端基をガス化し、より強固な膜を得る基板処理方法にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）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などを含む基板全般の表面に電子ビームを照射して所定の処理を実行する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を装備した基板処理システムを示す図である。
【図２】本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。
【図３】バージボックスを下方から見た斜視図である。
【図４】図２に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示す電子ビームキュア装置でのガス供給系統を示す図である。
【図６】図２の電子ビームキュア装置の硬化動作を示すフローチャートである。
【図７】電子ビーム照射領域ＩＲの近傍を模式的に示す図である。
【図８】図２の装置におけるクリーニング動作を示すフローチャートである。
【図９】図２の装置におけるクリーニング動作を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
４Ａ、４Ｂ…電子ビームキュア装置（基板処理装置）
４０Ａ、４０Ｂ…電子ビーム発生ユニット
４１…処理チャンバ
４１ａ…処理空間
４３ａ、４３ｃ〜４３ｈ…配管（循環経路形成部）
４３ｂ…分岐配管（排気経路形成部）
４４…ステージ（移動手段）
４６…ステージ駆動ユニット（移動手段）
４６ｂ…リニア駆動部（移動手段）
４８Ａ…アルゴンガス供給ユニット（不活性ガス供給手段）
４８Ｂ…オゾンガス供給ユニット
４９ａ…循環ファン（循環駆動部）
４０２…オゾンキラー（オゾン分解手段）
ＥＢ…電子ビーム
Ｆ…層間絶縁膜
ＩＲ…電子ビーム照射領域ＩＲ
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
Ｘ…移動方向
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理チャンバ内で基板に電子ビームを照射して所定の基板処理を行う基板処理装置、特に処理チャンバ内をクリーニングする技術に関するものである。なお、基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）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等の各種基板（以下、単に「基板」という）が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に電子ビームを照射する技術は多方面で利用されているが、そのひとつとして半導体装置の製造工程における層間絶縁膜の改質技術がある。半導体装置の層間絶縁膜として熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより形成されたシリコン酸化膜が従来多用されていたが、配線間容量を低減するために、有機シリコン酸化膜あるいはシリコンを含まない有機膜などの低誘電率膜、いわゆるＬｏｗ−ｋ膜の採用が進んでいる。この低誘電率膜を製造する際に加熱処理のみでは十分な強度が得られないため、電子ビーム照射と加熱処理を組み合わせて層間絶縁膜を硬化させる基板処理技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１に記載の装置では、真空チャンバの内部に半導体ウエハを支持する載置台が設けられる一方、真空チャンバの天井部に電子ビームを発生させるための電子ビーム照射機構が設けられている。そして、未処理の半導体ウエハが載置台上に載置されると、次のようにして半導体ウエハ上の層間絶縁膜に対して硬化処理が施される。つまり、排気管を通じて真空チャンバ内を排気するとともに、ガス導入管から窒素ガス等の所定の雰囲気ガスを導入し、真空チャンバ内を所定の圧力、例えば１．３３〜６６．５ＫＰａ（１０〜５００Ｔｏｒｒ）程度に減圧する。そして、載置台に組み込まれたヒータによって半導体ウエハを所定温度に加熱しつつ、電子ビームを半導体ウエハに照射する。これによって、半導体ウエハ上の層間絶縁膜が硬化する。
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５６８５５号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２５９１４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来装置では、真空チャンバ内を減圧した状態で硬化処理が行われるため、硬化処理中に発生する汚染物質は真空チャンバ全体に広がり、常温の真空チャンバ内壁に凝縮してしまう。その結果、次の半導体ウエハに対して硬化処理を施す際に、凝集体が脱ガスやパーティクル、もしくはパーティクル源として真空チャンバ内に存在することとなり、清浄な硬化処理を行うことが困難であった。さらに、電子ビーム照射機構自体への汚染蓄積もあり、照射強度が低下して結果的に処理効率が低下していた。そこで、チャンバ内をクリーニングするために、例えば特許文献２に記載のプラズマクリーニング技術を特許文献１に記載の装置に組み込むことが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記プラズマクリーニング技術を採用した装置では、真空チャンバ内を大気圧に戻して硬化処理済の基板をチャンバから搬出した後に、真空チャンバ内を再び排気して真空状態とし、さらに酸素ガスなどを導入してプラズマを発生させる必要がある。そのため、減圧までの時間や、プラズマエネルギーの消費、酸素ガスの消費が、クリーニングが終了するまで連続し、クリーニング時間やランニングコストが非常にかかっていた。
【０００７】
また、真空チャンバ内を減圧した状態で硬化処理を行う基板処理装置では、硬化処理を行うたびに汚染物質が真空チャンバの内壁面に付着するため、クリーニング頻度が多くなってしまう。このことがランニングコストの増大を招く主要因のひとつでもあった。
【０００８】
また、上記したように特許文献１に記載の装置に特許文献２に記載のプラズマクリーニング技術を適用する場合には、本来の装置構成に加えて別途プラズマ発生源を装備する必要がある。そのため、装置の複雑化、フットプリントの増加、イニシャルコストのアップ等の問題も発生していた。
【０００９】
さらに、真空チャンバ内壁全体をプラズマによってクリーニングすることは事実上困難であり、チャンバ内壁全体を良好にクリーニングすることができる技術が要望されていた。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理チャンバ内で基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を行う際に汚染物質が発生する基板処理装置において、処理チャンバから汚染物質を良好にクリーニング除去することを第１の目的とする。
【００１１】
この発明は上記した処理チャンバからの汚染物質のクリーニング除去を低コストで行うことを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明にかかる基板処理装置は、上記第１の目的を達成するため、基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを射出する電子ビーム発生手段と、処理空間に連通されて処理空間にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段とを備え、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを供給して処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明にかかる基板処理装置の洗浄方法は、処理チャンバの処理空間に配置された基板の表面に対して電子ビーム発生手段から電子ビームを照射しながら基板を電子ビーム発生手段に対して相対移動させることで電子ビームが照射される電子ビーム照射領域を走査させて基板表面に所定の処理を施す基板処理装置において処理チャンバ内を洗浄する洗浄方法であって、上記第１の目的を達成するため、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを処理チャンバに供給して処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴としている。
【００１４】
このように構成された発明（基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法）では、基板処理を行うための処理空間に対してオゾンガスが供給されて処理空間全体に行き渡る。そして、基板処理を行う際に発生して処理チャンバ内に付着した汚染物質がオゾンガスによって分解されて処理チャンバからクリーニング除去される。
【００１５】
ここで、処理空間に対して給排気流路の各端部を連通して循環経路を形成するとともに、その循環経路に沿ってオゾンガスを循環させて処理チャンバ内をクリーニングするように構成してもよい。この場合、オゾンガスが循環経路に沿って循環するため、少量のオゾンガスによってクリーニング除去を効率的に行うことができ、その結果、ランニングコストを効果的に低減させることができる。
【００１６】
また、オゾンガス供給手段により処理空間にオゾンガスを初期充填した後に、循環駆動部によりオゾンガスを循環経路に沿って循環させるように構成してもよい。このように未使用オゾンガスを最初に処理空間に導入することでクリーニング除去効率を高めることができる。
【００１７】
また、処理空間または給排気流路に対して排気経路を連通し、当該排気経路を介して循環経路を排気してもよく、この排気経路または循環経路上にオゾン分解手段を設け、排気経路や循環経路に沿って流通するガスに含まれるオゾンガス成分を酸素に分解してもよい。このようにオゾンガス成分を分解した上で装置外部に排出することができ、環境負荷を抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明については、処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を行う基板処理装置全般に対して適用可能であるが、例えば次のように構成された基板処理装置に適用することができる。この基板処理装置は、電子ビーム照射領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、基板への電子ビーム照射によって発生する汚染物質を除去可能な除去手段とを備えている。このように構成された基板処理装置において、ガス循環手段は、電子ビーム照射を行っている間に、汚染物質を不活性ガスと一緒に排気ガスとして処理空間から給排気流路に排気し、当該排気ガスから除去手段によって汚染物質を除去することで得られる処理ガスを処理空間に供給してもよい。この装置では、電子ビーム照射を行っている間、処理空間から給排気流路に排気された排気ガスから処理ガスを得るとともに、その処理ガスを処理空間に供給している。このように循環経路を、(1)電子ビーム照射を行っている間において処理ガスの循環供給経路として用い、(2)電子ビーム照射を停止している間においてオゾンガスの循環供給経路として用いることができ、循環経路の多機能化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを処理チャンバに供給し、当該オゾンガスによって処理チャンバ内に付着した汚染物質を分解して処理チャンバからクリーニング除去している。したがって、処理チャンバの内壁全体を効率よく、しかもほぼ完全にクリーニングすることができる。
【００２０】
また、給排気流路の両端部を処理空間に連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスを循環させると、少量のオゾンガスを利用してクリーニング処理を効率的に実行することができ、オゾン発生時に使用する酸素量およびオゾンガス発生のためのエネルギー消費量などを削減することができ、ランニングコストを効果的に低減させることができる。また、循環経路の汚染物質も同時に分解除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（基板処理システムの概略構成）
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を装備した基板処理システムを示す図である。この基板処理システムは、複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）から取り出した未処理基板Ｗに対して加熱処理および硬化処理を施した後に基板Ｗを常温に冷却してＦＯＵＰに戻すという一連の処理を実行する。すなわち、基板処理システムは搬送ロボット室１を中心として当該搬送ロボット室１の周囲に、ロードロック室２と、ホットプレート３と、２つの電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂと、コールドプレート５と、ロードロック室６が配置されている。また、搬送ロボット室１と、ロードロック室２、ホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂ、コールドプレート５およびロードロック室６との間にはシャッター７２Ａ、７３、７４Ａ、７４Ｂ、７５、７６Ａがそれぞれ配置されている。
【００２２】
このロードロック室２はローダ用であり、ＦＯＵＰに対して基板Ｗの搬入出を行う搬送ロボット８に対向する側面にローダ用開口（図示省略）を有している。また、ロードロック室２には、ローダ用開口を開閉するシャッター７２Ｂが設けられている。この実施形態では、ロードロック室２は大気雰囲気であり、シャッター７２Ｂを開いた状態で搬送ロボット８がＦＯＵＰから未処理基板Ｗ、つまり表面に未硬化状態の層間絶縁膜（図６中の符号Ｆ）が塗布された基板Ｗ、あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により成膜された基板Ｗをロードロック室２に搬入可能となっている。一方、シャッター７２Ａが開いた状態で、搬送ロボット室１に配置された搬送ロボット１１はハンド（図示省略）をロードロック室２に移動させて未処理基板Ｗを受け取り、搬送ロボット室１に搬送する。
【００２３】
この搬送ロボット室１は窒素ガス雰囲気に調整されており、その内圧は大気圧となっている。この点に関しては、ホットプレート３およびコールドプレート５も同一である。一方、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂについては電子ビーム照射中に大気圧または若干陽圧に調整されたアルゴンガス雰囲気に保たれている。この点については、後で詳述する。
【００２４】
未処理基板Ｗを受け取った搬送ロボット１１は基板Ｗをホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ（または４Ｂ）およびコールドプレート５に、この順序で搬送する。一方、基板Ｗが搬送されてきたホットプレート３、電子ビームキュア装置４Ａ（または４Ｂ）およびコールドプレート５はそれぞれ加熱処理、硬化処理および冷却処理を実行して層間絶縁膜Ｆを硬化させて所望特性（低誘電率膜で、かつ十分な強度）を付与する。なお、ホットプレート３およびコールドプレート５の構成および動作については従来から周知であるため、ここでは説明を省略する一方、電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂは本発明の基板処理装置に相当するため、後で詳しく説明する。
【００２５】
上記のようにして層間絶縁膜Ｆに所望特性が与えられると、搬送ロボット１１はコールドプレート５から基板Ｗを搬送ロボット室１に取り出す。そして、シャッター７６Ａが開いた状態で、搬送ロボット１１は基板Ｗを保持したハンド（図示省略）をアンロード用のロードロック室６に移動させて基板Ｗの搬出を行う。この実施形態では、ロードロック室６も、ロードロック室２と同様に大気雰囲気であり、シャッター７６Ｂを開いた状態で搬送ロボット８がロードロック室６に基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰに収納可能となっている。
【００２６】
（電子ビームキュア装置の構成）
図２は本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。また、図３はバージボックスを下方から見た斜視図および部分拡大底面図である。また、図４は図２に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。さらに、図５は図２に示す電子ビームキュア装置でのガス供給系統を示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、以下のように構成されている。
【００２７】
電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）は電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂから射出される電子ビームを基板Ｗの表面Ｗｆに向けて照射して層間絶縁膜を硬化する装置であり、次のように構成されている。この電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）には、硬化処理を実行するための処理空間４１ａを有する処理チャンバ４１が設けられている。この処理チャンバ４１の搬送ロボット側（図２の左手側）の側壁には、搬送ロボット１１（図１）のハンドが挿入可能な形状を有する基板通過口４１ｂが設けられるとともに、この基板通過口４１ｂに対してシャッター７４Ａ（７４Ｂ）が設けられている。そして、搬送ロボット１１による基板Ｗの搬入出時には、電子ビームキュア装置全体を制御する制御ユニット４２からの開指令に応じてシャッター７４Ａ（７４Ｂ）は上方に移動して基板通過口４１ｂを開放する。逆に、後述するように硬化処理を施す際には制御ユニット４２からの閉指令に応じてシャッター７４Ａ（７４Ｂ）は図２に示すように下方に移動して基板通過口４１ｂを閉じている。
【００２８】
処理チャンバ４１の処理空間４１ａには、基板Ｗを保持可能なステージ４４が移動方向Ｘに移動自在に、しかも上下方向Ｚに昇降自在に設けられている。このステージ４４の上面には、球状のプロキシミティボール（図示省略）が複数個設けられており、各ボールの球面頂部で基板Ｗの裏面を支持可能となっている。これにより基板表面Ｗｆを上方に向けた水平状態で基板Ｗはステージ４４の上面から僅かに浮いた状態で支持される。こうして支持された基板Ｗの周縁部を取り囲むようにピンが複数本だけステージ４４の上面から突設されて基板Ｗの水平方向における位置ずれを防止している。また、この実施形態では、ステージ４４にはヒータ４５が内蔵されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じてヒータ４５が作動することで基板Ｗを裏面側から加熱して基板温度を硬化処理に適した温度、例えば３５０〜４００゜Ｃ程度まで昇温可能となっている。なお、基板Ｗの温度の均一性が厳しく要求されない処理用途の場合、プロキシミティボールを無くしてステージ４４上に基板Ｗを接触載置するようにしてもよい。
【００２９】
このように構成されたステージ４４はステージ駆動ユニット４６に接続されている。このステージ駆動ユニット４６はステージ４４を上下方向Ｚに昇降駆動する昇降駆動部４６ａと、昇降駆動部４６ａおよびステージ４４を一体的に移動方向Ｘに駆動するリニア駆動部４６ｂとを有している。そして、制御ユニット４２からの移動指令に応じてリニア駆動部４６ｂが作動すると、昇降駆動部４６ａおよびステージ４４が一体的に移動方向Ｘに駆動されて基板Ｗを所定の基板移動範囲ＭＲに渡って往復移動させることが可能となっている。このように本実施形態では、ステージ４４とリニア駆動部４６ｂが本発明の「移動手段」として機能している。
【００３０】
また、制御ユニット４２からの昇降指令に応じて昇降駆動部４６ａが作動すると、ステージ４４が昇降して基板Ｗを搬送高さ位置（図２の破線高さ位置）と処理高さ位置（図２の１点鎖線および実線高さ位置）に位置決め可能となっている。なお、この実施形態では、基板Ｗの搬入出を行う際には、図２の破線に示すように、ステージ４４を搬送ロボット室１側（同図の左手側）に移動させるとともに搬送高さ位置に下降させている（搬送ポジション）。そして、硬化処理を行う際には、処理高さ位置まで上昇させた後にステージ４４を反搬送ロボット室１側（同図の右手側）に移動させる。そして、硬化処理終了後には、上記とは逆の動作を行ってステージ４４を元の搬送ポジションに移動させる。
【００３１】
この実施形態では、処理チャンバ４１内で、上記のようにして基板移動範囲ＭＲを移動する基板Ｗの表面Ｗｆを上方側から覆うようにパージボックス４７が配置されている。このパージボックス４７は図３に示すように直方体形状を有しており、移動方向Ｘと直交する幅方向Ｙの長さＬyは基板Ｗの外径より大きく、移動方向Ｘの長さＬxは基板Ｗの外径の２倍以上となっている。このため、基板Ｗが移動方向Ｘに移動している間、基板Ｗはパージボックス４７の下面プレート４７ａと常に対向しており、基板表面側の雰囲気ＡＰは下面プレート４７ａにより規制される。つまり、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰは処理空間４１ａに比べて大幅に小さくなっており、しかも周囲から遮断されている。なお、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａとの距離は１〜１０ｍｍに設定される。また、上記実施例においては、パージボックス４７の移動方向Ｘの長さＬxは基板Ｗの外径の２倍以上となっているが、パージボックス４７と排気ユニット４９による電子ビーム照射領域ＩＲにおける雰囲気が管理されるのであれば基板Ｗの外径より小さくしても良い。
【００３２】
このパージボックス４７の内部には、図２に示すように、幅方向Ｙに延びる中空室４７ｂ〜４７ｄが移動方向Ｘに並設されている。これらのうち中央の中空室４７ｃは電子ビーム照射用の中空室であり、中空室４７ｃに電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂの一部が取り付けられている。本実施形態では、電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂはともに同一構成を有しており、幅方向Ｙに１５０ｍｍのスキャン幅で電子ビームを走査可能となっている。そして、この実施形態では、下面プレート（プレート部材）４７ａに対して基板表面Ｗｆの反対側（図２の上方側）において上記２つの電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが幅方向Ｙに千鳥配列されて略３００ｍｍのスキャン幅で電子ビームを幅方向Ｙに走査可能となっている。なお、上記実施例においては、３００ｍｍのスキャン幅を２個の電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂを配列することで本発明の「電子ビーム発生手段」を構成しているが、３００ｍｍのスキャン幅を有する１個の電子ビーム発生ユニットで構成すようにしても良い。
【００３３】
各電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂは、電子放出部材であるフィラメントから電子ビーム（図７中の符号ＥＢ）を射出する電子銃（図示省略）を有している。この電子銃のフィラメントは真空容器４０ａの収容室４０ｂに収容されている。また、真空容器４０ａには、電子通路４０ｃが収容室４０ｂから電子ビームＥＢの射出方向（この実施形態では下方向）に延設されている。そして、収容室４０ｂと電子通路４０ｃの連通部の周囲には、電磁偏向レンズとして機能する筒状の電磁コイルが設けられており、電子銃から射出される電子ビームＥＢを幅方向Ｙにスキャン可能となっている。また、電子ビームＥＢのスキャンに対応して電子通路４０ｃは円筒形状の収容室４０ｂとの連通部を境に、その先端へ向けて扇状に拡大している。すなわち、電子通路４０ｃは幅方向Ｙの幅のみが徐々に拡大しており、移動方向Ｘの幅は一定となっている。したがって、電子通路４０ｃの先端は幅方向（スキャン方向）Ｙを長手方向として細長く延びている。そして、電子通路４０ｃの後端部が処理チャンバ４１の天井中央部に取り付けられるとともに先端部がパージボックス４７の中空室４７ｃに取り付けられて電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが処理チャンバ４１に対して固定配置されている。
【００３４】
このように構成された電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂでは、電子銃から出射された電子ビームＥＢは電子通路４０ｃを通過するとき、電磁コイルによってその射出方向Ｙが偏向される。これにより、電子ビームＥＢの射出軸線が幅方向（スキャン方向）Ｙに沿って移動する。そして、電子ビームＥＢは真空容器４０ａの先端に設けられた窓部４０ｄに達する。
【００３５】
各窓部４０ｄは電子銃から射出された電子ビームＥＢを真空容器４０ａの外部へ射出するための構成要素であり、真空容器４０ａの先端（電子通路４０ｃの端部）において、幅方向（スキャン方向）Ｙに延設された矩形形状に仕上げられている（図３（ｂ）参照）。また、各矩形状窓部４０ｄは同図（ａ）に示すようにパージボックス４７の下面中央部に形成された電子ビームＥＢ照射用の矩形状の開口部４７ｅに対向しており、窓部４０ｄから射出された電子ビームは開口部４７ｅを通過して基板表面Ｗｆに向けて照射される。なお、この実施形態では、同図（ｂ）に示すように、２つの窓部４０ｄは電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂと同様に千鳥配列されている。
【００３６】
また、パージボックス４７の中央中空室４７ｃの上面にはアルゴンガス供給ユニット４８Ａが接続されており、制御ユニット４２からの指令にしたがってアルゴンガス供給ユニット４８Ａが作動することで中央中空室４７ｃに未使用のアルゴンガスが供給される。この中央中空室４７ｃの下面には、開口部４７ｅを取り囲むようにガス供給口４７ｆが複数個穿設されているため、上記のようにして供給されたアルゴンガスは電子ビームＥＢをその側方から周囲を取り囲みながら、対向する基板表面Ｗｆに向けて吐出される。これによって、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰのうち電子ビームＥＢが基板表面Ｗｆに向けて照射される電子ビーム照射領域（図７の符号ＩＲ）はアルゴンガス雰囲気となる。このように、本実施形態では、アルゴンガス供給ユニット４８Ａが本発明の「不活性ガス供給手段」として機能している。
【００３７】
また、この実施形態では、パージボックス４７の中央中空室４７ｃの上面には、上記したアルゴンガス供給ユニット４８Ａ以外に、オゾンガス供給ユニット４８Ｂおよび窒素ガス供給ユニット４８Ｃが接続されている。これらオゾンガス供給ユニット４８Ｂおよび窒素ガス供給ユニット４８Ｃは後述するように処理チャンバ４１内をクリーニングするために設けられており、制御ユニット４２からの指令にしたがってオゾンガス供給ユニット４８Ｂが作動することで中央中空室４７ｃに未使用のオゾンガスが供給され、また制御ユニット４２からの指令にしたがって窒素ガス供給ユニット４８Ｃが作動することで中央中空室４７ｃに窒素ガスが供給される。
【００３８】
パージボックス４７には上記した中央中空室４７ｃを挟み込むように上流側中空室４７ｂと下流側中空室４７ｄが設けられる。また、図５に示すように、両中空室４７ｂ、４７ｄに対して排気用配管４３ａの一方端が接続されている。各排気用配管４３ａの他方端は循環ファン４９ａと接続されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じて循環ファン４９ａが作動すると、パージボックス４７および各排気用配管４３ａを介して電子ビーム照射領域ＩＲの周囲が排気される。すなわち、各中空室４７ｂ、４７ｄの下面には、排気口４７ｇが複数個穿設されており、基板表面Ｗｆと下面プレート４７ａの間に形成される基板表面側雰囲気ＡＰのうち電子ビーム照射領域ＩＲ以外の領域、つまり非照射領域（図７中の符号ＮＩＲ）と、各中空室４７ｂ、４７ｄとが相互に連通されている。このため、循環ファン４９ａが作動すると、非照射領域ＮＩＲが排気口４７ｇ、中空室４７ｂ、４７ｄおよび排気用配管４３ａを介して処理チャンバ４１から排気されて基板表面Ｗｆに電子ビームＥＢを照射した際に発生する汚染物質をアルゴンガスとともに上記基板表面側雰囲気ＡＰから確実に取り除くことができ、基板表面側雰囲気ＡＰ外への汚染物質の拡散を防止することができる。
【００３９】
また、図５に示すように、排気用配管４３ａの一部は分岐しており、その分岐配管４３ｂには排気ファン４０１が接続されており、制御ユニット４２からの動作指令に応じて排気ファン４０１が作動すると、パージボックス４７、排気用配管４３ａおよび配管４３ｂを介して処理空間４１ａが排気されて装置外部に設けられた排気系に排出される。このように、本実施形態では、排気用配管４３ａおよび分岐配管４３ｂが本発明の「排気経路形成部」として機能しており、排気用配管４３ａおよび分岐配管４３ｂにより形成される排気系路上にオゾンキラー４０２が本発明の「オゾン分解手段」として設けられている。すなわち、排気用配管４３ａから分岐配管４３ｂが分岐する分岐位置と排気ファン４０１との間で分岐配管４３ｂにオゾンキラー４０２が設けられている。そして、制御ユニット４２からの動作指令に応じてオゾンキラー４０２が作動することで排気ガス中に含まれるオゾンガス成分を酸素に分解する。このため、後述するようにクリーニング用のオゾンガスがそのまま排気系に送り出されるのを効果的に防止することができる。なお、オゾンキラーとしては、加熱ヒータ、触媒、活性炭などが使用できる。
【００４０】
また本実施形態では、図５に示すように、排気用配管４３ａの反パージボックス側端部は循環ファン４９ａの吸入口に接続されている。また、この循環ファン４９ａの吹出口側には、配管４３ｃを介して流路切替ユニット４９ｂが接続されている。この流路切替ユニット４９ｂは循環ファン４９ａから送られてくるガスの流路を処理ガス用流路とクリーニング用流路に切り替える機能を有している。以下、処理ガス用流路とクリーニング用流路とに分けて説明する。
【００４１】
制御ユニット４２からの動作指令に応じて流路切替ユニット４９ｂが処理ガス用流路を選択すると、循環ファン４９ａから送られてくる排気ガスは配管４３ｄを介して分解処理ユニット４９ｃのインレット側に送り込まれる。この分解処理ユニット４９ｃは加熱ヒータと触媒とを有しており、循環ファン４９ａから送られてきた排気ガスを加熱ヒータによって加熱した後、高温となった汚染物質を触媒によって水分と二酸化炭素に分解する機能を有している。したがって、分解処理ユニット４９ｃから送り出される排気ガスはアルゴンガスと水分と二酸化炭素を含むガスとなっている。
【００４２】
この分解処理ユニット４９ｃのアウトレットに対して配管４３ｅを介して２つの吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２が並列接続されており、複数のバルブを組み合わせてなる吸着塔切替ユニット４９ｄ３（図４参照）を制御ユニット４２が制御することによって、２つの吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２の一方が選択的に分解処理ユニット４９ｃと接続可能となっている。すなわち、制御ユニット４２からの指令に応じて吸着塔切替ユニット４９ｄ３が作動して一方の吸着塔が分解処理ユニット４９ｃと循環フィルタ４９ｅに接続されると、選択された吸着塔に対して排気ガス（アルゴンガス＋水分＋二酸化炭素）が送り込まれ、当該吸着塔により水分と二酸化炭素が吸着されて処理ガス（アルゴンガス）が生成される。こうして生成された処理ガスは配管４３ｆ、循環フィルタ４９ｅおよび配管４３ｇを介して処理チャンバ４１の天井端部から処理空間４１ａ内にパージされる。なお、本実施形態では、分解処理ユニット４９ｃと吸着塔４９ｄ１、４９ｄ２の組み合わせが本発明の「除去手段」に相当するが、排気ガスから汚染物質を取り除くための構成はこれに限定されるものではなく、他の方式により汚染物質を取り除く構成を採用してもよい。
【００４３】
非選択の吸着塔では吸着保持している水分および二酸化炭素を放出させて吸着性能を回復させるための再生処理が実行される。このように、一方の吸着塔で処理ガスを生成している間に、その処理ガス生成と並行して残りの吸着塔では再生処理を行って次の処理ガス生成に向けての準備を行うことができる。このように吸着塔の切替によって処理ガス（アルゴンガス）による処理空間４１ａのパージを連続的に行うことができる。
【００４４】
一方、制御ユニット４２からの動作指令に応じて流路切替ユニット４９ｂがクリーニング用流路を選択すると、循環ファン４９ａから送られてくる排気ガスは配管４３ｈおよび４３ｇを介して処理空間４１ａに送り込まれる。したがって、後述するようにオゾンガス供給ユニット４８Ｂからオゾンガスを処理空間４１ａに充填した後に、クリーニング用流路を選択した状態で循環ファン４９ａを作動させると、オゾンガスがクリーニング用流路（配管４３ａ−循環ファン４９ａ−配管４３ｃ−配管４３ｈ−配管４３ｇ）で処理空間４１ａに供給される。
【００４５】
このように、本実施形態では、複数の配管により処理空間４１ａからガス成分を排気するとともにガス成分を処理空間４１ａに供給する給排気流路が形成されており、この給排気流路の両端部が処理空間４１ａに連通されて処理空間４１ａと給排気流路によりガス成分の循環経路が形成されている。このように本実施形態では、複数の配管４３ａ、４３ｃ〜４３ｈが本発明の「循環経路形成部」として機能している。また、循環ファン４９ａが上記した循環経路に沿ってガス成分を循環させる本発明の「循環駆動部」として機能している。
【００４６】
また、この実施形態では、処理チャンバ４１の底面部には、図５に示すように、配管４３ｉの一方端が接続されている。この配管４３ｉの他方端は配管４３ａと接続されており、処理空間４１ａのうち基板表面側雰囲気ＡＰを除く雰囲気を排気可能となっている。つまり、基板表面側雰囲気ＡＰ以外の雰囲気が配管４３ｉを介して循環経路に排気可能となっている。このため、上記のようにして処理空間４１ａにパージされた処理ガスの一部やオゾンガスは配管４３ｉを介して循環経路に戻される。なお、この実施形態では、電子ビーム照射を行っている間、電子ビーム照射領域ＩＲに対してフレッシュなアルゴンガスを供給するとともに、循環経路に沿って処理ガスを処理空間４１ａにパージしているため、アルゴンガス供給により処理空間４１ａの内圧を高めていくが、アルゴンガス供給に相当する量の処理ガスはシャッター７４Ａ（７４Ｂ）と処理チャンバ４１の隙間から排出されて処理空間４１ａの圧力はほぼ大気圧あるいは若干陽圧に保たれている。
【００４７】
次に、上記のように構成された電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）の動作について説明する。この実施形態にかかる電子ビームキュア装置４Ａ（４Ｂ）は電子ビームを基板に照射して硬化処理を所定回数実行する毎にオゾンガスによる処理チャンバのクリーニング処理を実行する。ここでは、硬化処理について説明した後で、クリーニング処理について説明する。
【００４８】
（電子ビームキュア装置における硬化処理）
図６は図２の電子ビームキュア装置による硬化動作を示すフローチャートである。また、図７は電子ビーム照射領域の近傍を模式的に示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、各装置の動作も同一である。したがって、この実施形態にかかる基板処理システムでは、ホットプレート３による加熱処理を受けた基板Ｗはこれらの電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂの一方に搬送されて以下の硬化（キュア）処理を受ける。なお、ここでは、電子ビームキュア装置４Ａにおける動作について説明する。
【００４９】
電子ビームキュア装置４Ａでは、基板Ｗが搬送されてくるまでシャッター７４Ａは閉じたままであるが、処理空間４１ａの内圧が大気圧あるいは若干陽圧となるように圧力調整されている。そして、制御ユニット４２はメモリ（図示省略）に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御して搬送ロボット１１によりホットプレート３から搬送されてくる基板Ｗに対して硬化処理を施す。なお、処理空間４１ａの内圧は大気圧より若干高く調整されてもよい。
【００５０】
ホットプレート３から電子ビームキュア装置４Ａに基板Ｗが搬送される前に、シャッター７４Ａが開成されて基板通過口４１ｂが開放状態となる（ステップＳ１）。そして、搬送ロボット１１はホットプレート３から取り出した基板Ｗを基板通過口４１ｂを介して処理チャンバ４１に搬入してステージ４４に載置する（ステップＳ２）。そして、基板Ｗの搬入完了後にシャッター７４Ａが閉じられる（ステップＳ３）。このようにして搬入された基板Ｗの表面Ｗｆには未硬化状態の層間絶縁膜Ｆが形成されており、次に説明する硬化処理（ステップＳ４〜Ｓ６）を受けることで硬化して所望特性が付与される。なお、図７では、層間絶縁膜Ｆのうち未硬化状態の部位を白抜きで、硬化処理中の部位を梨地で、また硬化処理後の部位を斜線で示している。
【００５１】
ステップＳ４では、アルゴンガス供給ユニット４８Ａがアルゴンガスの供給を開始して中央中空室４７ｃおよびガス供給口４７ｆを介して基板表面側雰囲気ＡＰ、特に電子ビーム照射領域ＩＲおよびそれを取り囲む範囲にアルゴンガスが吐出されてアルゴンガス雰囲気が形成される。この実施形態では、電子ビーム照射領域ＩＲを大気圧あるいは多少陽圧に調整している。また、これと同時、あるいは前後して循環ファン４９ａの作動が開始されて基板表面側雰囲気ＡＰ、特に電子ビーム照射領域ＩＲの周囲が排気口４７ｇおよび中空室４７ｂ、４７ｄを介して排気され、この排気ガスは配管４３ａにより処理チャンバ４１の外側空間に案内される。排気ガスは上記したように循環経路に沿って分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）を通過して処理ガスとなり、循環フィルタ４９ｅを介して処理空間４１ａに戻される。なお、この実施形態では、ヒータ４５への通電は基板搬入より前に開始されて基板Ｗの加熱が開始されて予め所定温度に昇温されているが、ヒータ４５の作動タイミングはこれに限定されるものではなく、基板Ｗや層間絶縁膜Ｆの種類などのプロセス条件に応じて任意に設定することができる。
【００５２】
上記のようにして電子ビーム照射の前準備が完了すると、電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂからの電子ビームの射出が開始され、ステージ４４が駆動されて基板Ｗのスキャンが開始されて電子ビームによる層間絶縁膜Ｆの硬化処理が開始される（ステップＳ５）。すなわち、ステージ４４は搬送ポジション（図２の破線位置）から上昇されてパージボックス４７の下面プレート４７ａの近傍に位置決めされるのに続いて（＋Ｘ）方向、つまり図２の左手側から右手側に移動して基板Ｗが電子ビーム照射領域ＩＲを通過する。また、ステージ４４の移動動作に連動して電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂが前もって作動して安定した電子ビームを基板表面Ｗｆに向けて射出する。このため、図７に示すように、基板表面Ｗに形成された層間絶縁膜Ｆのうち電子ビーム照射領域ＩＲに位置する部位（同図の梨地部分）に対してアルゴンガス雰囲気で電子ビームが照射されて硬化する。この電子ビーム照射は基板Ｗの移動中に連続的に行われて層間絶縁膜Ｆ全体が硬化する。
【００５３】
また、上記のようにして電子ビームを基板表面Ｗｆ上の層間絶縁膜Ｆに照射することで、有機物や炭化水素などのガス状の汚染物質が発生するが、電子ビーム照射領域ＩＲから流れてくるアルゴンガスとともに排気口４７ｇ、中空室４７ｂ、４７ｄおよび配管４３ａを介して処理空間４１ａから排出される。したがって、汚染物質は基板表面側雰囲気ＡＰ、つまりパージボックス４７の下面プレート４７ａと基板表面Ｗｆに挟まれた比較的狭い空間から処理空間４１ａに拡散することなく、基板表面側雰囲気ＡＰから効率的に強制排出される。その結果、(1)汚染物質が処理空間４１ａに拡散して処理チャンバ４１の内壁面やステージ４４などに付着して脱ガスやパーティクルの発生源となるという問題、(2)基板表面Ｗｆや層間絶縁膜Ｆに再付着するという問題、(3)電子ビーム発生ユニットの開口部に汚染蓄積し照射強度が低下するという問題などが発生するのを効果的に防止することができる。
【００５４】
また、上記のようにしてアルゴンガスと一緒に汚染物質が排気ガスとして処理空間４１ａから外側空間に排出されるが、この排気ガスが分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）を通過して排気ガス中の汚染物質が除去される。こうして処理ガス（アルゴンガス）が生成されて処理空間４１ａに供給される。このように循環ファン４９ａの作動により循環経路に沿ってアルゴンガスが循環するが、このガス循環動作は電子ビーム照射の間連続して行われる。
【００５５】
上記のように基板Ｗの移動により電子ビーム照射領域ＩＲが基板表面Ｗｆの全面に対してＸ方向に走査する、つまり基板表面Ｗｆ全体が電子ビーム照射領域ＩＲを通過して基板Ｗが基板移動範囲ＭＲの下流側エンドに達すると、ステージ４４の移動を停止して基板移動を完了させる。この基板移動完了をトリガーとして（ステップＳ６）、先に電子ビーム発生ユニット４０Ａの作動を停止して（ステップＳ７）、電子ビームの照射を停止し、次にアルゴンガスの供給および排気ユニット４９による排気動作が停止される（ステップＳ８）。また、アルゴンガスの供給および排気ユニット４９による排気動作が停止されるとともに、ステージ４４が上記したステージ動作と逆の動作により搬送ポジションに戻る（ステップＳ９）。なお、予定された全ての基板の処理が終われば、このタイミングでヒータ４５を停止してもよい。このように本実施形態では、基板ＷをＸ方向に往復移動させているが、そのうち往路移動時のみに電子ビーム照射を行って層間絶縁膜Ｆを硬化させているため、短時間で、かつ効率的に硬化処理を実行することができる。もちろん、復路移動（図２の右手側から左手側への移動）中においても往路移動中と同様にして硬化処理を実行してもよく、層間絶縁膜Ｆの種類や厚みなどのプロセス条件に応じて適宜選択することができる。また、プロセス条件に応じて往復移動を複数回行ってもよい。
【００５６】
上記のようにして硬化処理が完了すると、シャッター７４Ａが開成されて基板通過口４１ｂが開放状態となる（ステップＳ１０）。そして、搬送ロボット１１は硬化処理済の基板Ｗをステージ４４から受け取り、処理チャンバ４１から搬出し（ステップＳ１１）、コールドプレート５に搬送する。この基板搬出後にシャッター７４Ａが閉じられ（ステップＳ１２）、次の基板Ｗが搬送されてくるのを待つ。
【００５７】
（電子ビームキュア装置におけるクリーニング処理）
ところで、この実施形態にかかる電子ビームキュア装置では、上記したようにして電子ビーム照射時に発生する汚染物質を分解処理ユニット４９ｃおよび吸着塔４９ｄ１（または４９ｄ２）により除去するように構成しているが、汚染物質を完全に除去することは難しく、僅かではあるものの、処理チャンバ４１の内壁面に付着することがある。そして、硬化処理を繰り返す毎に徐々に蓄積されていく。そこで、本実施形態では、上記した硬化処理を所定回数実行する毎に図８に示すクリーニング処理を実行して処理チャンバ４１の内壁に蓄積した汚染物質をオゾンガスにより分解して除去する。以下、図８および図９を参照しつつクリーニング処理について説明する。
【００５８】
図８は図２の電子ビームキュア装置におけるクリーニング動作を示すフローチャートである。また、図９はクリーニング動作を模式的に示す図である。電子ビームキュア装置４Ａ、４Ｂはともに同一構成であり、各装置におけるクリーニング動作も同一であるため、ここでは、電子ビームキュア装置４Ａにおけるクリーニング動作について説明する。
【００５９】
クリーニング処理を実行するため、制御ユニット４２は流路切替ユニット４９ｂを制御して循環ファン４９ａから送られてくるガスの流路をクリーニング用流路に切り替える（ステップＳ２１）。また、制御ユニット４２はオゾンガス供給ユニット４８Ｂを制御してオゾンガスの供給を開始させる（ステップＳ２２）。これにより、オゾンガスが中央中空室４７ｃおよびガス供給口４７ｆを介して処理空間４１ａに供給され、時間経過とともに処理空間４１ａがオゾンガスに満たされていく。こうしてオゾンガスが大気圧下で処理空間４１ａ全体に充填されて処理チャンバ４１の内壁面に付着する汚染物質がオゾンガスにより分解される。
【００６０】
また、充填完了（ステップＳ２３で「ＹＥＳ」と判定された）後、制御ユニット４２はオゾンガス供給ユニット４８Ｂによるオゾンガスの供給を停止するとともに、循環ファン４９ａを作動させる（ステップＳ２４）。この循環ファン４９ａの作動開始とともに、処理空間４１ａ内のオゾンガスは図９に示すようにクリーニング用流路（配管４３ａ−循環ファン４９ａ−配管４３ｃ−配管４３ｈ−配管４３ｇ）で処理空間４１ａに供給される。同図の太線で示すように、クリーニング用流路（給排気流路）と処理空間４１ａで構成される循環経路に沿ってオゾンガスが循環することとなり、循環ファン４９ａの作動開始後においては循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１の内壁面がクリーニングされる。また、処理空間４１ａに供給されたオゾンガスは配管４３ｉを介して上記クリーニング用流路に戻されるため、オゾンガスは処理空間４１全体に均等に流通することとなり、処理チャンバ４１の内壁面全体をクリーニングする。
【００６１】
循環流動するオゾンガスによるクリーニング処理が所定時間だけ実行されたことを確認する（ステップＳ２５）と、制御ユニット４２はオゾンガスによる汚染物質の分解により処理チャンバ４１の内壁面から汚染物質が除去されたと判断してオゾンガスおよびオゾンガスに分解された汚染物質を循環経路から排出する。すなわち、制御ユニット４２は窒素ガス供給ユニット４８Ｃを作動させて窒素ガスを処理空間４１ａに向けて供給するとともに、排気ファン４０１の作動を開始させる（ステップＳ２６）。これにより循環経路に存在しているオゾンガスおよびオゾンガスに分解された汚染物質が窒素ガスにより装置外部にパージされる。この排気時に配管４３ｂを介して排気される排気ガス中の含まれるオゾンガス成分については、オゾンキラー４０２によって酸素に分解されて窒素ガスとともに排気系に排出される。
【００６２】
すべてのオゾンガスを循環経路からパージした（ステップＳ２７）後に、制御ユニット４２は窒素ガスの供給を停止させるとともに、両ファン４９ａ、４０１を停止させる（ステップＳ２８）。こうして、クリーニング処理を完了する。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、電子ビーム照射を停止している間に、クリーニング用流路（給排気流路）の両端部を処理空間４１ａに連通してなる循環経路に沿ってオゾンガスを循環させ、循環流動するオゾンガスによって処理チャンバ４１内に付着した汚染物質を分解して処理チャンバ４１からクリーニング除去している。したがって、処理チャンバ４１の内壁全体を効率よく、しかもほぼ完全にクリーニングすることができ、クリーニング処理後に実行する硬化処理を良好に行うことができる。また、このように１回のクリーニング処理によって処理チャンバ４１内を良好にクリーニングすることができるため、クリーニング頻度を抑制することができる。その結果、クリーニング処理により硬化処理を中止する時間が短くなり、基板処理装置の稼動効率を高めることができる。
【００６４】
また、オゾンガス供給ユニット４８Ｂにより処理空間４１ａにオゾンガスを初期充填した後に、循環ファン４９ａによりオゾンガスを循環経路に沿って循環させるように構成しているため、未使用オゾンガスを最初に処理空間４１ａ全体に導入しているため、クリーニング除去効率をさらに高めることができる。
【００６５】
また、オゾンガスを循環してクリーニング処理を実行するため、少量のオゾンガスを利用してクリーニング処理を効率的に実行することができ、オゾン発生時に使用する酸素量およびオゾンガス発生のためのエネルギー消費量を削減することができ、ランニングコストを効果的に低減させることができる。また、本実施形態では大気圧状態でオゾンガスによるクリーニング処理を実行しているため、減圧工程を必須とする従来のクリーニング処理に比べてクリーニング時間やランニングコストを大幅に短縮することができる。
【００６６】
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いているが、アルゴンガス以外の不活性ガス（例えばキセノンガスや窒素ガス等）を用いてもよいことはいうまでもない。また、パージ用ガスとして窒素ガスを用いているが、他のパージ用ガス、例えば圧縮空気などを用いてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、処理空間４１ａにオゾンガスを供給しているが、クリーニング用流路（給排気流路）にオゾンガスを供給することでオゾンガスを循環経路に沿って循環させてクリーニング処理を行うように構成してもよい。また、上記実施形態では、排気用配管４３ａから分岐配管４３ｂを介してオゾンガスを含むガスを排気するように構成しているが、処理空間４１ａから直接オゾンガスを含むガスを排気するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、流路切替ユニット４９ｂによりクリーニング用流路と処理ガス用流路とを切り替えているが、このような切替機構を設けることなく、クリーニング処理時もオゾンガスを処理ガス用流路を流通させるように構成してもよい。ただし、クリーニング処理時においては、分解処理ユニット４９ｃの加熱ヒータ（図示省略）は停止させてオゾンガスの分解を防止する必要がある。なお、クリーニング処理の終了後においては、加熱ヒータを作動させてオゾンガスを酸素に分解し、排気系に排出される排気ガスにオゾンが含まれるのを防止してもよい。この場合、分解処理ユニット４９ｃの加熱ヒータが本発明の「オゾン分解手段」に相当する。
【００６９】
また、上記実施形態では、電子ビーム照射領域ＩＲを取り囲むように電子ビームＥＢと略平行にアルゴンガスを吐出するとともにアルゴンガスと汚染物質を一緒に排出して非照射領域ＮＩＲの雰囲気を管理し、これによって基板表面側雰囲気ＡＰの雰囲気管理を行っているが、次に示す基板表面側雰囲気ＡＰの管理態様を採用してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、２つの電子ビーム発生ユニット４０Ａ、４０Ｂを用いて基板表面Ｗｆに対して電子ビームを照射しているが、電子ビーム発生ユニットの個数や配置などについては任意である。また、上記実施形態では、電子ビーム発生ユニットを固定配置するとともに基板Ｗを基板移動範囲ＭＲの間でＸ方向に移動させているが、両者をともに移動させたり、基板を固定するとともに電子ビーム発生ユニットおよびパージボックスを一体的に移動させることで基板をＸ方向に相対移動させてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆに向けて電子ビームを照射して未硬化状態の層間絶縁膜Ｆを硬化する電子ビームキュア装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板表面に向けて電子ビームを照射して所定の基板処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。
【００７２】
また、層間絶縁膜の誘導率（ｋ値）を現在のｋ＝３程度から更に下げたｋ＝２．２〜２．４の膜、即ち、Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ−ｋ膜を得るためＬｏｗ−ｋ膜中に空孔を発生させるようポロジェン（Ｐｏｒｏｇｅｎ）等の有機物をＬｏｗ−ｋ膜中に導入し、これに電子ビームを照射し、ポロジェンを分解・ガス化して空孔を得ると同時に、水素などの末端基をガス化し、より強固な膜を得る基板処理方法にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）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などを含む基板全般の表面に電子ビームを照射して所定の処理を実行する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を装備した基板処理システムを示す図である。
【図２】本発明にかかる基板処理装置の一実施形態である電子ビームキュア装置を示す断面図である。
【図３】バージボックスを下方から見た斜視図である。
【図４】図２に示す電子ビームキュア装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示す電子ビームキュア装置でのガス供給系統を示す図である。
【図６】図２の電子ビームキュア装置の硬化動作を示すフローチャートである。
【図７】電子ビーム照射領域ＩＲの近傍を模式的に示す図である。
【図８】図２の装置におけるクリーニング動作を示すフローチャートである。
【図９】図２の装置におけるクリーニング動作を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
４Ａ、４Ｂ…電子ビームキュア装置（基板処理装置）
４０Ａ、４０Ｂ…電子ビーム発生ユニット
４１…処理チャンバ
４１ａ…処理空間
４３ａ、４３ｃ〜４３ｈ…配管（循環経路形成部）
４３ｂ…分岐配管（排気経路形成部）
４４…ステージ（移動手段）
４６…ステージ駆動ユニット（移動手段）
４６ｂ…リニア駆動部（移動手段）
４８Ａ…アルゴンガス供給ユニット（不活性ガス供給手段）
４８Ｂ…オゾンガス供給ユニット
４９ａ…循環ファン（循環駆動部）
４０２…オゾンキラー（オゾン分解手段）
ＥＢ…電子ビーム
Ｆ…層間絶縁膜
ＩＲ…電子ビーム照射領域ＩＲ
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
Ｘ…移動方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、
前記処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを射出する電子ビーム発生手段と、
前記処理空間に連通されて前記処理空間にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段とを備え、
前記電子ビーム照射を停止している間に、前記オゾンガスを供給して前記処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
給排気流路の両端部が前記処理空間に連通されて前記処理空間と前記給排気流路によりガス成分の循環経路を形成する循環経路形成部と、前記循環経路に沿ってガス成分を循環させる循環駆動部とを有するガス循環手段をさらに備え、
前記オゾンガス供給手段は前記循環経路にオゾンガスを供給する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記オゾンガス供給手段は前記処理空間にオゾンガスを供給可能となっており、
前記ガス循環手段は、前記オゾンガス供給手段により前記処理空間にオゾンガスが初期充填された後に、前記循環駆動部によりオゾンガスを前記循環経路に沿って循環させる請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理空間または前記給排気流路に連通されて前記循環経路を排気するための排気経路を形成する排気経路形成部と、
前記循環経路または前記排気経路に沿って流通するガスに含まれるオゾンガス成分を酸素に分解するオゾン分解手段とをさらに備え、
前記オゾン分解手段によりオゾンガス成分を酸素に分解し、装置外部に排出する請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記電子ビーム照射領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板への前記電子ビーム照射によって発生する汚染物質を除去可能な除去手段とをさらに備え、
前記ガス循環手段は、前記電子ビーム照射を行っている間に、前記汚染物質を前記不活性ガスと一緒に排気ガスとして前記処理空間から前記給排気流路に沿って排気し、当該排気ガスから前記除去手段によって前記汚染物質を除去することで得られる処理ガスを前記処理空間に供給する請求項２ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
処理チャンバの処理空間に配置された基板の表面に対して電子ビーム発生手段から電子ビームを照射しながら前記基板を前記電子ビーム発生手段に対して相対移動させることで前記電子ビームが照射される電子ビーム照射領域を走査させて前記基板表面に所定の処理を施す基板処理装置において前記処理チャンバ内を洗浄する洗浄方法であって、
前記電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを前記処理チャンバに供給して前記処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
【請求項７】
給排気流路の各端部を前記処理空間に連通することで循環経路を形成し、前記循環経路に沿ってオゾンガスを循環させて前記処理チャンバ内をクリーニングする請求項６記載の基板処理装置の洗浄方法。
【請求項１】
基板処理を行うための処理空間を有する処理チャンバと、
前記処理空間内に配置された基板の表面に向けて電子ビームを射出する電子ビーム発生手段と、
前記処理空間に連通されて前記処理空間にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段とを備え、
前記電子ビーム照射を停止している間に、前記オゾンガスを供給して前記処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
給排気流路の両端部が前記処理空間に連通されて前記処理空間と前記給排気流路によりガス成分の循環経路を形成する循環経路形成部と、前記循環経路に沿ってガス成分を循環させる循環駆動部とを有するガス循環手段をさらに備え、
前記オゾンガス供給手段は前記循環経路にオゾンガスを供給する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記オゾンガス供給手段は前記処理空間にオゾンガスを供給可能となっており、
前記ガス循環手段は、前記オゾンガス供給手段により前記処理空間にオゾンガスが初期充填された後に、前記循環駆動部によりオゾンガスを前記循環経路に沿って循環させる請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理空間または前記給排気流路に連通されて前記循環経路を排気するための排気経路を形成する排気経路形成部と、
前記循環経路または前記排気経路に沿って流通するガスに含まれるオゾンガス成分を酸素に分解するオゾン分解手段とをさらに備え、
前記オゾン分解手段によりオゾンガス成分を酸素に分解し、装置外部に排出する請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記電子ビーム照射領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板への前記電子ビーム照射によって発生する汚染物質を除去可能な除去手段とをさらに備え、
前記ガス循環手段は、前記電子ビーム照射を行っている間に、前記汚染物質を前記不活性ガスと一緒に排気ガスとして前記処理空間から前記給排気流路に沿って排気し、当該排気ガスから前記除去手段によって前記汚染物質を除去することで得られる処理ガスを前記処理空間に供給する請求項２ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
処理チャンバの処理空間に配置された基板の表面に対して電子ビーム発生手段から電子ビームを照射しながら前記基板を前記電子ビーム発生手段に対して相対移動させることで前記電子ビームが照射される電子ビーム照射領域を走査させて前記基板表面に所定の処理を施す基板処理装置において前記処理チャンバ内を洗浄する洗浄方法であって、
前記電子ビーム照射を停止している間に、オゾンガスを前記処理チャンバに供給して前記処理チャンバ内をクリーニングすることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
【請求項７】
給排気流路の各端部を前記処理空間に連通することで循環経路を形成し、前記循環経路に沿ってオゾンガスを循環させて前記処理チャンバ内をクリーニングする請求項６記載の基板処理装置の洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１２９８２３（Ｐ２０１０−１２９８２３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０３８４７（Ｐ２００８−３０３８４７）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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