(57)【要約】【課題】歩留りの高い成膜方法、成膜装置および基板処理方法を提供すること。【解決手段】本発明の成膜方法は、被塗布基材７に液状の膜形成材料を塗布して膜８を形成する方法である。この成膜方法は、被塗布基材７に膜形成材料を塗布する塗布工程と、膜形成材料を加熱して乾燥させることにより膜８を得る熱処理工程と、膜８のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、膜８の少なくとも一部に対して再加熱を行ない、これにより、ストレスが均一になるように該ストレスを調整する調整工程とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に液状の膜形成材料を塗布して膜を形成する成膜方法であって、
前記基板に前記膜形成材料を塗布する塗布工程と、
前記膜形成材料を加熱して乾燥させることにより前記膜を得る熱処理工程と、
前記膜のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記膜の少なくとも一部に対して再加熱を行ない、これにより、前記ストレスが均一になるように該ストレスを調整する調整工程とを有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記調整工程において、前記膜のストレスが大きい部分に対して再加熱を行なう請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記調整工程において、前記膜のストレスが小さい部分に対して再加熱を行なう請求項１に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記調整工程の後、前記膜に少なくとも１つの層を積層する積層工程を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記調整工程で得た前記ストレスに基づいて積層する請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記調整工程の後、前記膜の表面の状態を検査する検査工程を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記調整工程で得た前記ストレスを用いて検査する請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
基板に液状の膜形成材料を塗布して膜を形成する成膜装置であって、
前記基板に前記膜形成材料を塗布する塗布手段と、
前記基板における前記膜形成材料を加熱する加熱手段と、
前記膜形成材料を加熱して乾燥させることにより得られた前記膜のストレスを検出する検出手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段とを有し、
前記検出手段の作動により、前記膜のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記制御手段は、前記膜の少なくとも一部に対して再加熱を行なうよう前記加熱手段を制御し、これにより、前記膜のストレスが均一になるように該ストレスを調整することを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
基板を加熱する熱処理工程と、
前記基板のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記基板の少なくとも一部に対して再加熱を行ない、これにより、前記ストレスが均一になるように該ストレスを調整する調整工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、成膜装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に膜を形成する方法が知られている。この方法は、膜を基板に形成した後、当該基板に傷やクラックが生じているか否かを検査する検査工程を有している（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような方法では、検査工程が完了するまで、膜が形成された基板、すなわち、製品が良品か否かが分からないため、製品を製造する歩留りが劣っていた。
また、１種類の製品を大量に製造（生産）したとき、検査工程では、無作為に製品を抜き出し、当該製品に対して検査を行なっているが、多品種少量生産としたときには、生産された各製品に対して検査を行なう必要があり、検査工程における工数（時間）が増加するという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５０６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、歩留りの高い成膜方法、成膜装置および基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基板に液状の膜形成材料を塗布して膜を形成する成膜方法であって、
前記基板に前記膜形成材料を塗布する塗布工程と、
前記膜形成材料を加熱して乾燥させることにより前記膜を得る熱処理工程と、
前記膜のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記膜の少なくとも一部に対して再加熱を行ない、これにより、前記ストレスが均一になるように該ストレスを調整する調整工程とを有することを特徴とする。
これにより、歩留りの高い成膜方法を提供することができる。
【０００６】
本発明の成膜方法では、前記調整工程において、前記膜のストレスが大きい部分に対して再加熱を行なうことが好ましい。
これにより、ストレスが均一な膜を得ることができる。
本発明の成膜方法では、前記調整工程において、前記膜のストレスが小さい部分に対して再加熱を行なうことが好ましい。
これにより、ストレスが均一な膜を得ることができる。
【０００７】
本発明の成膜方法では、前記調整工程の後、前記膜に少なくとも１つの層を積層する積層工程を有することが好ましい。
これにより、積層構造の膜を得ることができる。
本発明の成膜方法では、前記調整工程で得た前記ストレスに基づいて積層することが好ましい。
これにより、表面の状態が均一な膜を得ることができる。
【０００８】
本発明の成膜方法では、前記調整工程の後、前記膜の表面の状態を検査する検査工程を有することが好ましい。
これにより、膜の表面の状態を確認することができる。
本発明の成膜方法では、前記調整工程で得た前記ストレスを用いて検査することが好ましい。
これにより、検査工程における工数（時間）を削減することができる。
【０００９】
本発明の成膜装置は、基板に液状の膜形成材料を塗布して膜を形成する成膜装置であって、
前記基板に前記膜形成材料を塗布する塗布手段と、
前記基板における前記膜形成材料を加熱する加熱手段と、
前記膜形成材料を加熱して乾燥させることにより得られた前記膜のストレスを検出する検出手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段とを有し、
前記検出手段の作動により、前記膜のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記制御手段は、前記膜の少なくとも一部に対して再加熱を行なうよう前記加熱手段を制御し、これにより、前記膜のストレスが均一になるように該ストレスを調整することを特徴とする。
これにより、歩留りの高い成膜装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の基板処理方法は、基板を加熱する熱処理工程と、
前記基板のストレスを検出し、該検出されたストレスに基づいて、前記基板の少なくとも一部に対して再加熱を行ない、これにより、前記ストレスが均一になるように該ストレスを調整する調整工程とを有することを特徴とする。
これにより、歩留りの高い基板処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の成膜方法、成膜装置および基板処理方法の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の成膜装置の概略構成図、図２は、図１に示す成膜装置の第１の処理装置の概略構成図、図３は、図１に示す成膜装置の第２の処理装置に設置された基板の膜付近の拡大断面図である。なお、以下の説明では、図１〜図３中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
【００１２】
図１に示す成膜装置１０は、被塗布基材（基板）７に液状の膜形成材料Ｒを塗布して膜８を形成する装置である。この成膜装置１０は、被塗布基材７に膜形成材料Ｒを処理（塗布）する第１の処理装置（塗布手段）１と、塗布された膜形成材料Ｒを処理する第２の処理装置２０と、被塗布基材７が載置されるステージ５と、制御装置（制御手段）３０とを有している。以下、各部の構成について説明する。
【００１３】
図２に示す第１の処理装置１は、塗布ヘッド２と、液状の膜形成材料Ｒが貯留される液状材料タンク３と、塗布ヘッド２と液状材料タンク３との間を接続する液状材料供給配管４とを有している。
塗布ヘッド２は、高さを制御するモータ等の駆動手段(図示せず)が取り付けられている。この駆動手段は、制御装置３０のシーケンスにより制御され、塗布ヘッド２は、図２中上下方向に移動することができる。
また、塗布ヘッド２は、スリット状（毛細管スリット状）の流路２１と、流路２１を流れる膜形成材料Ｒの圧力分布を均一にするマニホールド２２と、流路２１が開口する吐出口２３とを有している。図示の構成では、塗布ヘッド２は、吐出口２３が鉛直下方に向かって開口するよう構成されている。
【００１４】
液状材料タンク３には、高さを制御するモータ等の駆動手段（図示せず）が取り付けられている。この駆動手段は、制御装置３０のシーケンス制御され、液状材料タンク３は、図２中上下方向に移動することができる。
このように液状材料タンク３の高さを制御することによって、液状材料タンク３内の膜形成材料Ｒの液面と、マニホールド２２とに高低差を調整することができ、液状材料タンク３を高くすると膜形成材料Ｒを供給することができ、液状材料タンク３を低くすると膜形成材料Ｒの供給を停止することができる。このようにして、マニホールド２２（塗布ヘッド２）に供給する膜形成材料Ｒの量を調節することができる。
また、膜形成材料Ｒとしては、特に限定されないが、例えば、絶縁体材料、導電体材料、半導体材料、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を用いることができる。
【００１５】
液状材料供給配管４は、液状材料タンク３とマニホールド２２（塗布ヘッド２）とを接続するものである。膜形成材料Ｒは、この液状材料供給配管４を介して液状材料タンク３から塗布ヘッド２に供給される。
液状材料供給配管４の途中には、フィルタ（図示せず）が設けられており、不純物の除去や脱泡等を行うことができる。
液状材料タンク３から液状材料供給配管４を介して塗布ヘッド２に供給された膜形成材料Ｒは、一旦、マニホールド２２に貯留され、毛細管現象により流路２１に吸い込まれる。
【００１６】
ステージ５は、膜形成材料Ｒを塗布すべき被塗布基材７を保持する機能を有している。この被塗布基材７の保持は、例えば、真空吸引、粘着材による粘着等によって行うことができる。また、ステージ５は、図示しない移動手段の作動により、水平方向へ移動することができる。これにより、ステージ５は、第１の処理装置１から第２の処理装置２０へ移動することができる。
【００１７】
図１に示すように、第２の処理装置２０は、第１の処理装置１に隣接して設けられている。この第２の処理装置２０は、チャンバ２０１と、加熱手段６と、検出手段９とを有している。
チャンバ２０１は、開口部２０２を介して、第１の処理装置１内と連通している。
加熱手段６は、被塗布基材７上の膜形成材料Ｒを加熱することができる。これにより、膜形成材料Ｒが乾燥して、膜８が得られる（形成される）。
【００１８】
加熱手段６は、行列状（マトリックス状）に配置された複数の赤外線ランプ６１で構成されている。各赤外線ランプ６１は、チャンバ２０１の天面（天板）２０３付近に設置されている。
また、各赤外線ランプ６１は、制御装置３０の制御（シーケンス制御）により、当該赤外線ランプ６１から照射される赤外線（光）の出力（強さ）を変更することができる。
【００１９】
検出手段９は、膜８のストレス（反り）を検出（測定）することができる。この検出手段９は、Ｘ線残留応力測定装置９１で構成されている。
Ｘ線残留応力測定装置９１は、Ｘ線を発信する発信部９１１と、当該発信されたＸ線を受信する受信部９１２とを有し、Ｘ線回折によってストレスを測定するよう構成されている。
【００２０】
また、検出手段９（Ｘ線残留応力測定装置９１）は、加熱手段６の上方に設けられている。
このような検出手段９（Ｘ線残留応力測定装置９１）により、ストレスが大きい部分やストレスが小さい部分を認識することができる。
また、検出されたストレスの情報は、制御装置３０の記憶部（メモリ）３０２に記憶される。
【００２１】
制御装置３０は、成膜装置１０の前述した各部位（各手段）をそれぞれ制御する。この制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、記憶部３０２とを有している。記憶部３０２は、ＣＰＵ３０１に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有しており、この記憶媒体は、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリ等で構成されている。
【００２２】
次に、以上説明したような成膜装置１０を用いて、被塗布基材７に膜形成材料Ｒを塗布して膜８を形成する工程（成膜方法（第１実施形態））について説明する。
［１］塗布工程
まず、被塗布基材７を用意する。
次に、図２に示すように、被塗布基材７をステージ５に設置する。このとき、ステージ５は、第１の処理装置１内に位置している。
【００２３】
次に、液状材料タンク３内の膜形成材料Ｒの液面とマニホールド２２の高低差を調整し、液体材料をマニホールド２２に供給する。このとき、塗布ヘッド２の吐出口２３は、被塗布基材７と離間した状態となっている。
次に、供給された膜形成材料Ｒを、毛細管スリット状の流路２１で吸い込み、吸い込まれた膜形成材料Ｒは、吐出口２３において表面張力により盛り上がる、すなわち、吐出口２３から突出する。
【００２４】
次に、吐出口２３と被塗布基材７とを接近させ、前記盛り上がった膜形成材料Ｒを被塗布基材７に接触させる。なお、この際、吐出口２３と被塗布基材７との距離を、５０〜２００μｍ程度とするのが好適である。
次に、吐出口２３と被塗布基材７との距離を保持しつつ、前記移動手段により、ステージ５を被塗布基材７とともに、図中矢印の方向に移動させる。
【００２５】
ステージ５の移動とともに、被塗布基材７の一方の端部７１から、膜形成材料Ｒが付着していく、すなわち、膜形成材料Ｒが塗布されていく。
被塗布基材７の他方の端部７２まで膜形成材料Ｒを塗布したら、膜形成材料Ｒの供給を停止する。
以上により、被塗布基材７の上面全体に、膜形成材料Ｒが塗布されることとなる。
【００２６】
［２］熱処理工程
次に、前記移動手段を作動させて、膜形成材料Ｒが塗布された被塗布基材７をチャンバ２０１に設置する（図１参照）。
その後、加熱手段６の作動させて、膜形成材料Ｒを加熱し、当該膜形成材料Ｒを乾燥（硬化）させる。これにより、膜８が得られる。
【００２７】
［３］調整工程
次に、検出手段９を作動させて、膜８の複数箇所のストレスを検出する。各検出された（得られた）ストレスは、制御装置３０の記憶部３０２に記憶される。
また、制御装置３０は、複数のストレスをそれぞれ比較して、ストレスが小さい部分（例えば、小ストレス部８１、８２）を判断（判別）する。
【００２８】
次に、図３（ａ）に示すように、制御装置３０は、小ストレス部８１および８２に対してそれぞれ再加熱を行なうよう、小ストレス部８１の上方に位置する赤外線ランプ６１ａと、小ストレス部８２の上方に位置する赤外線ランプ６１ｂとを作動させる。
これにより、小ストレス部８１および８２がそれぞれ再加熱されることとなり、当該各部分のストレスが増加するのに伴なって、ストレスが全体に渡って均一になる、すなわち、膜８の表面が平坦になる（図３（ｂ）参照）。
【００２９】
［４］検査工程
次に、検出手段９を作動させて、膜８の複数箇所のストレスを再度検出して膜８の表面の状態を検査するが、前記調整工程でストレスが小さい部分が判別（記憶）されているため、検査対象（検出対象）となる箇所は、小ストレス部８１および８２に相当する部分となる。
これにより、前記調整工程でストレスが検出された複数箇所を全て検査するのが省略され、よって、本検査工程における工数（時間）を削減することができる。
【００３０】
以上のような工程を経ることにより、被塗布基材７に確実に成膜を施すことができ、よって、歩留りの高い成膜方法を提供することができる。
なお、前記調整工程では、膜８のストレスが小さい部分に対して再加熱を行なっていたが、膜８の構成材料（膜形成材料Ｒ）によっては、膜８のストレスが大きい部分に対して再加熱を行なってもよい。膜８のストレスが大きい部分に対して再加熱を行なった場合でも、ストレスが全体に渡って均一になる、すなわち、膜８の表面が平坦になる。
また、本実施形態の成膜方法では、前記検査工程を省略してもよい。
【００３１】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、成膜方法が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
成膜装置１０を用いて、成膜方法（第２実施形態）について説明する。
【００３２】
［１］塗布工程
本実施形態の塗布工程は、前記第１実施形態の塗布工程とほぼ同様である。
［２］熱処理工程
本実施形態の熱処理工程は、前記第１実施形態の熱処理工程とほぼ同様である。
［３］調整工程
本実施形態の調整工程は、前記第１実施形態の調整工程とほぼ同様である。
【００３３】
［４］積層工程
前記移動手段を作動させて、膜８が形成された被塗布基材７を第１の処理装置１内に再度設置する。
その後、前記塗布工程および前記熱処理工程とほぼ同様にして、膜８上に他の膜（層）を形成する、すなわち、積層する。これにより、積層構造の膜を得ることができる。
【００３４】
なお、本工程では、前記調整工程で記憶されたストレスに基づいて積層してもよい。すなわち、例えば、他の膜の小ストレス部８１および８２に対応する部分が、ストレスが大きくなるように、積層（再加熱）してもよい。これにより、他の膜の表面が平坦となるように調整ことができる。
また、積層する膜は、１層であるのに限定されず、２層以上であってもよい。
また、前記積層工程の後、前記第１実施形態で記載したような検査工程を行なってもよい。
【００３５】
＜第３実施形態＞
図４は、図１に示す成膜装置の第２の処理装置に基板が設置された状態を示す図、図５は、図４に示す基板付近の拡大断面図である。
以下、これらの図を参照して本発明の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、成膜方法に被塗布基材７を処理する工程が加えられていること以外は前記第１実施形態と同様である。
成膜装置１０を用いた成膜方法（基板処理方法）について説明する。本実施形態の成膜方法は、例えば被塗布基材７に反りが生じている場合に、有効である。
【００３６】
［１］基板熱処理工程（熱処理工程）
まず、被塗布基材７を用意する。
次に、図４に示すように、被塗布基材７をステージ５に設置する。このとき、ステージ５は、第２の処理装置２０（チャンバ２０１）内に位置している。
この状態で、加熱手段６の作動させて、被塗布基材７を加熱する。これにより、例えば、被塗布基材７を膜形成材料Ｒが付着し易い状態とすることができる。
【００３７】
［２］基板調整工程（調整工程）
次に、検出手段９を作動させて、被塗布基材７の複数箇所のストレスを検出する。各検出された（得られた）ストレスは、制御装置３０の記憶部３０２に記憶される。
また、制御装置３０は、複数のストレスをそれぞれ比較して、ストレスが小さい部分（例えば、小ストレス部７３、７４）を判断（判別）する。
【００３８】
次に、図５（ａ）に示すように、制御装置３０は、小ストレス部７３および７４に対してそれぞれ再加熱を行なうよう、小ストレス部７３の上方に位置する赤外線ランプ６１ａと、小ストレス部７４の上方に位置する赤外線ランプ６１ｂとを作動させる。
これにより、小ストレス部７３および７４がそれぞれ再加熱されることとなり、当該各部分のストレスが増加するのに伴なって、ストレスが全体に渡って均一になる、すなわち、被塗布基材７の表面が平坦になる（図５（ｂ）参照）。
以上のような工程を経ることにより、表面が平坦な被塗布基材７を得ることができ、よって、次工程（前記第１実施形態の工程［１］〜［４］とほぼ同様の工程）で、当該被塗布基材７に成膜を好適に施すことができる。
【００３９】
以上、本発明の成膜方法、成膜装置および基板処理方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明の成膜装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、加熱手段は、複数の赤外線ランプで構成されているのに限定されず、例えば、ヒータ（電熱器）、電子線またはＸ線を照射する手段で構成されていてもよい。
また、検出手段は、Ｘ線残留応力測定装置で構成されているのに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の成膜装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す成膜装置の第１の処理装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す成膜装置の第２の処理装置に設置された基板の膜付近の拡大断面図である。
【図４】図１に示す成膜装置の第２の処理装置に基板が設置された状態を示す図である。
【図５】図４に示す基板付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０……成膜装置  １……第１の処理装置  ２……塗布ヘッド  ２１……流路  ２２……マニホールド  ２３……吐出口  ３……液状材料タンク  ４……液状材料供給配管  ５……ステージ  ６……加熱手段  ６１、６１ａ、６１ｂ……赤外線ランプ  ７……被塗布基材（基板）  ７１、７２……端部  ７３、７４……小ストレス部  ８……膜  ８１、８２……小ストレス部  ９……検出手段  ９１……Ｘ線残留応力測定装置  ２０……第２の処理装置  ２０１……チャンバ  ２０２……開口部  ２０３……天面（天板）  ３０……制御装置（制御手段）  ３０１……ＣＰＵ  ３０２……記憶部（メモリ）  Ｒ……膜形成材料
【図１】
2006294812.tif 000003
【図２】
2006294812.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006294812.tif 000007