(57)【要約】【課題】特に、液晶表示装置の基板や、液晶表示装置の製造などに使用される大型フォトマスク基板の洗浄に好適に用いられ、乾燥後に基板上に生じるウォーターマークを効果的に抑制し得る基板の洗浄処理方法を提供する。【解決手段】処理室内に水平に保持した基板を回転させながら、前記基板上に処理液を供給して洗浄する工程を含む洗浄工程と、前記基板を回転させながら乾燥する工程を含む乾燥工程とを有する基板処理方法において、前記乾燥工程の前に、前記基板の表面を乾燥しない範囲内で外気の下降気流下に曝す前処理工程を有する基板処理方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に水平に保持した基板を回転させながら、前記基板上に処理液を供給して洗浄する工程を含む洗浄工程と、前記基板を回転させながら乾燥する工程を含む乾燥工程とを有する基板処理方法において、
前記乾燥工程の前に、前記基板の表面を乾燥しない範囲内で外気の下降気流下に曝す前処理工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記処理工程において、基板を回転させないか、２０ｒｐｍ以下の回転数で回転させる請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
下降気流の風速が１〜２０ｍ／ｓである請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
基板の表面を下降気流に曝す時間が２〜３０秒である請求項１、２または３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
基板が長方形基板である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
基板がフォトマスク基板である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、特に液晶表示装置の基板や、液晶表示装置の製造などに使用される大型フォトマスク基板の洗浄に好適に用いられ、乾燥後に基板上に生じる模様（以下、ウォーターマークと称す。）を効果的に抑制し得る基板の洗浄処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ用フォトマスクや液晶装置製造用大型フォトマスク等のフォトマスク基板などの基板の製造においては、製造プロセス中にさまざまな汚染にさらされるため、製造プロセス中又は最終製品において洗浄が行われている。この洗浄方法としては、これまでディップ式の洗浄方法が用いられていた。図３は、従来行われていたフォトマスク基板のディップ方式による洗浄方法の１例を示す説明図である。従来のディップ方式による洗浄方法においては、この図３に示されるように、洗浄液槽、リンス槽及び乾燥槽が直列に配置された装置が用いられ、まず、フォトマスク基板を洗浄液槽およびリンス槽に順次縦方向に浸漬して、洗浄処理およびリンス処理を行ったのち、乾燥槽にて乾燥処理が行われる。なお、これらの槽において使用する薬液の種類やリンス、乾燥方法は、様々な組合せにて行われている。
【０００３】
この方法は、例えばＬＳＩ用フォトマスク等マスクサイズが小さい場合は、一度に複数枚の基板を処理することができるため、スループットも高く適しているが、上記のような大型のフォトマスクの場合、各槽も大型化、及び薬液も大量に必要となるなどの問題がある。ましてや、近年液晶表示装置用フォトマスクがさらに大型化し、また高精度化する傾向にある中、大型な薬液槽において清浄な洗浄液で洗浄するのは、多大な量の薬液が必要となり、上記のようなディップ方式の洗浄を行うのが困難となってきているのが実状である。
【０００４】
そこで、近年、枚葉式スピン洗浄法が注目され開発されている。この枚葉式スピン洗浄法は、回転する基板保持部材にフォトマスク基板等を保持し、回転させながら、洗浄、リンス、乾燥を連続的に行う方法である。すなわち、まず処理室内において水平に保持した基板を回転させながら、該基板に対し、処理液として洗浄液を供給して洗浄後、純水等でリンスする洗浄工程と、次いで、所定の期間基板を高速回転して乾燥する乾燥工程とを有する。この方法によれば、上記のディップ方式に比べ、同じ処理室内で一連の処理が可能となるため装置の小型化が可能で、洗浄液が少なくて済み、かつ洗浄時間も短くて済むという利点がある。
【０００５】
しかしながら、上記のような枚葉式スピン洗浄法においては、スピン乾燥した後に、基板上にウォーターマークが発生しやすいという問題がある。このウォーターマークが発生すると、基板上に形成されているパターンの質が低下するのを免れないため、再洗浄を実施する必要があった。
【０００６】
このウォーターマークの発生原因としては、次のような原因が考えられる。すなわ、乾燥処理前の処理室内には、その前工程のリンス処理によって発生したミストが充満している。そのミストが乾燥処理中の基板に再付着することによって、乾燥後の基板にウォーターマークが発生することが考えられる。
このような問題点を解決するために、例えば、基板を乾燥させる際に、基板を上昇させて、処理室外で乾燥処理を行う方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記した従来技術においては、基板の昇降手段を設ける必要がある等、大掛かりな装置構造が必要とされるため、実用的ではなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２１８４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術が有する問題点を解決し、特に液晶表示装置の基板や、液晶表示装置の製造などに使用される大型フォトマスク基板の洗浄に好適に用いられ、乾燥後に基板上に生じるウォーターマークを効果的に抑制し得る基板の洗浄処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基板を処理液で洗浄処理する工程と、その後に行われる前記基板を乾燥処理する工程とを有する基板処理方法において、前記乾燥工程の前に、該基板の表面を乾燥しない範囲内で外気の下降気流下に曝す前処理工程を設けることにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）処理室内に水平に保持した基板を回転させながら、前記基板上に処理液を供給して洗浄する工程を含む洗浄工程と、前記基板を回転させながら乾燥する工程を含む乾燥工程とを有する基板処理方法において、
前記乾燥工程の前に、前記基板の表面を乾燥しない範囲内で外気の下降気流下に曝す前処理工程を有することを特徴とする基板処理方法、
（２）前記処理工程において、基板を回転させないか、２０ｒｐｍ以下の回転数で回転させる上記（１）項に記載の基板処理方法、
（３）下降気流の風速が１〜２０ｍ／ｓである上記（１）または（２）項に記載の基板処理方法、
（４）基板の表面を下降気流に曝す時間が２〜３０秒である上記（１）、（２）または（３）項に記載の基板処理方法、
（５）基板が長方形基板である上記（１）ないし（４）項のいずれか１項に記載の基板処理方法、および
（６）基板がフォトマスク基板である上記（１）ないし（５）項のいずれか１項に記載の基板処理方法、
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の基板処理方法においては、処理室内に水平に保持した基板を回転させながら、前記基板上に処理液を供給して洗浄する工程と、その後に行われる前記基板を回転させながら乾燥する工程との間に、前記基板の表面を乾燥しない範囲内で外気の下降気流下に曝す前処理工程が施される。
【００１２】
図１は、本発明の基板処理方法において、基板を洗浄処理、前処理および乾燥処理するために用いられるスピン洗浄乾燥装置の主要構成の１例を示す概略図である。スピン洗浄乾燥装置２０は、基板Ｗのスピン洗浄処理が行われる処理室１と、この処理室１内で基板Ｗを水平に保持するチャック２と、このチャック２によって保持された基板Ｗを回転させるモータ３とを備えている。チャック２とモータ３とは鉛直方向に延在する回転軸４で連結されている。モータ３が回転軸４を介してチャック２を回転駆動することにより、該チャック２によって保持された基板Ｗも回転する。
【００１３】
処理室１は、チャック２によって保持された基板Ｗを囲い込む処理室本体５と、この処理室本体５に対して着脱可能な冶具６とを有してなる。処理室本体５は、基板Ｗを囲い込むように組み合わされた上下一対のすり鉢状カップ７，８によって構成されている。
上方のカップ７には、冶具６を着脱可能に取り付ける係合部７ａが形成されている。また上方のカップ７は、下方に向かって傾斜するテ−パ面７ｂを有する。このテ−パ面７ｂは基板Ｗの端面を全周にわたって取り囲む位置に配置される。
【００１４】
一方、下方のカップ８には、回転軸４が貫通する回転軸貫通孔８ａや、処理室１内の気体および／または処理済み液等を排出するための排気孔８ｂ等が形成されている。
冶具６は、処理室１の外から該処理室１内における基板Ｗ上面の略中央部分へ外気を導入するための開口部９と、この開口部９から基板Ｗ上面に向かって鉛直下方に延在する筒状部１０を有する。
また開口部９の周囲には、筒状部１０の上端からフランジ状に張り出した鍔部１１が形成されている。
また図示はしないが、開口部９の上方には、このスピン洗浄装置内の空気を清浄に保つためのフィルタ部が設けられている。フィルタとしてはＨＥＰＡフィルタを用いている。
【００１５】
次に、前記スピン洗浄乾燥装置を用いて、洗浄工程、前処理工程および乾燥工程を施して、基板を処理する好適な例について説明する。
［洗浄工程］
まず、被処理基板を、その表面が上向きに水平となるように、図１で示すスピン洗浄乾燥装置２０の処理室１内のチャック２に保持する。次いで、該基板を回転させながら、この基板の表面に硫酸などを用いて薬液処理を施したのち、基板を回転させながら、リンス液を供給してリンス処理を施す。次に、スクラブ洗浄などを施したのち、基板を回転させながら、リンス液を供給してリンス処理を施す。
［前処理工程］
前記洗浄工程終了後においては、基板の上方にミストが存在する。したがって、本発明においては、この前処理工程を行う。
【００１６】
当該前処理工程においては、基板Ｗを回転させることにより、処理室１内において気流を発生させる。発生した気流は、下方のカップ８に形成された排気口８ｂから処理室１の外に流出する。これにより処理室１内が負圧となる。すると開口部９から外気が導入される。導入された外気は、筒状部１０内を流れる過程で整流となり、該整流は整流供給口１０ａから基板Ｗ上面の略中央部に至る。そして、そこから図２で示すように、基板Ｗの周縁に向かって流れる。
【００１７】
図２は、このスピン洗浄乾燥装置の処理室内に流れる気流の状態の１例を示す説明図である。図２で示されるように、処理室１内では、基板Ｗ上面の全領域にわたって整流が構成される。なお基板Ｗ上面の全領域にわたって整流が構成されるのは、開口部９の口径や筒状部１０の長さといった処理室１の構成条件を最適化したことによる。なお、符号Ｍはミストである。
【００１８】
この際、下降気流の風速は、基板が乾燥せず、ミストが除去可能となる風速であればよく、特に制限はないが、通常１〜２０ｍ／ｓ、好ましくは５〜１５ｍ／ｓの範囲である、この風速は、筒状部１０の長さおよび開口部９の口径によって調整することができるが、風速そのものを調整する方法も用いることができる。
また、この前処理工程においては、基板は回転させなくてもよいが、回転させながら、前処理工程を行ってもよい。回転させる場合は、基板が乾燥しないように、２０ｒｐｍ以下の回転数で回転させることが好ましい。前処理の時間は、ミストが除去されかつ基板を乾燥しない条件を設定する必要があり、回転数によっても異なるが、一般に２〜３０秒程度でよい。
【００１９】
この前処理後、基板は濡れた状態のままであり、かつ該基板表面上方のミストは、実質的に消滅している。
［乾燥工程］
前記の前処理工程を施したのち、濡れた状態の基板を回転させながら、乾燥処理する。この乾燥工程における基板回転数は、基板の寸法によって適宜決定されるが、１００〜３０００ｒｐｍの範囲で行うことが好ましい。特に一辺が３００ｍｍ以上の大型の基板の場合は、１００〜４００ｒｐｍで回転することが、ウォーターマークが発生しないような乾燥を行うという観点から好ましい。なお、リンス液としては、通常純水が用いられる。
このようにして、ウォーターマークの発生が抑制された洗浄基板が得られる。
【００２０】
本発明の方法が適用される基板は、その形状については特に制限はなく、正方形や長方形などの方形状、あるいは円形状のいずれであってもよい。また、基板の種類についても特に制限はなく、フォトマスク基板、あるいは半導体素子用基板、液晶表示装置などの表示装置用基板、さらにはガラス基板や製造途中の基板、例えばフォトマスクブランクなどに対しても、本発明の方法を適用することができる。本発明の方法が適用される基板としては、長方形基板が好ましく、また、フォトマスク基板が好適である。特に、製品の最終洗浄において適用するのが適している。さらに大型（例えば一辺が３００ｍｍ以上）の長方形基板については、気流の流れの制御が難しく、ウォーターマークが発生しやすい傾向があるので、大型の長方形基板に適用するのが最も適している。
【００２１】
【作用】
本発明によれば、乾燥工程の前に、基板を乾燥しない範囲内で、所定時間外気の下降気流下に基板表面を曝すことにより、洗浄工程やリンス工程において基板表面付近に飛散したミストを除去または低減することができる。つまり、ミストは未乾燥状態の基板上に落ちて消えたと考えられる。このように、未乾燥状態の基板上にミストが付着したとしても、その後の乾燥工程において、乾燥処理された基板上にウォーターマークが発生するのを防止することが可能となる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこの例によってなんら限定されるものではない。
実施例
透明基板上に遮光膜パターンが形成された長方形の大型フォトマスク（３９０×６１０ｍｍ）の表面を上向きに水平となるように、図１に示す如く、チャック２に保持した後、基板に硫酸を供給しながら、硫酸が基板に広がるような回転数（例えば、２０ｒｐｍ）にて回転させて、薬液処理を行った後、純水にてリンス処理を行った。
次いで、スクラブ洗浄を行った後、基板を回転させながら純水にてリンス処理を行った。リンス処理の直後は、基板の表面上方にミストが確認された。
【００２３】
次に、１０ｒｐｍの回転数で２０秒間基板を回転させることによる前処理工程を行った。その間、開口部９からは、外気の下降気流が供給されている。本実施例においては、開口部の開口径は３００ｍｍであり、その際の下降気流の風速は、１０ｍ／ｓであった。この下降気流の風速は、開口部を有する筒状部を設けたことによって、開口部のみの下降気流の風速よりも速い風速となっている。この前処理工程を行った後でも基板の表面は濡れた状態のままであり、基板表面上方のミストが消えていた。
最後に乾燥処理を行った。乾燥処理は、３００ｒｐｍで３００秒間行った。
【００２４】
このようにして洗浄・乾燥した基板の表面を目視検査した結果、ウォーターマークが観測されなかった。
比較例
実施例において、前処理工程を行わなかったこと以外は、実施例と同様な処理を行った。すなわち、リンス処理の直後に基板の表面上方にミストが存在した状態で、乾燥処理を行った。その結果、基板表面が乾燥されながら、ミストが消えていく（基板表面に落ちていく）現象が起こった。得られた基板表面を目視検査した結果、ウォーターマークが観測された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、特に液晶表示装置の基板や、液晶表示装置の製造などに使用される大型フォトマスク基板の洗浄に好適に用いられ、乾燥後に基板上に生じるウォーターマークを効果的に抑制し得る基板の洗浄処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理方法において用いられるスピン洗浄乾燥装置の主要構成の１例を示す概略図である。
【図２】図１で示されるスピン洗浄乾燥装置の処理室内に流れる気流の状態の１例を示す説明図である。
【図３】従来行われていたフォトマスク基板のディップ方式による洗浄方法の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  処理室
２  チャック
３  モータ
４  回転軸
５  処理室本体
６  冶具
７  上方カップ
７ａ  係合部
７ｂ  テーパ部
８  下方カップ
８ａ  回転軸貫通孔
８ｂ  排気孔
９  開口部
１０  筒状部
１１  鍔部
２０  スピン洗浄乾燥装置
Ｍ  ミスト
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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