(57)【要約】【課題】レジスト膜の表面に、反射防止膜材料液を塗布する際の塗布ムラを防止する。【解決手段】レジスト膜が形成された基板に対して純水を吐出し、レジスト膜の表面全体に対して純水を供給する（ステップＳ２）。続いて、基板を回転させて純水を振り切った後（ステップＳ３）、レジスト膜の表面全体に対して反射防止膜材料液を塗布する（ステップＳ４，Ｓ５）。純水の供給によりレジスト膜の表面は親水性に改質されることから、水溶液である反射防止膜材料液は、液弾きや液割れなどの塗布ムラが生じることなく、均一に塗布される。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されるフォトレジスト膜の表面に所定の水溶液を塗布して反射防止膜を形成する基板処理装置であって、
所定の改質媒体を前記フォトレジスト膜の表面に付与することにより、該表面を親水性に改質する改質手段と、
親水性に改質された前記フォトレジスト膜の表面に前記所定の水溶液を塗布する塗布手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記改質手段は、
前記フォトレジスト膜の表面に前記改質媒体としての純水を吐出することにより、該表面の全体に純水を供給する手段、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記改質手段は、
前記フォトレジスト膜の表面に供給された純水を振り切るように前記基板を回転させる手段、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
基板上に形成されるフォトレジスト膜の表面に所定の水溶液を塗布して反射防止膜を形成する方法であって、
所定の改質媒体を前記フォトレジスト膜の表面に付与することにより、該表面を親水性に改質する改質工程と、
親水性に改質された前記フォトレジスト膜の表面に前記所定の水溶液を塗布する塗布工程と、
を備えることを特徴とする反射防止膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の反射防止膜形成方法において、
前記改質工程は、
前記フォトレジスト膜の表面に前記改質媒体としての純水を吐出することにより、該表面の全体に純水を供給する工程、
を備えることを特徴とする反射防止膜形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の反射防止膜形成方法において、
前記改質工程は、
前記フォトレジスト膜の表面に供給された純水を振り切るように前記基板を回転させる工程、
をさらに備えることを特徴とする反射防止膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板等（以下、「基板」と称する。）の上に形成されるフォトレジスト膜の表面に反射防止膜を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの基板製品においては、上記基板に対してフォトリソグラフィ技術を用いた回路形成がなされている。フォトリソグラフィは、フォトレジスト（以下、単に「レジスト」ともいう。）塗布、露光、現像、エッチング等の工程によって回路形成を行う技術である。
【０００３】
この回路形成においては、近年の回路の微細化に伴って、微細加工の高精度、高品質化が要求されている。このため、近年の回路形成工程においては、基板上に形成されたレジスト膜上にさらに反射防止膜を形成し、露光工程における光の乱反射や多重干渉等を防止して、回路形成精度を向上させるようにしている。
【０００４】
この反射防止膜は、反射防止膜材料を含む所定の水溶液（以下、「反射防止膜材料液」ともいう。）をレジスト膜の表面に吐出した後、基板の回転による遠心力を利用して反射防止膜材料液を基板全体に塗布するという手法により形成される。基板製品の歩留りにも影響するため、反射防止膜を形成する際には、基板上にいかに均一に形成するかが重要視される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射防止膜材料液の成分は９０％以上が水である一方、一般にレジスト膜の表面は疎水性である。このことから、反射防止膜材料液を塗布する際に液弾きや液割れなどの塗布ムラが生じることがあり、この塗布ムラにより反射防止膜が基板上に均一に形成されず、基板製品の歩留りが悪化するといった問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フォトレジスト膜の表面に、反射防止膜を形成するための所定の水溶液を塗布する際の塗布ムラを防止することができる技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板上に形成されるフォトレジスト膜の表面に所定の水溶液を塗布して反射防止膜を形成する基板処理装置であって、所定の改質媒体を前記フォトレジスト膜の表面に付与することにより、該表面を親水性に改質する改質手段と、親水性に改質された前記フォトレジスト膜の表面に前記所定の水溶液を塗布する塗布手段と、を備えている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記改質手段は、前記フォトレジスト膜の表面に前記改質媒体としての純水を吐出することにより、該表面の全体に純水を供給する手段、を備えている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記改質手段は、前記フォトレジスト膜の表面に供給された純水を振り切るように前記基板を回転させる手段、をさらに備えている。
【００１０】
また、請求項４の発明は、基板上に形成されるフォトレジスト膜の表面に所定の水溶液を塗布して反射防止膜を形成する方法であって、所定の改質媒体を前記フォトレジスト膜の表面に付与することにより、該表面を親水性に改質する改質工程と、親水性に改質された前記フォトレジスト膜の表面に前記所定の水溶液を塗布する塗布工程と、を備えている。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の反射防止膜形成方法において、前記改質工程は、前記フォトレジスト膜の表面に前記改質媒体としての純水を吐出することにより、該表面の全体に純水を供給する工程、を備えている。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の反射防止膜形成方法において、前記改質工程は、前記フォトレジスト膜の表面に供給された純水を振り切るように前記基板を回転させる工程、をさらに備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
＜１．構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成の一例を示す図である。この基板処理装置１は、略円形の基板にレジスト膜を形成する処理や、反射防止膜を形成する処理を行う装置であり、３つのレジスト塗布ユニットＳＣと、反射防止膜塗布ユニットＡＣと、搬送ロボットＴＲと、インデクサＩＤと、インターフェイスＩＦとを備えている。また、３つのレジスト塗布ユニットＳＣおよび反射防止膜塗布ユニットＡＣのそれぞれの上方には図示を省略する熱処理ユニット、例えば、加熱処理を行うホットプレートや冷却処理を行うクールプレートが設けられている。
【００１５】
インデクサＩＤは、複数の基板を収納可能なキャリア（図示省略）を載置するとともに移載ロボットを備え、未処理基板を当該キャリアから搬送ロボットＴＲに払い出す。また、インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲから処理済の基板を受け取って、図外の露光装置に渡す機能を有する。
【００１６】
搬送ロボットＴＲは、図示を省略する駆動機構によって鉛直方向の上下移動および鉛直方向を軸とする回転運動を行うことができる。搬送ロボットＴＲは、上記のインデクサＩＤ、３つのレジスト塗布ユニットＳＣ、反射防止膜塗布ユニットＡＣおよびインターフェイスＩＦの間で基板の搬送を行う。
【００１７】
レジスト塗布ユニットＳＣは、基板を回転させつつその基板周面にレジストを滴下することによってレジスト塗布を行うユニットである。３つのレジスト塗布ユニットＳＣは等しい機能を有する。
【００１８】
また、反射防止膜塗布ユニットＡＣは、基板に、反射防止膜材料を含む所定の水溶液（反射防止膜材料液）を塗布することにより、基板上に反射防止膜を形成させるユニットである。反射防止膜塗布ユニットＡＣが対象とする基板は、レジスト塗布ユニットＳＣによりレジスト塗布がなされた後、ホットプレートによりプリベークと称される熱処理が施されることにより、レジスト膜が形成された基板である。したがって、基板上のレジスト膜の表面に反射防止膜（上層反射防止膜／ＴＡＲＣ：Ｔｏｐ　Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　Ｃｏａｔｉｎｇ）が形成される。
【００１９】
図２は、反射防止膜塗布ユニットＡＣの要部概略構成を示す図である。図に示すように反射防止膜塗布ユニットＡＣは、主として基板Ｗを保持して回転させる基板回転機構１０と、基板Ｗに対して反射防止膜材料液を吐出する第１吐出機構２０と、基板Ｗに対して純水を吐出する第２吐出機構３０と、反射防止膜材料液および純水等を供給する処理液供給部４０と、反射防止膜塗布ユニットＡＣの各部を制御する制御部５０とを備えている。
【００２０】
基板Ｗは、スピンチャック１１によって略水平姿勢に保持される。スピンチャック１１は、基板Ｗの裏面を真空吸着することによって基板Ｗを保持するいわゆるバキュームチャックである。なお、スピンチャック１１には、基板Ｗの端縁部を機械的に把持するいわゆるメカチャックを採用してもよい。
【００２１】
スピンチャック１１の下面側中央部にはスピンモータ１３のモータ軸１２が垂設されている。スピンモータ１３が駆動してモータ軸１２を回転させることにより、スピンチャック１１およびそれに保持された基板Ｗも略水平面内にて回転する。
【００２２】
また、基板回転機構１０には、回転する基板Ｗから飛散する処理液を受け止めて回収するカップ１４が設けられている。カップ１４は図示を省略するカップ昇降機構と連結され、スピンチャック１１に対して相対的に昇降自在とされている。基板Ｗに対して反射防止膜材料液あるいは純水を吐出する際には、図２に示す如くスピンチャック１１に保持された基板Ｗの周囲にカップ１４が配置される。この状態においては、回転する基板から飛散する純水等がカップ１４の内壁面によって受け止められ、下方の排出口（図示省略）へ導かれる。また、搬送ロボットＴＲが基板Ｗの搬出入を行うときには、カップ１４の上端よりもスピンチャック１１が突き出た状態となるように、カップ１４が配置される。
【００２３】
第１吐出機構２０は、主として、基板Ｗに対して反射防止膜材料液を吐出する第１ノズル２１と、第１ノズル２１を保持するアーム２２と、アーム２２を回動させる回動モータ２４とを備えている。
【００２４】
アーム２２の先端部２２ａにはノズル２１が固設されており、アーム２２の基端部２２ｂには回動軸２３が垂設される。さらに、回動軸２３の下部には回動モータ２４が連結されている。アーム２２はその長手方向が水平方向に沿うように基板Ｗの上方に配置されており、回動モータ２５が駆動すると、その駆動力は回動軸２３を介してアーム２２に伝達され、アーム２２が略水平面内にて回動される。このアーム２２の回動動作により、基板Ｗの中心位置と基板Ｗの上方より待避する待避位置との間で、第１ノズル２１が移動可能となっている。
【００２５】
また、第２吐出機構３０は、基板Ｗに対してを吐出する第２ノズル３１と、第２ノズル３１を保持するアーム３２と、アーム３２を回動させる回動モータ３４とを備え、第１吐出機構２０とほぼ同様の構成となっている。したがって第１ノズル２１と同様に、アーム３２の回動動作によって、基板Ｗの中心位置と基板Ｗの上方より待避する待避位置との間で、第２ノズル３１が移動可能となっている。
【００２６】
第１ノズル２１は、開閉制御される制御弁４３を介して処理液供給部４０の材料液供給装置４１と接続される。一方、第２ノズル３１は、開閉制御される制御弁４４を介して処理液供給部４０の純水供給装置４２と接続される。これにより、第１ノズル２１には材料液供給装置４１から反射防止膜材料液が供給され、第２ノズル３１には純水供給装置４２から純水が供給される。第１および第２ノズル２１，３１に供給される処理液の量は、制御弁４３，４４の開閉によってそれぞれ調整される。
【００２７】
また、制御部５０は、ＣＰＵやメモリ等を備えるコンピュータを用いて構成されるとともに、反射防止膜塗布ユニットＡＣの各部と電気的に接続され、各部の動作を統括的に制御する。制御部５０が行う動作制御には、上述したスピンモータ１３の回転制御、回動モータ２４，３４の回動制御、制御弁４３，４４の開閉制御およびカップ昇降機構の昇降制御等が含まれる。
【００２８】
＜２．動作＞
次に、上記のような構成を有する基板処理装置１の反射防止膜塗布ユニットＡＣの動作について説明する。図３は、反射防止膜塗布ユニットＡＣの動作の流れを示す図である。以下、図３を参照しつつ動作を説明するが、この動作開始前においては、第１および第２ノズル２１，３１の双方はともに待避位置に配置され、カップ１４は下降されて、スピンチャック１１がカップ１４から突き出た状態であるものとする。
【００２９】
まず、レジスト塗布ユニットＳＣおよびホットプレートの処理によりレジスト膜が形成された基板Ｗが、搬送ロボットＴＲからスピンチャック１１に受け渡される。受け渡された基板Ｗがスピンチャック１１に略水平姿勢にて保持されると、カップ１４が所定位置まで上昇される（ステップＳ１）。
【００３０】
次に、スピンチャック１１とともにそれに保持された基板Ｗを所定速度で回転させる。続いて、アーム３２を回動させて、第２ノズル３１を基板Ｗの中心位置まで移動させた後、第２ノズル３１から所定量の純水を吐出させる。これにより、基板Ｗの中心位置に対して純水が供給され、回転による遠心力を利用して基板Ｗ全体に純水が行き渡される。すなわち、基板Ｗ上のレジスト膜の表面に純水を吐出することにより、レジスト膜の表面全体に純水が供給される。この純水の供給により、レジスト膜の表面は親水性に改質される。したがって、本実施の形態では、レジスト膜の表面を親水性に改質する改質媒体として純水が使用されていることになる（ステップＳ２）。
【００３１】
なおこのとき、基板Ｗを回転せずに純水を供給してもよいが、このように回転を伴うことで比較的短時間でレジスト膜の表面全体に純水を供給することができる。
【００３２】
次に、第２ノズル３１から所定量の純水が供給されると、純水の吐出が停止され、第２ノズル３１が待避位置に移動される。この純水の吐出が停止された後も、基板Ｗの回転は所定時間継続され、回転の遠心力によってレジスト膜の表面に付着している純水が振り切られる。そして、所定時間が経過すると、スピンチャック１１およびそれに保持された基板Ｗの回転が停止される（ステップＳ３）。
【００３３】
このような基板Ｗの回転により、レジスト膜の表面から純水が振り切られた後においても、目視できない程度の微量な純水がレジスト膜の表面に付着しており、レジスト膜の表面においては親水性の状態が保持される。
【００３４】
次に、アーム２２を回動させて、第１ノズル２１を基板Ｗの中心位置まで移動させる。そして、回転を停止した基板Ｗ上のレジスト膜の表面に対して、第１ノズル２１から所定量の反射防止膜材料液を吐出させ、基板Ｗの中心位置に反射防止膜材料液の液溜り（コア）を形成させる。純水の供給によりレジスト膜の表面は親水性に改質されていることから、純水を供給しない場合と比較すると、液溜りとレジスト膜との接触角（液面と固体面とのなす角）は鋭角となり、反射防止膜材料液がレジスト膜の表面に対して広がりやすい状態となる（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、スピンチャック１１とともにそれに保持された基板Ｗを所定速度で回転させ、回転の遠心力を利用して液溜りとなっている反射防止膜材料液を基板Ｗ全体に対して行き渡らせる（展開させる）。これにより、レジスト膜の表面全体に対して反射防止膜材料液が塗布されるが、レジスト膜の表面は親水性に改質されていることから、液弾きや液割れなどの塗布ムラが防止される。したがって、反射防止膜材料液は、レジスト膜の表面全体に均一に塗布されることとなる（ステップＳ５）。
【００３６】
反射防止膜材料液が基板Ｗ全体に塗布されると、基板Ｗの回転が停止して第１ノズル２１が待避位置に移動されるとともに、カップ１４が下降される。この状態にて、搬送ロボットＴＲが反射防止膜材料液を塗布済の基板Ｗをスピンチャック１１から取り出して搬送することにより、反射防止膜塗布ユニットＡＣの一連の動作が終了する（ステップＳ６）。
【００３７】
反射防止膜材料液が塗布された基板Ｗはその後、自然乾燥あるいはホットプレートによる熱処理が施され、基板Ｗのレジスト膜上に均一な反射防止膜が形成されることとなる。
【００３８】
このように本実施の形態の基板処理装置１では、フォトレジスト膜の表面を親水性に改質した後、フォトレジスト膜の表面に反射防止膜材料液を塗布するため、反射防止膜材料液を塗布する際に生じる液弾きや液割れなどの塗布ムラが防止され、フォトレジスト膜の表面に反射防止膜を均一に形成することができる。
【００３９】
また、フォトレジスト膜の表面に純水を吐出して、該表面の全体に純水を供給することによりフォトレジスト膜の表面を改質することから、親水性の改質を容易に行うことができる。
【００４０】
＜３．実施例＞
上記塗布手法における塗布ムラの防止効果を確認するため、純水の供給を行った場合と行わない場合とで、実際にレジスト膜の表面に反射防止膜材料液を塗布した。実施の条件は、下記の通りである。
【００４１】
2004095764.tif 000003
この結果、純水の供給を行わない場合は基板１０枚中７枚において塗布ムラが発生したが、純水の供給を行った場合は基板１０枚中１枚のみにおいて塗布ムラが発生した。このように、上記塗布手法における十分な塗布ムラの防止効果が確認された。
【００４２】
＜４．他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００４３】
例えば、上記実施の形態では、レジスト膜の表面から純水を振り切った後、反射防止膜材料液を塗布していたが、純水を振り切ることなく反射防止膜材料液を塗布するようにしてもよい。ただしこのような場合は、純水と反射防止膜材料液とが混合して反射防止膜材料液の濃度が変化する可能性があり、また、形成される反射防止膜の膜厚の調整が困難となるため、上記実施の形態のように純水を振り切った後、反射防止膜材料液を塗布することが好ましい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、レジスト膜の表面を親水性に改質するための改質媒体として純水を供給するようにしていたが、例えば、アルコールなどの水溶性の液体を改質媒体（液体であれば改質液）として用いてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態の基板処理装置１は、レジスト塗布ユニットなどを備えた装置であったが、反射防止膜を形成する処理のみを行う装置であってもよい。また逆に、露光後の基板上にレジスト膜の現像液を供給することによって現像処理を行う現像処理ユニット等を備えた装置であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１ないし６の発明によれば、フォトレジスト膜の表面が親水性に改質されるため、反射防止膜を形成するための所定の水溶液を塗布する際に生じる液弾きや液割れなどの塗布ムラが防止され、フォトレジスト膜の表面に均一に反射防止膜を形成することができる。
【００４７】
また特に、請求項２および５の発明によれば、フォトレジスト膜の表面の全体に純水を供給することで、該表面を容易に親水性に改質することができる。
【００４８】
また特に、請求項３および６の発明によれば、純水を振り切ることで、形成される反射防止膜の膜厚の調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】反射防止膜塗布ユニットの要部概略構成を示す図である。
【図３】反射防止膜塗布ユニットの動作の流れを示す図である。
【符号の説明】
１　　　基板処理装置
１０　　　基板回転機構
２１　　　第１ノズル
３１　　　第２ノズル
４１　　　材料液供給装置
４２　　　純水供給装置
４３，４４　制御弁
ＡＣ　　　反射防止膜塗布ユニット
Ｗ　　　基板
【図１】
2004095764.tif 000004
【図２】
2004095764.tif 000005
【図３】
2004095764.tif 000006