(57)【要約】【課題】  基板の主面に密着強化剤を被着させた後にレジスト膜を形成する基板処理において、基板の主面に密着強化剤を被着させる際に基板を加熱する必要を無くし、一連の基板処理に要する時間を短縮し、一連の基板処理を行う装置全体の省スペース化を図ることができる装置を提供する。【解決手段】  常圧下で基板Ｗの主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させて基板の主面を活性化させるプラズマ処理部１６と、プラズマ処理部で活性化された基板の主面に常温下で密着強化剤を被着させる密着強化処理部１８と、密着強化剤が被着した基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布部２０とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理方法において、
常圧下で基板の主面を活性化させる活性化工程と、
この活性化工程後に、常温下で基板の主面に密着強化剤を被着させる密着強化工程と、
この密着強化工程後に、基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法において、
前記活性化工程が、基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させるものであることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法において、
気体を電極間に流通させ基板の主面へ供給してプラズマ雰囲気が形成されることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理方法において、
前記活性化工程が、基板の主面に対して紫外線を照射するものであることを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置において、
常圧下で基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させて基板の主面を活性化させるプラズマ処理部と、
このプラズマ処理部で活性化された基板の主面に常温下で密着強化剤を被着させる密着強化処理部と、
密着強化剤が被着した基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布部と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記プラズマ処理部が、電極を有しその電極間を通過する気体をプラズマ化して吐出するノズルと、このノズルへ気体を供給する気体供給手段と、前記ノズルの吐出口と主面が近接するように基板を支持しノズルに対して基板を相対移動させる移動手段とを備えて構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置において、
常圧下で基板の主面に対し紫外線を照射して基板の主面を活性化させる紫外線照射部と、
この紫外線照射部で活性化された基板の主面に常温下で密着強化剤を被着させる密着強化処理部と、
密着強化剤が被着した基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布部と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理装置において、
前記紫外線照射部が、紫外線を放射する紫外線ランプと、この紫外線ランプに対向するように基板を支持し紫外線ランプに対して基板を相対移動させる移動手段とを備えて構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項６または請求項８に記載の基板処理装置において、
前記プラズマ処理部または前記紫外線照射部の内部から前記密着強化処理部の内部にかけて基板を水平方向へ連続的に搬送する基板搬送手段を備え、前記移動手段が前記基板搬送手段の一部を構成することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、プリント基板等の基板の主面にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等の密着強化剤を被着させた後にレジスト膜を形成する基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する場合には、基板の表面とレジスト膜との密着性を強化するために、レジスト塗布工程前に基板表面にＨＭＤＳ等の密着強化剤を塗布して被着させる処理（アドヒージョン処理）が行われる。この処理においては、一般的に基板の温度を上げるほど基板表面と密着強化剤との密着性が高くなる。このため、密着強化剤の被着工程では、基板をホットプレート上に載置して、例えば８０℃〜１５０℃程度の温度に加熱し、基板表面と密着強化剤との反応を促進させるようにしている。そして、基板の温度が高くなったままではレジスト液の塗布処理に不都合を生じるため、密着強化剤が被着した基板をクールプレート上に移載して急速に冷却させ、その後に基板の表面にレジスト液を塗布するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１４５２４６号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板の表面に密着強化剤を塗布する際に基板を加熱するようにしたときは、基板を所定温度まで上昇させるための時間が必要となり、また、上記したようにレジスト塗布工程前に基板を冷却するための時間が必要となる。このため、一連の基板処理に時間がかかり、処理タクトが長くなる、といった問題点がある。また、基板を加熱するためのホットプレートや基板を冷却するためのクールプレートを設置する必要があり、また、基板をホットプレート上へ搬送して移載したり、ホットプレート上からクールプレート上へ基板を移載したりするために基板搬送ロボットを設置する必要がある。このため、一連の処理を行う装置全体の設置スペースが大きくなる、といった問題点がある。
【０００４】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板の主面に密着強化剤を被着させた後にレジスト膜を形成する基板処理において、基板の主面に密着強化剤を被着させる際に基板を加熱する必要を無くし、一連の基板処理に要する時間を短縮して、処理タクトを短くすることができ、また、一連の基板処理を行う装置全体の省スペース化を図ることができる基板処理方法を提供すること、および、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理方法において、常圧下で基板の主面を活性化させる活性化工程と、この活性化工程後に、常温下で基板の主面に密着強化剤を被着させる密着強化工程と、この密着強化工程後に、基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記活性化工程が、基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させるものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理方法において、気体を電極間に流通させ基板の主面へ供給してプラズマ雰囲気が形成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記活性化工程が、基板の主面に対して紫外線を照射するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置において、常圧下で基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させて基板の主面を活性化させるプラズマ処理部と、このプラズマ処理部で活性化された基板の主面に常温下で密着強化剤を被着させる密着強化処理部と、密着強化剤が被着した基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記プラズマ処理部が、電極を有しその電極間を通過する気体をプラズマ化して吐出するノズルと、このノズルへ気体を供給する気体供給手段と、前記ノズルの吐出口と主面が近接するように基板を支持しノズルに対して基板を相対移動させる移動手段とを備えて構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置において、常圧下で基板の主面に対し紫外線を照射して基板の主面を活性化させる紫外線照射部と、この紫外線照射部で活性化された基板の主面に常温下で密着強化剤を被着させる密着強化処理部と、密着強化剤が被着した基板の主面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記紫外線照射部が、紫外線を放射する紫外線ランプと、この紫外線ランプに対向するように基板を支持し紫外線ランプに対して基板を相対移動させる移動手段とを備えて構成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項９に係る発明は、請求項６または請求項８に記載の基板処理装置において、前記プラズマ処理部または前記紫外線照射部の内部から前記密着強化処理部の内部にかけて基板を水平方向へ連続的に搬送する基板搬送手段を備え、前記移動手段が前記基板搬送手段の一部を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の基板熱処理方法によると、活性化工程において活性化させられた基板の主面に、その活性化エネルギを利用して密着強化剤が被着させられるので、基板の主面に密着強化剤を被着させるために基板を加熱して基板に対し熱エネルギを与える必要が無く、基板を加熱しないので、レジスト塗布工程前に基板を冷却させる必要も無くなる。したがって、一連の基板処理に要する時間を短縮して、処理タクトを短くすることができ、また、一連の基板処理を行う装置全体の省スペース化を図ることができる。そして、基板の主面を活性化させる処理は常圧下で行われ、また、基板の主面に密着強化剤を被着させる工程は常温下で行われるので、基板の主面を活性化させてから基板の主面に密着強化剤を被着させるまでの一連の基板処理工程をインライン化することが可能になる。
【００１５】
請求項２に係る発明の基板処理方法では、基板の主面の周囲に高エネルギ状態のプラズマ雰囲気が形成されて基板の主面が活性化され、そのプラズマのエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤を被着させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の基板処理方法では、プラズマ雰囲気を形成するための電極と基板とを相対移動させながら、基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成することが可能となる。
【００１７】
請求項４に係る発明の基板処理方法では、基板の主面に対して紫外線が照射されて基板の主面が活性化され、その紫外線によって与えられたエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤を被着させることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の基板処理装置を使用すると、プラズマ処理部において基板の主面の周囲に高エネルギ状態のプラズマ雰囲気が形成され、密着強化処理部においてプラズマのエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤が被着させられる。このため、基板の主面に密着強化剤を被着させるために基板を加熱して基板に対し熱エネルギを与える必要が無くなり、基板を加熱しないので、レジスト塗布部において基板の主面にレジスト液を塗布する前に基板を冷却させる必要も無くなる。したがって、一連の基板処理に要する時間を短縮して、処理タクトを短くすることができ、また、一連の基板処理を行う装置全体の省スペース化を図ることができる。そして、プラズマ処理部では基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気を形成させる処理が常圧下で行われ、また、密着強化処理部では基板の主面に密着強化剤を被着させる処理が常温下で行われるので、プラズマ処理部の内部から密着強化処理部の内部にかけてインライン化することが可能になる。
【００１９】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、気体供給手段によってノズルへ供給された気体が、ノズルの電極間に発生したパルス電界中を通過する間にプラズマ化され、そのプラズマ化された気体がノズルから吐出されて、移動手段によりノズルの吐出口と近接した状態でノズルに対して相対移動させられる基板の主面へ供給され、基板の主面の周囲にプラズマ雰囲気が形成される。そして、密着強化処理部において、プラズマのエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤を被着させることができる。
【００２０】
請求項７に係る発明の基板処理装置を使用すると、紫外線照射部において基板の主面に対し紫外線が照射されて基板の主面が活性化させられ、密着強化処理部において紫外線によって与えられたエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤が被着させられる。このため、基板の主面に密着強化剤を被着させるために基板を加熱して基板に対し熱エネルギを与える必要が無くなり、基板を加熱しないので、レジスト塗布部において基板の主面にレジスト液を塗布する前に基板を冷却させる必要も無くなる。したがって、一連の基板処理に要する時間を短縮して、処理タクトを短くすることができ、また、一連の基板処理を行う装置全体の省スペース化を図ることができる。そして、紫外線照射部では基板の主面に対して紫外線を照射する処理が常圧下で行われ、また、密着強化処理部では基板の主面に密着強化剤を被着させる処理が常温下で行われるので、紫外線照射部の内部から密着強化処理部の内部にかけてインライン化することが可能になる。
【００２１】
請求項８に係る発明の基板処理装置では、紫外線ランプから、移動手段により紫外線ランプに対して相対移動させられる基板の主面に対して紫外線が照射されて基板の主面が活性化される。そして、密着強化処理部において、紫外線によって与えられたエネルギを利用して基板の主面に密着強化剤を被着させることができる。
【００２２】
請求項９に係る発明の基板処理装置では、基板搬送手段によりプラズマ処理部または紫外線照射部の内部から密着強化処理部の内部にかけて基板を水平方向へ連続的に搬送しながら一連の基板処理が行われ、装置をインライン化することができる。そして、ロボットによる基板搬送に比べて搬送手段の構成を簡易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１ないし図４を参照しながら、この発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１ないし図３は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板の主面にレジスト膜を形成するのに使用される基板処理装置の全体構成を示す概略図であり、図２は、この基板処理装置の一部であるプラズマ処理部および密着強化処理部を示す模式図であり、図３は、この基板処理装置の構成ユニットの１つであるプラズマ処理部の概略断面図である。
【００２４】
この基板処理装置は、ＵＶ処理部１０、水洗処理部１２、乾燥処理部１４、プラズマ処理部１６、密着強化処理部１８およびレジスト塗布部２０を備えて構成されている。それぞれの処理部は、チャンバ２２〜３２を備えており、ＵＶ処理部１０、水洗処理部１２、乾燥処理部１４、プラズマ処理部１６および密着強化処理部１８のチャンバ２２〜３０の内部には、基板Ｗを水平方向へ連続的に搬送するために、例えばローラコンベア３４ａ〜３４ｅがそれぞれ配設されている。
【００２５】
各処理部についての詳しい説明および図示はそれらを省略するが、ＵＶ処理部１０では、ローダ部（図示せず）からチャンバ２２内に搬入されてきた基板Ｗの主面に対し紫外線を照射して、基板Ｗの主面に付着している有機物汚染を酸化分解して除去する。水洗処理部１２では、純水を使用して、ロールブラシによるスクラブ洗浄、超音波スプレイ洗浄、高圧ジェット式スプレイ洗浄などの方法により基板Ｗの主面を洗浄する。乾燥処理部１４では、基板Ｗの主面に残留している液滴をエアーナイフにより吹き飛ばして除去した後、チャンバ２６内を排気しながら加熱気体、ヒータなどで基板Ｗを加熱して基板Ｗの主面から水分を除去する。また、プラズマ処理部１６では、基板Ｗの主面にプラズマ化したガスが供給され、密着強化処理部１８では、密着強化剤、例えばＨＭＤＳが基板Ｗの主面に供給されるが、これらの処理部については後述する。レジスト塗布部２０には、スピンコータが設置されており、また、密着強化処理部１８のチャンバ３０内から搬出されてくる基板Ｗを受け取ってスピンコータのスピンチャック上へ基板Ｗを搬送する搬送機構が設けられている。そして、レジスト塗布部２０において、基板Ｗの主面にレジスト液が塗布されてレジスト膜が形成される。さらに、レジスト塗布部２０の後段側には、図示していないが減圧乾燥処理部が設けられており、基板Ｗの主面に形成されたレジスト膜の減圧乾燥が行われる。
【００２６】
プラズマ処理部１６には、図２に示すように、基板搬入口３６および基板搬出口３８を有する密閉型のチャンバ２８内に、ガスをプラズマ化して吐出するノズル４０が配設されている。チャンバ２８の内部は、常圧に保たれている。ノズル４０は、その下端の吐出口がローラコンベア３４ｄにより支持されて搬送される基板Ｗの主面（上面）と対向し近接するように配置される。このノズル４０は、図３に示すように一対の電極４２ａ、４２ｂを有し、一方の電極４２ａが電源に接続され、他方の電極４２ｂが接地されている。ノズル４０には、ガス供給管４４が連通接続されており、ガス供給管４４を通してノズル４０にガス、例えば酸素、窒素、アルゴン等のガスが供給されるようになっている。そして、ノズル４０に供給されたガスが、電極４２ａ、４２ｂ間に発生したパルス電界中を通過する間にプラズマ化され、プラズマ化されたガスがノズル４０の吐出口から基板Ｗの主面に向けて吐出される。これにより、基板Ｗの主面の周囲に高エネルギ状態のプラズマ雰囲気が形成される。また、チャンバ２８には排気口４６が設けられ、その排気口４６に排気管４８が連通接続されており、この排気管４８を通してチャンバ２８内の排気が行われる。これにより、チャンバ２８内から雰囲気ガスが漏れないようにされている。なお、この実施形態では、ノズル４０を固定し、そのノズル４０の直下を基板Ｗが移動することにより、ノズル４０からプラズマ化されたガスが基板Ｗの主面全体に吐出されるようになっているが、チャンバ２８の内部において基板Ｗを一旦停止させ、停止した基板Ｗに対しその主面に沿ってノズル４０を移動させることにより、プラズマ化されたガスが基板Ｗの主面全体に吐出されるようにし、その後に基板Ｗを再び基板搬出口３８に向かって搬送するようにしてもよい。
【００２７】
密着強化処理部１８のチャンバ３０は、図２に示すように、プラズマ処理部１６のチャンバ２８の基板搬出口３８と対向する基板搬入口５０を有し、他方の側面に基板搬出口５２が形設されて、密閉された構造を有している。チャンバ３０にはガス供給口５４が設けられ、そのガス供給口５４にガス供給管５６が連通接続されており、このガス供給管５６を通してＨＭＤＳがチャンバ３０内へ供給されるようになっている。ＨＭＤＳは、例えば窒素ガスによるバブリングによりミスト化して窒素ガスと共にチャンバ３０内へ供給される。このようにすることにより、基板Ｗの主面にＨＭＤＳを均一に塗布することができ、また、基板Ｗの主面に塗布されたＨＭＤＳが蒸発し易くなる。また、チャンバ３０には排気口５８が設けられ、その排気口５８に排気管６０が連通接続されており、この排気管６０を通してチャンバ３０内の排気が行われる。これにより、チャンバ３０内からＨＭＤＳを含む雰囲気ガスが漏れないようにされている。チャンバ３０の内部は常温に保たれ、チャンバ４０内に供給されたＨＭＤＳのミスト雰囲気中を、ローラコンベア３４ｅによって基板Ｗが搬送されることにより、基板Ｗの主面にＨＭＤＳが塗布され被着される。
【００２８】
上記した構成を備えた基板処理装置を使用して基板の主面にレジスト膜を形成するときは、プラズマ処理部１６において基板Ｗの主面の周囲に高エネルギ状態のプラズマ雰囲気が形成され、このような状態の基板Ｗがプラズマ処理部１６から密着強化処理部１８へ搬送され、密着強化処理部１８においてプラズマのエネルギを利用して基板Ｗの主面にＨＭＤＳが被着させられる。このため、密着強化処理部１８の前段側および密着強化処理部１８に、基板Ｗを加熱するためのベーク部を設ける必要が無くなり、また、基板Ｗを加熱しないので、密着強化処理部１８とレジスト塗布部２０との間に基板Ｗを冷却させるための冷却部を設ける必要も無くなる。そして、基板Ｗの一連の処理は、ＵＶ処理部１０から密着強化処理部１８まで基板Ｗをローラコンベア３４ａ〜３４ｅによって連続的に搬送しながら行うことができる。したがって、一連の基板処理に要する時間を短縮して処理タクトを短くすることができ、また、装置全体の設置スペースを小さくすることができる。
【００２９】
なお、密着強化処理部１８の後段側に、基板Ｗの主面に塗布されたＨＭＤＳの蒸発を促進させるための手段、例えば４０℃〜５０℃程度の温度に基板Ｗを加熱する加熱部、真空排気チャンバ、基板Ｗの主面に対して乾燥エアーを供給するブロー部などを設けるようにしてもよい。また、レジスト塗布部２０の前段側に、基板Ｗの温度を所定温度に調整する温度調整機構を設けるようにしてもよい。
【００３０】
上記した実施形態では、ＨＭＤＳの被着工程前に、プラズマ処理部１６において基板Ｗの主面の周囲に高エネルギ状態のプラズマ雰囲気を形成することにより基板Ｗの主面を活性化させるようにしたが、基板の主面を活性化させる手段はプラズマ処理に限らない。すなわち、図４に概略図を示すように、ローラコンベア３４により支持されて搬送される基板Ｗの主面（上面）に対向するように紫外線ランプ６２を配設した紫外線照射部を、プラズマ処理部１６に代えて密着強化処理部１８の前段側に設けることにより、基板処理装置を構成してもよい。このような装置では、紫外線照射部において、常圧下で紫外線ランプ６２から基板Ｗの主面に対して紫外線を照射することにより、基板Ｗの主面が活性化させられる。そして、密着強化処理部１８において、紫外線によって与えられたエネルギを利用して基板Ｗの主面にＨＭＤＳが被着させられる。なお、この場合には、基板Ｗの主面に対する紫外線照射によって基板Ｗの温度が４０℃〜５０℃程度に上昇するので、基板Ｗの主面にＨＭＤＳを被着させた後に基板Ｗを冷却する温度調整機構を設ける。
【００３１】
また、基板の主面を活性化させる手段は、プラズマ処理や紫外線照射以外でも、その処理後の乾燥工程が不要であるドライ処理であれば特に限定されず、例えば、基板の主面に対して加熱蒸気を供給し、基板の温度上昇を局所的に止めて基板の昇温を抑えつつ基板の主面にエネルギを付与する、といった方法でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板の主面にレジスト膜を形成するのに使用される基板処理装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示した基板処理装置の一部であるプラズマ処理部および密着強化処理部を示す模式図である。
【図３】図１に示した基板処理装置の構成ユニットの１つであるプラズマ処理部の概略断面図である。
【図４】この発明の別の実施形態を示し、基板処理装置の構成ユニットの１つをなす紫外線照射部の概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｗ  基板
１０  ＵＶ処理部
１２  水洗処理部
１４  乾燥処理部
１６  プラズマ処理部
１８  密着強化処理部
２０  レジスト塗布部
２２〜３２  チャンバ
３４ａ〜３４ｅ、３４  ローラコンベア
３６、５０  チャンバの基板搬入口
３８、５２  チャンバの基板搬出口
４０  ノズル
４２ａ、４２ｂ  電極
４４  ガス供給管
４８、６０  排気管
５４  チャンバのガス供給口
５６  ガス供給管
６２  外線ランプ
【図１】
2005181644.tif 000003
【図２】
2005181644.tif 000004
【図３】
2005181644.tif 000005
【図４】
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