(57)【要約】【課題】プラズマ処理に用いられるレジストが表面に配置された光透過性基板に対して、レジストの耐熱性などの特性を改質する改質処理の均一化を図る。【解決手段】レジストが表面に形成された光透過性基板を準備する基板準備工程と、光透過性基板の裏面よりＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させるレジスト改質工程と、改質されたレジストが表面に配置された光透過性基板に対してプラズマ処理を行い、光透過性基板の表面にレジストの配置パターンに応じた凹凸構造を形成するプラズマ処理工程とを実施して、表面に凹凸構造を有する光透過性基板を製造する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが表面に形成された光透過性基板を準備する基板準備工程と、
光透過性基板の裏面よりＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させるレジスト改質工程と、
改質されたレジストが表面に配置された光透過性基板に対してプラズマ処理を行い、光透過性基板の表面にレジストの配置パターンに応じた凹凸構造を形成するプラズマ処理工程とを備える、表面に凹凸構造を有する光透過性基板の製造方法。
【請求項２】
プラズマ処理に用いられるレジストが表面に形成された光透過性基板の裏面よりＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させる、レジスト改質方法。
【請求項３】
プラズマ処理に用いられるレジストが表面に形成された光透過性基板を支持する基板支持部と、
基板支持部の下方に配置され、基板支持部により支持された状態の光透過性基板の裏面に向けてＵＶ帯域の波長を含む光を照射する光照射部とを備え、
光照射部より光透過性基板を透過してレジストに光が照射されることにより、レジストを架橋およびエステル化させる、レジスト改質装置。
【請求項４】
光透過性基板の周縁を支持する基板収容孔が複数形成されたトレイを介して、複数の光透過性基板が基板支持部により支持され、
光照射部は、トレイの裏面にてそれぞれの基板収容孔より露出した光透過性基板の裏面に向けて光を照射する、請求項３に記載のレジスト改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクパターンを構成するレジストが表面に配置された光透過性基板に対して、プラズマ処理を行うことにより凹凸構造を形成する光透過性基板の製造方法、ならびに、レジストの耐熱性などの特性を改質する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤデバイスの製造工程において、デバイスからの光の外部取出し効率を向上させるために、サファイア基板の表面に凹凸構造を形成する工程としてエッチング処理（プラズマ処理）が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のサファイア基板に対するエッチング処理では、まず、サファイア基板の表面にフォトレジスト（レジスト膜）を配置してマスクパターンを形成し、その後、ＢＣｌ３が主体のガスを用いて、サファイア基板に対するプラズマ処理が行われる。これにより、サファイア基板の表面にマスクパターンに応じた部分に円錐状、円錐台状、または円柱状の複数の突起から成る凹凸構造が形成される。このように凹凸構造が形成されたサファイア基板は、ＰＳＳ（Patterned Sapphire Substrate）と呼ばれている。
【０００４】
このようなサファイア基板のエッチング処理では、エッチング処理時のレジストの耐熱性や耐ドライエッチング性を高めるために、事前にレジストに対してＵＶキュア処理が施される。このようにレジストに対してＵＶキュア処理が行われることで、エッチング処理によりマスクパターンに対応した凹凸構造を精度良く形成することができる。
【０００５】
ここで、従来のＵＶキュア処理について図８を用いて説明する。図８（Ａ）に示すように、レジスト９１によるマスクパターン９０が表面に形成されたサファイア基板２を準備する。エッチング処理により、サファイア基板２の表面に凹凸構造として、例えば、複数の円柱形状の突起部を形成するような場合にあっては、複数の円柱形状のレジスト９１が、サファイア基板２の表面に形成される。なお、このようなレジスト９１によるマスクパターン９０はフォトリソ処理により形成される。また、レジスト９１の材料としては、例えば、ポジ型ノボラック樹脂が用いられる。
【０００６】
次に、サファイア基板２の表面２ａ側より、それぞれのレジスト９１に対して、ＵＶ（紫外線）９２を照射する。これによりレジスト９１が架橋およびエステル化されて、レジスト９１の耐熱性および耐エッチング性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のＵＶキュア処理では、サファイア基板２の表面２ａ側よりＵＶ９２が照射されるため、図８（Ｂ）に示すように、レジスト９１の表層９１ａより架橋およびエステル化が進行し、表層９１ａが内部９１ｂよりも先に硬化してしまう。レジスト９１の表層９１ａが硬化してしまうと、レジスト９１の内部９１ｂに含まれる水分が表層９１ａを通して抜けにくくなり、内部９１ｂのエステル化が進行しにくくなる。その結果、レジスト９１の内部９１ｂに対するＵＶキュア処理が不十分となる。
【０００９】
このような状態にて、サファイア基板２に対するエッチング処理を行った場合、図８（Ｃ）に示すように、ＵＶキュア処理が不十分なレジスト９１の内部９１ｂが高温のプラズマに耐えることができずにエッチング処理中にレジスト９１が発泡し、破損する場合がある。このような場合にあっては、エッチング処理によりサファイア基板２の表面に求められる凹凸構造を形成することができない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、プラズマ処理に用いられるレジストが表面に配置された光透過性基板に対して、レジストの耐熱性などの特性を改質する改質処理の均一化を図ることができるレジスト改質方法および装置を提供するとともに、このようなレジスト改質方法により改質されたレジストを用いてプラズマ処理を行って、表面に凹凸構造を有する光透過性基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１２】
本発明の第１態様によれば、レジストが表面に形成された光透過性基板を準備する基板準備工程と、光透過性基板の裏面よりＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させるレジスト改質工程と、改質されたレジストが表面に配置された光透過性基板に対してプラズマ処理を行い、光透過性基板の表面にレジストの配置パターンに応じた凹凸構造を形成するプラズマ処理工程とを備える、表面に凹凸構造を有する光透過性基板の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、プラズマ処理に用いられるレジストが表面に形成された光透過性基板の裏面よりＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させる、レジスト改質方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、プラズマ処理に用いられるレジストが表面に形成された光透過性基板を支持する基板支持部と、基板支持部の下方に配置され、基板支持部により支持された状態の光透過性基板の裏面に向けてＵＶ帯域の波長を含む光を照射する光照射部とを備え、光照射部より光透過性基板を透過してレジストに光が照射されることにより、レジストを架橋およびエステル化させる、レジスト改質装置を提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、光透過性基板の周縁を支持する基板収容孔が複数形成されたトレイを介して、複数の光透過性基板が基板支持部により支持され、光照射部は、トレイの裏面にてそれぞれの基板収容孔より露出した光透過性基板の裏面に向けて光を照射する、第３態様に記載のレジスト改質装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レジストが表面に形成された光透過性基板の裏面側より、ＵＶ帯域の波長を含む光を照射して、レジストを架橋およびエステル化させてレジストを改質させている。そのため、レジスト内部を均一に改質させることができ、改質処理の効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一の実施の形態にかかるＵＶキュア装置の構成図
【図２】ＵＶキュア装置の部分的な構成図
【図３】ＵＶキュア装置の部分的な構成図
【図４】本実施の形態にかかるＵＶキュア処理の説明図
【図５】本実施の形態にかかるドライエッチング装置の構成図
【図６】トレイ、基板および基板ステージの斜視図
【図７】トレイ、基板および基板ステージの斜視図（トレイ載置状態）
【図８】従来のＵＶキュア処理の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態）
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一の実施の形態に係るレジスト改質装置の一例であるＵＶキュア装置５０の構成図を図１に示す。また、ＵＶキュア装置５０の部分的な構成を図２および図３に示す。
【００２０】
本実施の形態のＵＶキュア装置５０では、光透過性基板としてサファイア基板２が用いられ、特に、複数枚のサファイア基板２がトレイ１５に支持された状態にて取り扱われ、複数枚のサファイア基板２の表面に形成されたレジストに対して、同時にＵＶキュア処理（レジスト改質処理）が行われる。
【００２１】
また、ＵＶキュア装置５０にてＵＶキュア処理が行われた後、エッチング処理（プラズマ処理）として、それぞれのサファイア基板２の表面に微小な凹凸構造を形成する加工（ＰＳＳ：Patterned Sapphire Substrate）が行われる。なお、このように基板２の表面に微小な凹凸構造を形成する加工を基板表面の粗面化加工または表面テキスチャ加工と言うこともできる。なお、後述するエッチング処理においても、複数枚のサファイア基板２がトレイ１５に支持された状態にて取り扱われる。
【００２２】
トレイ１５は薄板円板状のトレイ本体１５ａを備える。トレイ１５の材質としては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等のセラミクス材や、アルマイトで被覆したアルミニウム、表面にセラミクスを溶射したアルミニウム、樹脂材料で被覆したアルミニウム等の金属がある。後述するエッチング処理がＣｌ系プロセスの場合にはアルミナ、イットリア、炭化シリコン、窒化アルミニウム等、Ｆ系プロセスの場合には石英、水晶、イットリア、炭化シリコン、アルマイトを容射したアルミニウム等を採用することが考えられる。このようにトレイ１５の材質としては、耐エッチング性を有する材質を採用することが好ましく、このような材質を採用することで、ＵＶキュア装置でのＵＶキュア処理から、後述するドライエッチング装置でのエッチング処理まで同じトレイを使用することができ、サファイア基板２の搬送を効率良く行うことができる。
【００２３】
図１から図３に示すように、トレイ本体１５ａには、上面１５ｂから下面１５ｃまで厚み方向に貫通する４個の基板収容孔１９が設けられている。基板収容孔１９は、上面１５ｂ及び下面１５ｃから見てトレイ本体１５ａの中心に対して等角度間隔で配置されている。それぞれの基板収容孔１９の内壁１５ｄには、孔中心に向けて突出する基板支持部２１が設けられている。本実施の形態では、基板支持部２１は内壁１５ｄの全周に設けられており、平面視で円環状である。
【００２４】
それぞれの基板収容孔１９にはそれぞれ１枚の基板２が収容される。基板収容孔１９に収容された基板２は、その外周縁部の下面部分が基板支持部２１の上面に支持される。また、基板収容孔１９はトレイ本体１５ａを厚み方向に貫通するように形成されているので、トレイ本体１５ａの下面側から見ると、基板収容孔１９により基板２の下面が露出した状態とされている。
【００２５】
ＵＶキュア装置５０は、それぞれの基板２が収容されたトレイ１５を支持するトレイ支持部５１（基板支持部の一例）と、トレイ支持部５１により支持された状態のトレイ１５に収容されたそれぞれの基板２に対して、裏面２ｂ側よりＵＶを照射するＵＶ照射部（光照射部）５２とを備えている。
【００２６】
トレイ支持部５１は、例えば、板状部材により構成され、板状部材に開孔された孔の周縁部５１ａにて、トレイ１５の外周縁部１５ｅを支持する。トレイ１５がトレイ支持部５１により支持された状態にて、トレイ１５に収容されたそれぞれの基板２の裏面２ｂが露出された状態とされる。なお、このようなトレイ支持部５１は、支持したトレイ１５を移動させる機能を有していても良く、そのような場合には、支持されたトレイ１５がＵＶキュア処理を行う位置にまで移動されて位置決めを行うことが可能となる。なお、トレイ支持部５１によるトレイ１５の支持形態としては、その他様々な構成を採り得る。
【００２７】
ＵＶ照射部５２は、例えば、トレイ１５に支持された基板２と個別に対応するように４台設けられており、上方に向けてＵＶを照射して、光透過性を有するサファイア基板２を透過したＵＶをレジストに照射する。本実施の形態では、ＵＶ照射部５２がＵＶを照射する場合を例として説明するが、レジストに対して照射することにより改質効果を得られる光が照射されれば良く、ＵＶ帯域の波長（例えば、波長２００〜４００ｎｍ）を含む光が照射されることが望ましい。このようなＵＶ照射部５２としては、例えば、低圧水銀ランプなどが用いられても良い。また、ＵＶキュア処理位置において、位置決めされたトレイ１５に収容されたそれぞれの基板２に対して、裏面２ｂ側より所定の強度のＵＶが均一に照射されるように、トレイ支持部５１とそれぞれのＵＶ照射部５２との配置関係が調整されている。
【００２８】
次に、このような構成のＵＶキュア装置５０を用いて、それぞれのサファイア基板２の表面２ａに形成されたレジスト６１に対してＵＶキュア処理を行う方法について、図４に示すサファイア基板２の模式断面図を用いて説明する。
【００２９】
図４（Ａ）に示すように、レジスト６１によるマスクパターン６０が表面２ａに形成されたサファイア基板２を準備する（基板準備工程）。後述するエッチング処理により、サファイア基板２の表面に凹凸構造として、例えば、複数の円柱形状の突起部を形成するような場合にあっては、複数の円柱形状のレジスト６１が、サファイア基板２の表面２ａに形成される。なお、このようなレジスト６１によるマスクパターン６０は、フォトリソ処理（光照射による露光処理と現像処理）により形成される。また、レジスト６１の材料としては、例えば、ｉ線露光が採用される場合にはポジ型ノボラック樹脂が用いられ、フォトリソ処理では感光剤としてナフトキノンジアジドが用いられる。
【００３０】
ＵＶキュア装置５０において、それぞれの基板２が収容された状態のトレイ１５がトレイ支持部５１により支持され、それぞれの基板２の裏面２ｂ側が露出された状態にて、ＵＶ照射部５２の上方の位置であるＵＶキュア処理位置に位置決めされる。
【００３１】
その後、それぞれのＵＶ照射部５２より上方に向けてＵＶ５３が照射され、それぞれの基板２に対して裏面２ｂ側よりＵＶ５３が照射される。サファイア基板２は光透過性を有しているため、裏面２ｂ側より照射されたＵＶ５３はサファイア基板２を透過して、表面２ａに配置されているレジスト６１に照射される。図２および図３に示すように、ＵＶ照射部５２からは、上方に向けて様々な向きにＵＶ５３が照射されるため、基板２を透過したＵＶ５３がレジスト６１に対して概ね下方側から様々な角度にて照射される。
【００３２】
図４（Ｂ）に示すように、基板２を透過したＵＶ５３が概ね下方側よりレジスト６１に照射されると、ＵＶ５３が照射された部分である下方部分６１ａよりレジスト６１の架橋（高分子化）およびエステル化が進行し、レジスト６１の硬化が開始される。具体的には、レジスト６１において、ＵＶ５３が照射されると、感光剤であるナフトキノンジアジドがインデンケテンとなり、さらにインデンカルボン酸に変わり、このインデンカルボン酸とレジスト６１を構成する主材料であるノボラック樹脂とのエステル化が行われる。このエステル化が行われる際には、レジスト６１内に含まれる水分を外部に放出して脱水を行われる必要がある。図４（Ｂ）に示すように、レジスト６１の架橋およびエステル化が、レジスト６１の下方部分６１ａより進むため、架橋およびエステル化が進んでいない上方部分６１ｂよりレジスト６１内の水分を外部に放出して、レジスト６１内部の脱水が行われる。
【００３３】
その後、レジスト６１の架橋およびエステル化が下方部分６１ａから上方部分６１ｂに向けて進行するが、レジスト６１内部の水分が上方部分６１ｂより抜けるため、エステル化の進行が阻害されることがない。その結果、図４（Ｃ）に示すように、レジスト６１の全体に対して、脱水が好適に行われながら、架橋およびエステル化が均一に行われた状態となる。架橋およびエステル化が均一に行われたレジスト６１は、耐熱性および耐エッチング性が向上されており、この特性の改質が、レジスト６１の表層や内部において略均一に行われた状態となる（レジスト改質処理（ＵＶキュア処理））。
【００３４】
このように、サファイア基板２が光透過性を有するという特徴を利用して、基板２の裏面側からＵＶを照射することで、基板２を透過したＵＶをレジスト６１に照射して、下方部分６１ａ側より架橋およびエステル化を進行させることにより、レジスト６１の脱水経路を確保することができ、レジスト６１内部の全体に渡って架橋およびエステル化を均一に行うことができる。よって、耐熱性や耐エッチング性などの特性を、レジスト６１全体において均一に改質することができる。
【００３５】
また、サファイア基板２の裏面２ｂ側からＵＶを照射するため、例えば複数枚の基板２をトレイ１５に支持させた状態にて、複数枚の基板２に対して同時にＵＶキュア処理を行うことができるため、生産性を向上させることができる。
【００３６】
次に、このようにＵＶキュア処理が行われたサファイア基板２に対してエッチング処理（プラズマ処理）を行うプラズマエッチング処理装置の一例としてＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置１の構成図を図５に示す。
【００３７】
ドライエッチング装置１は、その内部が基板２にプラズマ処理を行う処理室を構成するチャンバ（真空容器）３を備える。チャンバ３の上端開口は石英等の誘電体により形成された天板４により密閉状態で閉鎖されている。天板４上にはＩＣＰコイル５が配置されている。ＩＣＰコイル５にはマッチング回路を含む第１の高周波電源部７が電気的に接続されている。天板４と対向するチャンバ３内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及び基板２の保持台としての機能を有する基板ステージ９が配置されている。チャンバ３には、例えばロードドック室（図示せず）と連通する開閉可能な搬入出口が設けられており、図示しない搬送機構により基板２を収納したトレイ１５の搬入・搬出動作が行われる。
【００３８】
また、チャンバ３に設けられたエッチング用のガス導入口３ｂを通して、チャンバ３内に複数種類のガスが供給可能とされている。また、チャンバ３に設けられた排気口３ｃには、真空ポンプや圧力制御弁等から構成される圧力制御部１３が接続されている。
【００３９】
ここで、それぞれの基板２を収容して支持するトレイ１５と、基板ステージ９との関係を示す斜視図を図６、図７に示し、図５〜図７を用いて基板ステージ９について説明する。
【００４０】
図５に示すように、基板ステージ９は、セラミクス等の誘電体部材により形成されたステージ上部２３と、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等により形成され、バイアス電圧が印加される下部電極として機能する金属ブロック２４と、絶縁体２５と、金属製のシールド２７とを備える。基板ステージ９の最上部に配置されるステージ上部２３は、金属ブロック２４の上面に固定されており、ステージ上部２３および金属ブロック２４の外周が絶縁体２５により覆われて、さらに絶縁体２５の外周が金属により形成されたシールド２７により覆われている。
【００４１】
図６に示すように、ステージ上部２３は円板状に形成されており、ステージ上部２３の上端面は、トレイ１５の下面１５ｃを支持するトレイ支持部２８となっている。また、トレイ１５のそれぞれの基板収容孔１９と対応する短円柱状の４個の基板保持部２９がトレイ支持部２８から上向きに突出している。さらにステージ上部２３上には、トレイ支持部２８を囲むように配置され、ステージ上部２３から上向きに突出して形成された環状のガイドリング３０が配置されている。このガイドリング３０は、ステージ上部２３にてトレイ１５の配置位置を案内する役目を担っている。
【００４２】
図５に示すように、ステージ上部２３に設けられた個々の基板保持部２９の保持面付近にはＥＳＣ電極（静電吸着用電極）４０が内蔵されている。これらのＥＳＣ電極４０は電気的に互いに絶縁されており、直流電源を内蔵するＥＳＣ駆動電源部４１から静電吸着用の直流電圧が印加される。
【００４３】
図５に示すように、それぞれの基板保持部２９の保持面には冷却ガス供給孔４４が設けられており、それぞれの冷却ガス供給孔４４は冷却ガス供給路４５を通じて共通の冷却ガス供給部４６に接続されている。なお、本実施の形態では、冷却ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられ、プラズマ処理中において、基板保持部２９の保持面と基板２との間に形成される空間内に冷却ガスが供給されることで基板２の冷却が行われる。
【００４４】
金属ブロック２４には、バイアス電圧としての高周波を印加する第２の高周波電源部５６が電気的に接続されている。第２の高周波電源部５６はマッチング回路を備えている。また、金属ブロック２４内には、金属ブロック２４を冷却するための冷媒流路４９が形成されており、冷却ユニット４８より温度調節された冷媒が冷媒流路４９に供給されることで、金属ブロック２４が冷却される。
【００４５】
図５に示すように、基板ステージ９には、トレイ支持部２８上に配置された状態のトレイ１５をその下面側から押し上げて（突き上げて）トレイ１５とともにそれぞれの基板２を上昇させる複数本のトレイ押上ロッド１８が備えられている。それぞれのトレイ押上ロッド１８は、トレイ支持部２８の上面より突出した押上位置と、トレイ支持部２８内に格納された格納位置との間で駆動機構１７により昇降駆動される。
【００４６】
次に、上述したような構成を有するドライエッチング装置１を用いて、複数の基板２に対してエッチング処理を行う方法について説明する。
【００４７】
（トレイ搬入処理）
まず、トレイ搬入処理を実施する。具体的には、ドライエッチング装置１において、チャンバ３を開放状態とさせた後、４個の基板収容孔１９にそれぞれ基板２が収容された状態のトレイ１５を、搬送機構によりチャンバ３内に搬入する。これらの基板２の表面には、ＵＶキュア装置５０によりＵＶキュア処理が施されたレジストによるマスクパターンが形成されている。
【００４８】
チャンバ３内では、駆動機構１７によって駆動されたトレイ押上ロッド１８が上昇し、ハンド部からトレイ押上ロッド１８の上端にトレイ１５が移載される。トレイ１５の移載後、搬送機構はチャンバ３外へ待避し、チャンバ３が閉鎖される。
【００４９】
上端にトレイ１５を支持したトレイ押上ロッド１８は、その押上位置から基板ステージ９内に格納される格納位置に向けて降下し、トレイ１５がステージ上部２３のトレイ支持部２８によって支持され、トレイ１５と基板２とが互いに離間した状態となる。なお、トレイ１５は、ガイドリング３０によりその配置位置が位置決めされるため、それぞれの基板２は基板保持部２９に対して高い位置決め精度で配置される。
【００５０】
その後、それぞれの基板保持部２９に内蔵されたＥＳＣ電極４０に対してＥＳＣ駆動電源部４１から直流電圧を印加する。
【００５１】
（エッチング処理）
次に、エッチング処理を実施する。具体的には、エッチング処理用のガスとしては、ＢＣｌ３が主体のガスにＣＦ４ガスを所定の混合比率にて混合した混合ガスが用いられ、ガス導入口３ｂを通じて混合ガスがチャンバ３内に供給される。それとともに、圧力制御部１３によりチャンバ３内は所定圧力に調整される。続いて、第１の高周波電源部７からＩＣＰコイル５に高周波電圧を印加する。これによりチャンバ３内にプラズマが発生する。
【００５２】
また、チャンバ３内にプラズマが発生することにより基板２と基板保持部２９の間に静電吸着力が発生し、それぞれの基板保持部２９の保持面に基板２が静電吸着される。
【００５３】
その後、それぞれの基板保持部２９の保持面３１と基板２の下面との間に存在する空間内に、それぞれの冷却ガス供給孔４４を通して冷却ガスとしてＨｅガスが供給される。その後、第２の高周波電源部５６により基板ステージ９の金属ブロック２４にバイアス電圧を印加し、チャンバ３内で発生したプラズマを基板ステージ９側へ引き寄せる。これにより、基板２に対するエッチング処理が行われて、基板２の表面に対するＰＳＳ加工が実施される。１枚のトレイ１５で４枚の基板２を基板ステージ９上に載置できるので、バッチ処理が可能である。
【００５４】
また、上述したように、レジストに対するＵＶキュア処理が行われていることにより、それぞれのサファイア基板２ではレジストに対する耐熱性および耐エッチング性が向上されている。そのため、エッチング処理の際に、プラズマに曝されてもレジスト６１が発泡して破損することなく、マスクパターンとしての機能を確実に果たすことができる。特に、サファイアはアルミ酸化物の単結晶であるため、エッチング処理を行うためには、高いプラズマパワーを与える必要がある。このようにレジストの耐熱性および耐エッチング性が均一に向上されているため、エッチング処理によりサファイア基板２の表面にマスクパターンに応じた凹凸構造を精度良く形成することができる。
【００５５】
エッチング処理中は、Ｈｅガスによる冷却に加えて、冷却ユニット４８によって冷媒流路４９中で冷媒を循環させて金属ブロック２４を冷却し、それによってステージ上部２３及び保持面３１に保持された基板２が冷却される。その後、所定の処理時間経過すると、第２の高周波電源部５６による基板ステージ９の金属ブロック２４へのバイアス電圧の印加を停止するとともに、エッチング処理用のガスの供給を停止して、基板２に対するエッチング処理が完了する。その後、第１の高周波電源部７によるＩＣＰコイル５への高周波電圧の印加を停止する。
【００５６】
（トレイ搬出処理）
続いて、チャンバ３内からそれぞれの基板２をトレイ１５とともに搬出するトレイ搬出処理を実施する。具体的には、駆動機構１７によりそれぞれのトレイ押上ロッド１８を上昇させて、それぞれの基板２がトレイ１５により支持された状態にて押し上げられ、基板保持部２９の保持面から浮き上がる。
【００５７】
その後、チャンバ３が開放されて、４個の基板収容孔１９にそれぞれ基板２が収容された状態のトレイ１５が、トレイ押上ロッド１８から搬送機構に受け渡されて、トレイ１５に支持された状態の基板２が搬出される。
【００５８】
本実施の形態によれば、サファイア基板２が光透過性を有するという特徴を利用して、基板２の裏面側からＵＶを照射することで、基板２を透過したＵＶをレジスト６１に照射して、下方部分６１ａ側より架橋およびエステル化を進行させている。これにより、レジスト６１内部に含まれる水分の脱水経路を確保することができ、レジスト６１内部の全体に渡って架橋およびエステル化を均一に行うことができる。よって、耐熱性や耐エッチング性などの特性を、レジスト６１全体において均一に改質することができ、サファイア基板２に対してエッチング処理を行うことにより、凹凸構造を精度良く形成できる。
【００５９】
また、レジスト６１の耐熱性および耐エッチング性が均一に向上されているため、エッチング処理時に高いプラズマパワーを付加することも可能となり、生産性を向上できる。
【００６０】
また、ＵＶキュア装置５０では、大気圧環境にてＵＶキュア処理を行うことが可能であるため、減圧装置などを必要とせず、装置コストの上昇を抑えることができる。
【００６１】
なお、上述の実施の形態では、光透過性基板としてサファイア基板に対するＰＳＳ加工を行う場合を例として説明したが、サファイア基板の他、ガラス基板の表面に凹凸構造を形成する際にも、本発明のレジスト改質方法を適用できる。
【００６２】
また、複数枚の基板２がトレイ１５を用いて取り扱われるような場合を例として説明したが、トレイ１５を用いずに、１枚ずつ基板が取り扱われて、ＵＶキュア処理が行われるような場合であっても良い。例えば、トレイ１５を用いずに、サファイア基板２をロボットハンド等で直接保持して搬送等を行う方式を採用しても良い。
【００６３】
また、ＵＶキュア処理を行う際に、加熱源を用いてレジストを加熱して、レジストの脱水を促進させても良い。
【００６４】
また、トレイ１５としては、ＵＶキュア処理とエッチング処理とで共用できるものを使用する場合について説明したが、例えば、ＵＶキュア処理専用の安価なトレイを使用しても良い。
【００６５】
また、ＵＶ５３をサファイア基板２の裏面側から照射し、サファイア基板２を透過したＵＶ５３をレジスト６１に照射するような方式を例として説明したが、ＵＶ照射方式としてその他の形態を採用しても良い。例えば、裏面側からサファイア基板２を透過してレジスト６１に照射されるＵＶ５３に加えて、サファイア基板２の表面側からレジスト６１に直接照射されるＵＶを併用しても良い。この場合、表面側から照射されるＵＶはレジストの表層の硬化による発砲現象が発生しない程度の照射時間や強度とすることが望ましい。
【００６６】
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、サファイア基板やガラス基板の表面に、レジストにて構成されるマスクパターンを用いて微少な凹凸構造を形成するプラズマ処理方法に適用できる。特に、ＬＥＤデバイスの製造工程において、デバイスからの光の外部取出し効率を向上させるために、サファイア基板の表面に凹凸構造を形成するエッチング処理に適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  ドライエッチング装置
２  基板
２ａ  縁部
３  チャンバ
４  天板
５  ＩＣＰコイル
７  第１の高周波電源部
９  基板ステージ
１３  圧力制御部
１５  トレイ
１５ａ  トレイ本体
１７  駆動機構
１８  トレイ押上ロッド
１９  基板収容孔
２１  基板支持部
２３  ステージ上部
２４  金属ブロック
２５  絶縁体
２８  トレイ支持部
２９  基板保持部
３０  ガイドリング
３１  保持面
４０  ＥＳＣ電極
４１  ＥＳＣ駆動電源部
５６  第２の高周波電源部
４８  冷却ユニット
５０  ＵＶキュア装置
５１  トレイ支持部
５２  ＵＶ照射部
５３  ＵＶ
６０  マスクパターン
６１  レジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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