JP2004294876A

JP2004294876A - 基板処理方法

Info

Publication number: JP2004294876A
Application number: JP2003088493A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Tanaka; 友和田中
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP3973588B2

Abstract

【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、
前記洗浄工程の後であって乾燥工程の前に、前記乾燥工程における基板の回転数よりも大きい回転数で基板を回転させる振り切り処理工程を有する基板処理方法である。
【選択図】図１

Description

【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。このウォーターマークの発生を防止するために、例えば、乾燥時の排気方法の工夫を施す等、装置上の様々な工夫が試みられている。
【０００６】
さらに最近では、液晶表示パネルが大型化する傾向にあり、液晶表示パネル基板や液晶表示パネルを製造するためのフォトマスク基板も大型化する傾向にある。すなわち、液晶表示パネル基板や液晶表示パネルを製造するためのフォトマスク基板には、そのサイズに規格がなく、多種サイズの基板を扱わなければならない。このような状況下で、スピン洗浄機の基板保持手段として、例えば、複数の種類の基板が保持可能となるように、基板の側面部を規制する規制ピン及び基板の下面を支持する支持ピンの位置が可変可能な基板保持部材等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、このような従来の基板保持部材は、図４の概略側面図で示すように、基板１５の外周部近傍に支持ピン１４ａが存在し、さらに基板１５の中央部近傍にも支持ピン１４ｂが存在するため、洗浄の際に用いる薬液が、支持ピンと支持ピンが立接する隙間などに留まり、その後の乾燥工程における高速回転においてその入り込んだ薬液が飛び散り、それが基板の裏面に再付着することによって、基板の裏面に洗浄液によるものとみられるウォーターマークを形成してしまうという問題点があった。なお、図４において、符号１１は回転軸、１２はチャック、１３は基板１５の水平方向の動きを抑止するための規制ピンである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３０７５０１号公報
【０００９】
【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。
【００１０】
【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回転させながら乾燥処理する工程とを有する基板処理方法において、前記の２つの工程の間に、乾燥工程における基板の回転数よりも大きい回転数で基板を回転させる振り切り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。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）処理室内に水平に保持した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、
前記洗浄工程の後であって乾燥工程の前に、前記乾燥工程における基板の回転数よりも大きい回転数で基板を回転させる振り切り処理工程を有することを特徴とする基板処理方法、
（２）乾燥工程の前にリンス処理を施す上記（１）項に記載の基板処理方法、
（３）基板が長方形基板である上記（１）または（２）項に記載の基板処理方法、
（４）基板が、フォトマスク基板である上記（１）、（２）または（３）項に記載の基板処理方法、および
（５）振り切り処理工程の回転数が、乾燥工程の回転数よりも１００ｒｐｍ以上大きい上記（１）ないし（４）項のいずれか１項に記載の基板処理方法、
を提供するものである。
【００１２】
【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、前記乾燥工程における基板の回転数よりも大きい回転数で基板を回転させる振り切り処理工程が施される。
【００１３】
前記基板を保持するための基板保持部材については特に制限はないが、基板の表面の洗浄の前に洗浄された基板の裏面を清浄に保ったまま、表面を洗浄することができるように、基板の裏面に間隔を空けて保持する基板保持部材であることが好ましく、基板の中央部（デバイスの主要領域）が汚れることを防ぐために、基板の周辺部のなるべく少ない箇所で基板を保持することが好ましい。また、基板保持部材の基板裏面と対向する面は、極力平坦とすることによって、薬液が入りこむ隙間を極力少なくすることが好ましい。さらに、基板の四辺を支えるようにしてもよいし、角部を支えるようにしてもよい。角部を支えるようにすることによって、支持ピン等の隙間に入りこんだ液体が飛び出した際に、その液体が基板に付着する領域を低減させることが可能となることが考えられる。
【００１４】
図１は、本発明の方法を実施するために用いられる基板保持部材に、被処理基板を装着した状態の１側を示す側面図（ａ）、および装着された被処理基板の１例を示す平面図（ｂ）である。
図１で示されるように、基板保持部材は、基板１の水平方向の動きを抑止する規制ピン２と、基板１の裏面を支える支持ピン３と、これらの規制ピン２および支持ピン３をそれぞれ固定するチャック５とから構成されている。そして、基板１は、前記規制ピン２と支持ピン３により、基板の四辺が基板保持部材に保持されている。
【００１５】
また、基板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、基板保持部材から飛び散る薬液の付着領域が大きくなるので、本発明の方法を、大型の長方形基板に適用するのが最も有利である。
【００１６】
また、振り切り処理の回転数は、乾燥工程よりも大きければ効果はあると考えられるが、なるべく差がある方が効果的である。具体的には、乾燥工程より１００ｒｐｍ以上、さらには２００ｒｐｍ以上の回転数の差があることが好ましい。振り切り処理の時間は、振り切り処理の効果が得られる時間とする必要があり、その時間は回転数によって異なる（回転数が大きければ少なくて済む）が、１０秒以上で行うことが好ましい。
【００１７】
乾燥工程における回転数は、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。
また、振り切り処理及びその後通常行われるリンス処理は、問題となる薬液処理の後であって乾燥工程の前に行えばよく、その間にスクラブ洗浄や超音波洗浄の物理洗浄工程を挿入してもよい。
次に、本発明の基板処理方法の好適な実施態様の１例について説明する。
【００１８】
まず、被処理基板を、裏面が上向きに水平となるように基板保持部材に保持する。次いで、基板を回転させながら、該基板の裏面に例えばアルカリ系洗浄液などを用いてスクラブ洗浄を施したのち、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し、さらにスピン乾燥処理を施す。
【００１９】
次に、この基板を、表面が上向きに水平となるように、前記と同様にして基板保持部材に保持する。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。その後、次の乾燥工程での回転数よりも、好ましくは１００ｒｐｍ以上、より好ましくは２００ｒｐｍ以上大きい回転数でもって基板を回転させて、振り切り処理を行う。
この振り切り処理後、さらにスクラブ洗浄を施したのち、リンス処理を施し、最後にスピン乾燥処理を施す。このようにして、裏面に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。なおリンス液としては、通常純水が用いられる。
【００２０】
【作用】
本発明によれば、薬液洗浄によって基板保持部材の支持ピン等の隙間に溜まった薬液を、スピン乾燥よりも大きい回転数で、予め回転させることによって基板保持部材の支持ピン等の隙間から意図的に飛び出させることにより、スピン乾燥時に飛び出してしまう薬液を予め基板保持部材の隙間から取り除くことができる。そして、その後リンス処理することによって飛び出した薬液を洗い流すことができる。その結果、乾燥工程による高速回転処理を行っても、基板保持部材の支持ピン等の隙間には、振り切り処理の回転数よりも低い回転数の乾燥工程で飛び出してくる薬液を低減することができ、薬液が基板の裏面に付着することを防止することができる。
【００２１】
【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。
（１）裏面の洗浄・乾燥工程
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基板（３９０×６１０ｍｍ）を、その裏面が上向きに水平となるように、図１に示す如く基板保持部材に保持した。具体的には、基板１の裏面を支える支持ピン３と、基板１の水平方向の動きを抑止するための規制ピン２とにより、基板１を基板保持部材に保持する。
【００２２】
このように、基板保持部材にて、基板の外周部を保持し、まず、基板の裏面にスクラブ洗浄を施した。スクラブ洗浄は、基板を回転させながら、アルカリ系洗浄液を供給しつつブラシを基板上に走査させて行った。次に基板を回転させながら純水を供給してリンス処理した後、スピン乾燥を施した。
（２）表面の洗浄、乾燥工程
次に、基板の表面を上記（１）と同様に保持して、基板の表面を洗浄処理した。具体的には、次のような方法によって洗浄を行った。
【００２３】
まず、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。
その後、回転数を５００ｒｐｍとして９０秒間、基板を回転させた（振り切り処理）。
次に、スクラブ洗浄を行った後、リンス処理を行った。
最後にスピン乾燥処理を行った。スピン乾燥処理は、３００ｒｐｍで３００秒間行った。
【００２４】
上記のように、振り切り処理を行うことによって、硫酸処理によって、基板保持部材の隙間に入り込んだ硫酸が、乾燥の際に飛び散って基板の裏面に付着することを防止することができた。
比較例
実施例と同様にして、裏面の洗浄・乾燥工程を行ったのち、表面の洗浄・乾燥工程において、振り切り処理を行わなかったこと以外は、実施例と同様にして表面の洗浄・乾燥工程を行った。その結果、図２に示すように、基板の裏面のコーナー部付近に、硫酸が付着したことに起因すると思われるウォーターマークが目視検査で確認された。
【００２５】
図２は、基板の裏面側コーナー部にウォーターマークが生じる原因を示す説明図（ａ）、およびウォーターマークの発生状態を示す基板の裏面側平面図（ｂ）である。図２（ａ）で示すように、基板１とチャック５と規制ピン２と支持ピン３とで囲まれた隙間に入り込んだ薬液４が、乾燥の際に矢印方向に飛び散り、図２（ｂ）で示すように、基板１の裏面側コーナー部にウォーターマーク６を発生させる。
なお、この実施例では、薬液処理として硫酸洗浄を行った場合を例示したが、アルカリ系薬液など、他の薬液についても効果がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、基板表面のスピン洗浄乾燥時に、基板の裏面の汚染を抑えることができ、ウォーターマークなどの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するために用いられる基板保持部材に、被処理基板を装着した状態の１例を示す側面図（ａ）、および装着された被処理基板の１例を示す平面図（ｂ）である。
【図２】基板の裏面側コーナー部にウォーターマークが生じる原因を示す説明図（ａ）、およびウォーターマークの発生状態の１例を示す基板の裏面側平面図（ｂ）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。
【図４】従来の基板保持部材の１例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１基板
２基板の水平方向の動きを抑止する規制ピン
３基板の裏面を支える支持ピン
４薬液
５チャック
６ウォーターマーク
１１回転軸
１２チャック
１３基板の水平方向の動きを抑止するための規制ピン
１４ａ，１４ｂ基板の裏面を支える支持ピン
１５基板

Claims

処理室内に水平に保持した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、
前記洗浄工程の後であって乾燥工程の前に、前記乾燥工程における基板の回転数よりも大きい回転数で基板を回転させる振り切り処理工程を有することを特徴とする基板処理方法。
乾燥工程の前にリンス処理を施す請求項１に記載の基板処理方法。
基板が、長方形基板である請求項１または２に記載の基板処理方法。
基板が、フォトマスク基板である請求項１、２または３に記載の基板処理方法。
振り切り処理工程の回転数が、乾燥工程の回転数よりも１００ｒｐｍ以上大きい請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板処理方法。