JPWO2004064129A1 - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、基板の表面に液体を吐出する処理において、より好適な結果が得られる基板処理技術を提供するものである。本発明は、基板の表面に洗浄液、レジスト液、現像液等の液体を吐出する液体吐出工程（Ｓ２、Ｓ５、Ｓ９）と、液体吐出工程の前処理として基板の表面処理を行う表面処理工程（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ８）と、を含む基板処理方法において、表面処理工程（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ８）では、基板の表面に大気圧プラズマを照射することを特徴とする。

Description

本発明は、液晶、半導体等の分野における基板の処理技術に関するものである。

液晶、或いは、半導体の製造においては、基板に対して洗浄液、レジスト液、或いは、現像液等の液体が吐出され、洗浄処理、レジストコート或いは現像処理等の各処理が行われる。このように基板上に液体を吐出する場合、基板上に有機汚染物等の不純物が存在すると表面張力の影響により液体が弾かれて、均一な処理の妨げとなる。
このため、液体の吐出前に基板上の不純物を除去すべく、ＵＶ照射処理が行われている。このＵＶ照射処理は、紫外線を基板上に照射するもので、各液体の基板表面に対する濡れ性を改善することができる。
しかし、ＵＶ照射処理は基板に熱を与えるため、例えば、塗布液によるコーティング処理の前工程としてこれを行った場合、斑が発生する場合がある。また、ＵＶ照射処理は紫外線を照射するので、塗膜を感光させるおそれがあり、現像処理の前工程としては用いることができない。更に、紫外線の照射装置に用いられるランプ類は高価な消粍品であり、コストも問題となる。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、基板の表面に液体を吐出する処理において、より好適な結果が得られる技術を提供することにある。
本発明によれば、基板の表面に所定の液体を吐出する液体吐出工程と、前記液体吐出工程の前処理として基板の表面処理を行う表面処理工程と、を含む基板処理方法において、前記表面処理工程では、前記基板の表面に大気圧プラズマを照射することを特徴とする基板処理方法が提供される。
また、本発明によれば、基板の表面に所定の液体を吐出する液体吐出手段と、前記基板の表面に大気圧プラズマを照射する照射手段と、前記液体吐出手段と前記照射手段とを前記基板上で移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置が提供される。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る基板処理方法の処理の流れを示す図である。
図１Ｂ及び図１Ｃは、大気圧プラズマの照射態様の例を示す図である。
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成の概略を示す斜視図（一部破断）である。
図２Ｂは図２Ａの線ＸＸに沿う端面図である。
図３Ａ〜３Ｃは、基板処理装置１０による基板処理時の動作説明図である。
図４Ａ及び４Ｂは、基板の一部に大気圧プラズマを照射する場合の説明図である。
図５は、基板の両端の所定の領域のみについて大気圧プラズマを照射する場合の基板処理装置１０の構成の概略を示す斜視図（一部破断）である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態に係る基板処理方法の処理の流れを示す図である。図１の例では、処理対象となる基板の表面に所定の液体を吐出する液体吐出工程として、洗浄工程（Ｓ２）、レジスト塗布工程（Ｓ５）及び現像処理工程（Ｓ９）とが設定されており、また、これらの工程の前処理にあたる基板の表面処理工程として、大気圧プラズマ照射処理工程（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ８）が設定されている。本実施形態の基板処理方法は、液晶の製造、半導体の製造に適用可能であり、処理される基板としては、例えば、ガラス基板、半導体のウエハ等を挙げることができる。
大気圧プラズマ照射処理工程（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ８）は、基板の表面に大気圧プラズマを照射することで、基板表面の濡れ性を改善するものである。大気圧プラズマは、例えば、大気圧若しくはその近傍の圧力の下で、不活性ガス又は不活性ガスと反応性ガスとの混合ガスに対して交流電圧を印加し、大気圧グロー放電プラズマを励起させることで発生することができる。本実施形態では、このようにして発生した大気圧プラズマを、連続して基板上に照射することで基板の表面処理を行うものであり、このような大気圧プラズマによれば、真空プラズマに比して照射対象物を損傷することなく、有機汚染物の洗浄や表面改質を低温で行うことができる。また、大気圧プラズマの場合、ＵＶ照射装置のランプのように頻繁に交換が必要な消耗品がなく、更に、現像処理前に基板上に照射しても塗膜を感光させることがないため、基板の処理に好適である。
本実施形態では、各種の液体を基板に吐出する前に大気圧プラズマを照射することで、基板上の有機汚染物を除去するといった表面処理を行い、液体吐出時に生じ易い斑の発生等を防止し、例えば、レジスト液や現像液等の吐出によるコーティング処理においては均一な塗膜を得られる等、より好適な結果を得ることができる。また、基板の洗浄前に大気圧プラズマを照射することで、基板表面に対する洗浄液の濡れ性を向上することができ、洗浄液が基板表面上ではじかれることなく、より効果的な洗浄が可能となる。
大気圧プラズマ照射処理工程（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ８）における大気圧プラズマの照射態様としては、例えば、図１Ｂに示すように、基板の短手方向の長さ幅に対応する幅で大気圧プラズマが照射可能な照射装置Ａを、大気圧プラズマを照射しつつ基板の長手方向に移動して基板上をスキャンし、基板表面全体に大気圧プラズマを照射してもよい。また、図１Ｃに示すように基板表面全体に大気圧プラズマを照射可能な照射装置Ｂを基板上方に待機させておき、処理時にこれを基板表面近傍まで降下させ、一度に大気圧プラズマを基板表面全体に照射するようにしてもよい。
なお、大気圧プラズマの照射は基板表面の全体に渡って行ってもよいし、一部のみ行ってもよい。例えば、基板上に液体を吐出する場合、その吐出開始箇所において特に斑等が生じ易いため、吐出開始箇所のみに大気圧プラズマの照射を行ってもよいし、また、基板の端部においては、その表面の濡れ性が悪いために塗膜の盛り上がりを生じ易い等、塗膜が乱れ易いので、基板の各端の少なくともいずれかの所定の領域について行ってもよい。
以下、他の工程について説明する。Ｓ２の洗浄工程は、Ｓ５のレジスト塗布工程の準備として、基板表面に純水等の洗浄液を基板表面に吐出し、基板表面の塵等を洗い流す工程である。Ｓ３のデハイドベーク工程は、Ｓ２の洗浄工程により洗浄液が付着した基板を乾燥する工程である。Ｓ５のレジスト塗布工程は、基板表面にレジスト液を吐出し、均一なレジスト膜を形成する工程である。このレジスト塗布工程は、例えば、基板を回転させつつ基板の中心にレジスト液を吐出し、遠心力にてレジスト液を基板全体に流動させて塗布するスピンコータ方式や、静止させた基板上を横断するようにレジスト液の吐出ノズルを単数若しくは複数配置し、該吐出ノズルを基板に沿って移動させることでレジスト液の塗布を行うスロットコータ方式等を採用可能である。また、スロットコータ方式による塗布処理の後に、更に、レジスト液が塗布された基板をスピンコータ方式の装置に搬送してレジスト液の塗膜の均一化を行うようにしてもよい。なお、この場合、スピンコータ方式の装置においてはレジスト液を吐出する必要はない。
Ｓ６のソフトベーク工程は、Ｓ５のレジスト塗布工程で基板上に形成したレジスト膜を乾燥させる工程である。Ｓ７の露光工程は、例えば、所定のマスクを基板上に配置した上でレジスト膜を露光することで、目的とするパターン等を得る工程である。Ｓ９の現像処理工程は、基板表面に現像液を吐出することで基板表面のレジスト膜を現像する工程である。
次に、本発明の基板処理装置について説明する。図２Ａは、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成の概略を示す斜視図（一部破断）、図２Ｂは図２Ａの線ＸＸに沿う端面図である。基板処理装置１０は、載置台１０ａ上に載置された基板の表面に洗浄液、レジスト液、現像液等の各種液体を吐出する液体吐出機１１と、基板の表面に大気圧プラズマを照射する照射機１２と、液体吐出機１１と照射機１２とを搭載して、これらを基板上で移動させる移動機１３と、を備え、基板を静止させた状態で処理を実行する形態の装置である。本実施形態では、方形の基板を処理対象としている。
液体吐出機１１は、その下端において、基板表面に対向するように基板の短手方向に複数配設されたノズル１１ａを備え、このノズル１１ａから各種液体を吐出し、一度に基板の短手方向の１ライン分だけ液体の吐出が可能なものであり、例えば、スロットコータ方式に用いられる吐出機である。照射機１２は、その内部で大気圧プラズマを発生し、これをその下面から基板表面に向けて照射するものである。
移動機１３は、基板の両側に配置された一対の案内レール１４に沿って移動する１対の駆動部１３ａと、各駆動部１３ａのガイド板１３ａ’上に設けられた昇降シリンダ１５と、基板を短手方向に横断するように（移動方向に直交する方向）昇降シリンダ１５間に連結されると共に、液体吐出機１１と照射機１２とを吊り下げるようにして支持する支持部１３ｂと、からなり、駆動部１３ａが案内レール１４を走行することで、液体吐出機１１と照射機１２とを基板上で基板の長手方向に移動させるものである。また、昇降シリンダ１５は、支持部１３ｂを昇降することで、基板に対する液体吐出機１１及び照射機１２の間隔を調整する。
ここで、液体吐出機１１と照射機１２との配置関係について説明すると、本実施形態の場合、液体吐出機１１に対して照射機１２が、処理時におけるこれらの移動方向、換言すれば、その進行方向に配置されている。この配置により、移動機１３を、基板の長手方向に一度移動させれば、大気圧プラズマ照射処理工程と液体吐出工程とを並行して行うことができ、両者を実質的に同時に行うことができることになる。このため、処理時間を短縮できるという利点がある。
図３Ａ乃至３Ｃは、基板処理装置１０による基板処理時の動作説明図である。図３Ａは、照射機１２が、基板の端部のうち処理の開始端部上に配置されている態様を示しており、照射機１２により大気圧プラズマが基板上に照射されている一方、吐出機１１は未だ液体を吐出していない。次に、移動機１３が図の矢印の方向に移動を開始して、吐出機１１が基板の開始端部上に配置されると、照射機１２が大気圧プラズマの照射を継続する一方で、吐出機１１も稼動して液体を吐出する。
図３Ｂは、吐出機１１及び照射機１２が基板の中央を移動している態様を示しており、これらの双方が稼動している。その後、移動機１３が移動を継続し、吐出機１１が、基板の端部のうち処理の終了端部上に至った態様を示すのが図３Ｃである。同図において、照射機１２は基板外上へ配置されており大気圧プラズマの照射を終了している。この後、移動機１３が更に移動すると、吐出機１１も基板外上へ至り、液体の吐出を終了することになる。
本実施形態では、このように大気圧プラズマ照射処理工程と液体吐出工程とを並行して行うことができ、これらを別々に行う場合よりも処理時間を短縮できるという利点がある。なお、図３Ａ乃至３Ｃの例では、基板表面全体に渡って大気圧プラズマを照射することにしたが、一部でもよい。この場合は、例えば、図４Ａに示すように、斑が生じ易い基板の処理の開始端の一定の領域Ｘ１についてのみ大気圧プラズマを照射してもよいし、終了端の一定の領域Ｘ２についても併せて照射してもよい。更に、吐出機１１及び照射機１２が基板上を移動するに際し、図４Ｂに示すように、その移動方向に沿う基板の両端の所定の領域Ｙについて大気圧プラズマを照射するようにしてもよい。
このように、基板の両端の所定の領域について大気圧プラズマを照射する場合、照射機１２は、基板の短手方向に渡って一様に設けられている必要はない。図５は、基板の両端の所定の領域のみについて大気圧プラズマを照射する場合の基板処理装置１０の構成の概略を示す斜視図（一部破断）である。同図に示す例では、図２Ａの例の場合と異なり、照射機１２’は、基板の両端部に対応して所定幅のものが２つ設けられている。

Claims (7)

1. 基板の表面に所定の液体を吐出する液体吐出工程と、
   前記液体吐出工程の前処理として基板の表面処理を行う表面処理工程と、を含む基板処理方法において、
   前記表面処理工程では、前記基板の表面に大気圧プラズマを照射することを特徴とする基板処理方法。
2. 前記液体吐出工程が、
   前記所定の液体として洗浄液を前記基板の表面に吐出する工程、前記所定の液体としてレジスト液を前記基板の表面に吐出する工程、又は、前記所定の液体として現像液を前記基板の表面に吐出する工程、の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記表面処理工程では、前記基板の各端の少なくともいずれかの所定の領域について前記大気圧プラズマを照射することを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
4. 基板の表面に所定の液体を吐出する液体吐出手段と、
   前記基板の表面に大気圧プラズマを照射する照射手段と、
   前記液体吐出手段と前記照射手段とを前記基板上で移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
5. 前記液体吐出手段と前記照射手段とは、前記液体吐出手段に対して、前記照射手段がその移動方向に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記照射手段は、
   前記基板の一端から他端に移動するに際し、前記基板の一端及び他端の所定の領域について前記大気圧プラズマを照射することを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記照射手段は、
   その移動方向に沿う前記基板の両端の所定の領域について前記大気圧プラズマを照射することを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。

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