JP2006102640A - 成膜方法、成膜装置および膜 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面における膜形成において、生産性を低下させることなく、パーティクルの発生を防止できる成膜方法および成膜装置、かかる成膜方法により形成された膜を提供すること。
【解決手段】成膜装置１は、液状の膜形成材料が塗布されるウエハＷを回転支持するウエハ支持部２と、膜形成材料をウエハＷに塗布法により供給して膜を形成する膜形成材料供給部４と、ウエハＷの一方の面の縁部および他方の面の縁部に撥液材料を供給して撥液膜を形成する撥液膜形成部５とを備え、ウエハＷの一方の面に液状の膜形成材料を膜形成材料供給部４から供給するのに先立って、ウエハＷの一方の面の縁部および他方の面の縁部に、撥液材料を撥液膜形成部５から供給して撥液膜を形成することにより、ウエハＷの他方の面側に前記膜形成材料が浸入するのを防止するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、成膜方法、成膜装置および膜に関するものである。

従来、半導体ウエハのような基板の一方の面に膜を形成する方法として、高速回転する基板の中心部に液状の膜形成材料を滴下し、この滴下された膜形成材料を遠心力によって基板上に塗布することにより膜を形成するスピンコート法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このスピンコート法により基板の一方の面に塗布（供給）された膜形成材料のうち、余剰に供給されたものは、遠心力により基板の縁部から飛散（滴下）して、基板から離脱する。この際、膜形成材料の一部は、基板の端面を伝って他方の面に浸入して付着する。

このように他方の面に付着した膜形成材料は、基板の見栄え品質を低下させるばかりでなく、パーティクルの発生要因ともなる。
そのため、このようなスピンコート法では、一般に、基板の一方の面に膜を形成した後に、リンス剤等により付着した膜形成材料を除去する等の処理を施すことが行われている。
しかしながら、このような処理を施すことにより、リンス剤が目的とする領域以外に飛散して形成された膜を侵すこと、リンス剤の廃液処理が必要となること、また、リンス剤による厚膜部の膜除去に時間を要し生産性が低下すること等の問題が生じる。

特開２００１−３００４０８号公報

本発明の目的は、基板表面における膜形成において、生産性を低下させることなく、パーティクルの発生を防止できる成膜方法および成膜装置、かかる成膜方法により形成された膜を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基板の一方の面に、液状の膜形成材料を塗布法により供給して膜を形成する成膜方法であって、
前記基板の一方の面に前記膜形成材料を供給するのに先立って、
前記基板の一方の面の縁部および他方の面の縁部に、撥液材料を供給して撥液膜を形成することにより、前記基板の他方の面側に前記膜形成材料が浸入するのを防止することを特徴とする。
これにより、生産性を低下させることなく、パーティクルが発生するのを確実に防止することができる。

本発明の成膜方法では、前記撥液膜を形成する際に、前記基板の端面にも前記撥液膜を形成することが好ましい。
これにより、生産性を低下させることなく、パーティクルが発生するのをより確実に防止することができる。
本発明の成膜方法では、前記撥液膜は、液状の撥液材料を前記基板に供給した後、乾燥させることにより形成されることが好ましい。
これにより、撥液膜を迅速に形成することができる。

本発明の成膜方法では、前記撥液膜の平均厚さをＡ［ｍｍ］とし、形成すべき前記膜の平均厚さをＢ［ｍｍ］としたとき、Ａ／Ｂが１×１０^−４〜５×１０^−１なる関係を満足することが好ましい。
このように比較的薄い膜厚の撥液膜においても、十分に、一方の面から飛散する撥液材料が他方の面に浸入するのを抑制または防止することができる。

本発明の成膜方法では、前記液状の撥液材料は、フッ素系のカップリング剤を含有する液体であることが好ましい。
これにより、優れた撥液性を発揮する撥液膜を比較的容易に形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記撥液膜は、ガス状の撥液材料を前記基板に供給することにより形成されることが好ましい。
これにより、撥液膜を迅速に形成することができる。

本発明の成膜方法では、前記ガス状の撥液材料は、フッ素化合物をプラズマ化したものであることが好ましい。
これにより、優れた撥液性を発揮する撥液膜を迅速に形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記撥液膜は、前記基板を回転しつつ、所定の箇所を前記基板の縁部が通過する際に、前記所定の箇所において前記撥液材料を供給することにより形成されることが好ましい。
これにより、基板に向けて撥液剤を吐出する位置を移動させることなく基板の双方の面の縁部に撥液膜を形成することができるので、撥液膜の形成を効率良く行うことができる。

本発明の成膜方法では、前記撥液膜は、前記基板を搬送しつつ、所定の箇所を前記基板の縁部が通過する際に、前記所定の箇所において前記撥液材料を供給することにより形成されることが好ましい。
これにより、基板に向けて撥液剤を吐出する位置を移動させることなく基板の双方の面の縁部に撥液膜を形成することができるので、撥液膜の形成を効率良く行うことができる。

本発明の成膜方法では、前記膜を形成した後に、前記撥液膜の少なくとも一部を除去することが好ましい。
これにより、パーティクルが発生するのをより確実に防止することができる。
本発明の膜は、本発明の成膜方法により形成されたことを特徴とする。
これにより、パーティクルの発生が防止された信頼性の高い膜が得られる。

本発明の膜では、当該膜は、中央部の厚さをＣ［ｍｍ］とし、縁部の厚さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｃが０．３〜２．０なる関係を満足することが好ましい。
これにより、クラックの発生が阻止されて、パーティクルの発生が確実に防止される。
本発明の成膜装置は、本発明の成膜方法に用いられる成膜装置であって、
前記膜形成材料を前記基板に塗布法により供給して膜を形成する膜形成材料供給部と、
前記撥液材料を前記基板に供給して前記撥液膜を形成する撥液膜形成部と、
前記膜形成材料供給部および前記撥液膜形成部に対して、前記基板を相対的に移動する移動手段とを有することを特徴とする。
これにより、生産性を低下させることなく、パーティクルが発生するのを確実に防止することができる。

以下、本発明の成膜方法、膜および成膜装置を図示の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の成膜方法および成膜装置の第１実施形態について説明する。
なお、以下では、膜を形成する基板として、ウエハを一例にして説明する。

図１は、本発明の成膜装置の第１実施形態を示す平面図、図２は、図１の線Ａ−Ａにおける縦断面図、図３は、図１における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図３（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。以下、図２中の上側を「上方」、下側を「下方」として説明する。
図１および図２に示すように、成膜装置１は、液状の膜形成材料が塗布されるウエハＷを回転支持するウエハ支持部２と、ウエハＷから飛散（滴下）する余剰の膜形成材料を回収する回収部３と、膜形成材料をウエハＷに塗布法により供給して膜を形成する膜形成材料供給部４と、ウエハＷの一方の面の縁部および他方の面の縁部に撥液材料を供給して撥液膜を形成する撥液膜形成部５とを備える。以下、これらの各構成要素について順次説明する。

ウエハ支持部２は、ウエハＷの裏面の中央部に接してウエハＷを水平に載置する円板状の載置板６と、この載置板６の中心から下方へ延設された回転伝達軸７と、この回転伝達軸７の下端に接続されかつ回転伝達軸７を中心軸周りに回転させるモータ８とを有し、モータ８を回転させることによってウエハＷを水平面内において回転させる。すなわち、本実施形態において、ウエハ支持部２は、膜形成材料供給部４および撥液膜形成部５に対して、ウエハＷを相対的に移動させる移動手段を構成している。

回収部３は、載置板６の下方に配置され、上方に向けてウエハＷの直径より大きく開口する椀状の余剰膜形成材料キャッチ容器９と、この余剰膜形成材料キャッチ容器９の下面に接続されたシャフト１１と、このシャフト１１を介して余剰膜形成材料キャッチ容器９を支持し、シャフト１１ごと余剰膜形成材料キャッチ容器９を昇降可能な２つのエアシリンダ１０とを有する。

この回収部３は、後述する膜形成材料供給部４によりウエハＷに膜形成材料を塗布する際に、余剰膜形成材料キャッチ容器９を上方に押し上げる。これにより、回転するウエハＷの遠心力によってウエハＷの縁部から飛散する余剰膜形成材料を確実に回収することができる。
なお、余剰膜形成材料キャッチ容器９が回収した余剰膜形成材料を、吸引ノズル（図示しない）などにより、膜形成材料供給部４に供給して、膜形成材料として再利用することもできる。

膜形成材料供給部４は、ウエハＷの膜を形成する側の面（一方の面）の中心に向けて膜形成材料を吐出（供給）する膜形成材料吐出ノズル１２と、ウエハ支持部２の外側に配置され、上下方向に沿って延設された回転伝達軸１３と、この回転伝達軸１３の下端に接続され、かつ回転伝達軸１３を中心軸周りに回転させるモータ１４と、水平方向に沿って延設され、かつ回転伝達軸１３の上端および膜形成材料吐出ノズル１２を連結するアーム１５とを有する。

この膜形成材料供給部４は、回転するウエハＷの一方の面に膜形成材料を吐出（供給）し、遠心力を利用して吐出された膜形成材料をウエハＷのこの面の表面上に覆わせることにより、膜形成材料をウエハＷの表面に塗布する。
そして、塗布された膜形成材料に対して、必要に応じて焼成処理（加熱処理）等の所定の処理を施して、膜形成材料を硬化（乾燥）させることにより、ウエハＷの一方の面に膜が形成される。なお、膜形成材料を適宜選択することにより、例えば、導体膜、絶縁膜、半導体膜、レジスト膜等の所望の機能を有する膜（機能膜）を形成することができる。
なお、ウエハＷに膜形成材料を塗布（供給）しないときには、モータ１４を図１中において時計回りに所定の角度だけ回転させることにより、膜形成材料吐出ノズル１２をウエハＷの上面領域から退避させることができる。

撥液膜形成部５は、ウエハＷの一方の面の縁部および他方の面の縁部（以下、これらを総称して「双方の面の縁部」ということもある。）に撥液膜を形成する撥液膜形成ヘッド１６と、ウエハ支持部２の外側かつ膜形成材料供給部４とウエハＷの中心に関して対称に配置され、上下方向に沿って延設された回転伝達軸３３と、この回転伝達軸３３の下端に接続されかつ回転伝達軸３３を中心軸周りに回転させるモータ２１と、水平方向に沿って延設され、かつ回転伝達軸３３の上端および撥液膜形成ヘッド１６を連結するアーム３４とを有する。

図３において、撥液膜形成ヘッド１６は、直方体状の撥液材料吐出装置であり、一側面から水平方向に関して掘設された溝状の開口部１７を有する。したがって、撥液膜形成ヘッド１６は側面視においてコ字状を呈する。
開口部１７における対向面１８ａ，１８ｂ同士の距離、すなわち上下方向に関する溝幅は、ウエハＷの厚さよりも大きく設定され、各対向面１８ａ，１８ｂには、それぞれスプレーノズル１９とヒータ２０とが並んで配置される。
それぞれのスプレーノズル１９は、上方または下方に向かって液状の撥液材料を噴出する。これにより、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液材料を供給することができる。そして、この撥液材料を、ヒータ２０により乾燥させて、これらの縁部に撥液膜を形成することができる。

液状の撥液材料としては、特に限定されないが、例えば、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランのようなフッ素系のカップリング剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）およびエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）のようなフッ素系有機材料、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウム、フッ化ジルコン酸カリウムおよびケイフッ酸のようなフッ素系無機材料等を含有する液体が挙げられ、これらの中でも、フッ素系のカップリング剤を含有する液体を用いるのが好ましい。これにより、優れた撥液性を発揮する撥液膜を比較的容易に形成することができる。

このようなフッ素系のカップリング剤、フッ素系有機材料およびフッ素系無機材料を溶媒に溶解または分散媒に分散する場合、用いる溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。

ヒータ２０としては、特に限定されないが、例えば、電熱線や赤外線ヒータ等が挙げられる。スプレーノズル１９によってウエハＷに付着した液状の撥液材料を、このようなヒータ２０を用いて乾燥させることにより、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液膜が形成される。
ここで、前述したように開口部１７は、その上下方向に関する溝幅がウエハＷの厚さよりも大きく設定される。これにより、撥液膜形成ヘッド１６は、ウエハＷを、より具体的には、ウエハＷの縁部を開口部１７内に収容可能である。
そして、撥液膜形成ヘッド１６がウエハＷの双方の面の縁部を開口部１７内に収容した際に、対向面１８ａ，１８ｂは、それぞれウエハＷの一方の面および他方の面と対向する。

対向面１８ａ，１８ｂの各々は、それぞれ、スプレーノズル１９とヒータ２０とを有している。そして、これらのスプレーノズル１９およびヒータ２０は、それぞれの面において、ウエハＷの縁部に沿うように配置されている。そのため、前述した移動手段によりウエハＷを回転させることにより、撥液膜形成ヘッド１６は、ウエハＷの双方の面の縁部に対し、連続的に撥液膜を形成することができる。
なお、撥液膜形成部５は、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液膜を形成しないときには、モータ１４を図１中において時計回りに所定の角度だけ回転させることにより、撥液膜形成ヘッド１６をウエハＷの縁部から脱離させることができる。

本発明の成膜方法は、ウエハＷの一方の面に膜形成材料を供給するのに先立って、ウエハＷの一方の面の縁部および他方の面の縁部に、撥液材料を供給して撥液膜を形成することにより、ウエハＷの他方の面側に膜形成材料が浸入するのを防止することを特徴とする。
以下に、本実施形態の成膜装置１が実行する成膜方法を順次説明する。
［１］ まず、載置板６上にウエハＷを設置した後に、ウエハ支持部２のモータ８を駆動させて、ウエハＷを水平面内において回転させる。
［２］ 次に、ウエハＷの回転が安定したときに、膜形成材料供給部４のモータ２１を図１において反時計回りに所望の角度だけ回転させる。これにより、撥液膜形成ヘッド１６をウエハＷの縁部へと移動させて、撥液膜形成ヘッド１６の開口部１７内にウエハＷの縁部を収容する。
［３］ 次に、ウエハＷを回転させた状態で、撥液膜形成ヘッド１６を、移動することなく一箇所において、ウエハＷの双方の面の縁部に向けて各スプレーノズル１９から液状の撥液材料を供給した後に、ヒータ２０によってウエハＷに付着した撥液材料を乾燥させる。これにより、ウエハＷの双方の面の縁部に対し、連続的に撥液膜が形成される。

また、本実施形態では、液状の撥液材料をヒータ２０により乾燥させるので、撥液膜を迅速に形成することができる。
ここで、撥液膜の平均厚さは、後述する工程［６］で供給する液状の膜形成材料の粘度によっても若干異なるが、撥液膜の平均厚さをＡ［ｍｍ］とし、形成すべき膜の平均厚さをＢ［ｍｍ］としたとき、Ａ／Ｂが１×１０^−４〜５×１０^−１なる関係を満足するのが好ましく、５×１０^−４〜１×１０^−１なる関係を満足するのがより好ましい。このように比較的薄い膜厚の撥液膜においても、十分に、一方の面から飛散する撥液材料が他方の面に浸入するのを抑制または防止することができる。
また、後述するように、膜を形成した後にこの撥液膜を除去する場合には、このように比較的薄い膜厚の撥液膜を形成することにより、容易かつ確実に撥液膜を除去することができる。

［４］ 次に、モータ２１を時計回りに所望の角度だけ回転させて、撥液膜形成ヘッド１６をウエハＷの縁部から脱離させる。
［５］ 次に、撥液膜形成部５のモータ１４を所定の角度だけ図１において反時計回りに回転させる。これにより、膜形成材料吐出ノズル１２をウエハＷの中心部に対向させる。
［６］ 次に、ウエハＷの中心部に対向した膜形成材料吐出ノズル１２から、回転するウエハＷの一方の面の中心部に向けて液状の膜形成材料を吐出（供給）する。これにより、この供給された膜形成材料が遠心力によってウエハＷの一方の面の表面上を覆うこととなる。そして、この膜形成材料を硬化させることにより、ウエハＷの一方の面に膜が形成される。

なお、膜形成材料を硬化させるのに際し、必要に応じて焼成処理（加熱処理）等の所定の処理を施すようにしてもよい。
遠心力により膜形成材料がウエハＷの表面上を覆う際に、ウエハＷの双方の面の縁部には撥液膜が形成されている。これにより、遠心力により一方の面の縁部から飛散した余剰の膜形成材料が、他方の面に浸入して、不本意に付着するのを好適に抑制または防止することができる。

また、供給された膜形成材料が遠心力によりウエハＷの縁部に偏在することから、形成される膜の縁部には、厚膜部が発生する傾向を示す。このような厚膜部は、クラックが発生する原因となり、パーティクルが発生する要因ともなる。
しかしながら、本発明の成膜方法では、一方の面の縁部に撥液膜が形成されていることから、膜の縁部において、厚膜部が発生するのを好適に抑制または防止することができる。その結果、クラックが発生するのを確実に阻止することができる。
このようにして形成された膜において、中央部の厚さをＣ［ｍｍ］とし、縁部の厚さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｃが０．３〜２．０なる関係を満足するのが好ましく、０．５〜１．５なる関係を満足するのがより好ましい。かかる関係を満足するような膜においては、クラックの発生が阻止されることから、パーティクルの発生が確実に防止される。

［７］ その後、モータ１４を所定の角度だけ時計回りに回転させて、膜形成材料吐出ノズル１２をウエハＷの上面領域から退避させる。
なお、膜を形成した後に、ウエハＷの双方の面の縁部に形成された撥液膜のうち、一方または双方の撥液膜を除去するようにしてもよい。これにより、この撥液膜がウエハＷに形成されていることによる、パーティクルの発生を確実に防止することができる。

撥液膜を除去する方法としては、特に限定されないが、例えば、紫外線や、Ｎｅ−Ｈｅレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ_２レーザー、ルビーレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、エキシマレーザーのような各種レーザーを照射する方法等が挙げられる。また、これらの他、例えば、ウエハＷと撥液膜との間にウエハＷとの密着力の弱い下地層を形成しておき、この下地層を、膜を形成した後に剥離除去するようにしてもよい。

以上説明したような本発明の成膜方法および成膜装置の第１実施形態によれば、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液膜が形成されるため、一方の面（膜が形成された面）から飛散する撥液材料が他方の面に浸入して付着するのを好適に抑制または防止することができる。
また、形成された膜の縁部において厚膜部が発生するのも好適に抑制または防止することができる。これらのことから、ウエハＷの生産性を低下させることなく、パーティクルが発生するのを確実に防止することができる。

また、リンス剤を用いる必要がなくなることから、ウエハＷの生産性を向上させることができるとともに、リンス剤が膜に飛散して、侵されるのを確実に防止することができる。
また、本実施形態では、スプレーノズル１９から噴出（供給）されてウエハＷの縁部に付着した撥液材料を乾燥させるヒータ２０を備えているので、撥液膜を迅速に形成することができる。これにより、膜の生産性をさらに向上することができる。
さらに、撥液膜形成ヘッド１６を移動させることなく一箇所において、ウエハＷの双方の面の縁部に連続して撥液膜を形成できるので、撥液膜の形成を効率良く行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の成膜装置の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の成膜装置の第２実施形態における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図４（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の線Ｃ−Ｃにおける縦断面図である。

以下、第２実施形態の成膜装置について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の成膜装置は、撥液膜形成ヘッドが異なり、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。
図４において、撥液膜形成ヘッド２２は、直方体状の撥液材料吐出装置であり、溝状の開口部２５を有し、撥液膜形成ヘッド２２は側面視においてコ字状を呈し、開口部２５の上下方向に関する溝幅は、ウエハＷの厚さよりも大きく設定されることは、上述した撥液膜形成ヘッド１６と同様である。

また、撥液膜形成ヘッド２２は、各対向面２４ａ，２４ｂにおいて、ガス状の撥液材料を噴出（供給）するノズルとして、例えば、プラズマ噴射ノズル２３を有する。
このプラズマ噴射ノズル２３としては、各種のプラズマ装置が挙げられるが、例えば、リモートプラズマ装置を用いることができる。
リモートプラズマ装置によれば、高周波電界により、ガス状の撥液材料を比較的容易に発生させることができる。

ガス状の撥液材料としては、特に限定されないが、例えば、四フッ化メタン（ＣＦ_４）、四フッ化エチレン（Ｃ_２Ｆ_４）、六フッ化プロピレン（Ｃ_２Ｆ_４）、八フッ化ブチレン（Ｃ_４Ｆ_８）のようなフッ素化合物をプラズマ化したものが挙げられる。これらのものを用いて撥液膜を形成することにより、優れた撥液性を発揮する撥液膜を迅速に形成することができる。

ここで、リモートプラズマ装置を用いてフッ素化合物をプラズマ化することにより、活性フッ素ガス（フッ素プラズマ）が発生する。そして、この活性フッ素ガスがウエハＷの双方の面の縁部の表面に照射され、ウエハＷの表面に、例えば、吸着、結合等する。その結果、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液膜が形成される。
ここで、撥液膜形成ヘッド２２の開口部２５内に回転するウエハＷの縁部を収容した際に、対向面２４ａ，２４ｂは、それぞれウエハＷの一方の面および他方の面と対向する。

対向面２４ａ，２４ｂの各々は、それぞれ、プラズマ噴射ノズル２３を有している。そして、撥液膜形成ヘッド２２は、それぞれの面において、ウエハＷの縁部に沿うように配置されている。そのため、前述した移動手段によりウエハＷを回転させることにより、撥液膜形成ヘッド２２は、ウエハＷの双方の面の縁部に対し、連続的に撥液膜を形成することができる。

本発明の成膜装置の第２実施形態によれば、ウエハＷの双方の面の縁部に撥液膜が形成されるため、前記第１実施形態の成膜装置１と同様の効果を得ることができる。
また、この成膜装置では、また、プラズマ噴射ノズル２３が活性フッ素ガスを噴出して撥液を形成するので、乾燥等の処理を施すことなく、撥液膜を迅速に形成することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の成膜方法および成膜装置の第３実施形態について説明する。
なお、以下では、膜を形成する基板として、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板を一例にして説明する。
図５は、本発明の成膜装置の第３実施形態を示す側面図、図６は図５の成膜装置の平面図である。以下、説明の都合上、図５の上側を「上方」、下側を「下方」、左側を「前方」、右側を「後方」といい、図６の上側を「右方」、下側を「左方」という。

図５および図６に示すように、成膜装置２６は、液状の膜形成材料が塗布されるＦＰＤ用基板３２を搬送する基板搬送部２８と、ＦＰＤ用基板３２の一方の面に膜形成材料を供給する膜形成材料供給スリット（膜形成材料供給部）２９と、ＦＰＤ用基板３２の縁部に撥液膜を形成する撥液膜形成部３０とを備える。以下、これらの各構成要素について順次説明する。

基板搬送部２８は、前方に配置された前方搬送部２８ａと、この前方搬送部２８ａから所定の間隔をおいて後方に配置された後方搬送部２８ｂとを有する。前方搬送部２８ａおよび後方搬送部２８ｂはそれぞれ水平面内において互いに平行に配置された複数の回転ローラ３１を有する。これらの回転ローラ３１は、ＦＰＤ用基板３２を載置する。基板搬送部２８は、図５中において各回転ローラ３１を反時計回りに回転させることにより、載置したＦＰＤ用基板３２を図５中矢印の方向（前方）へ搬送する。すなわち、本実施形態において、基板搬送部２８は、膜形成材料供給スリット（膜形成材料供給部）２９および撥液膜形成部３０に対して、ＦＰＤ用基板３２を相対的に移動させる移動手段を構成している。
なお、各回転ローラ３１は、制御部（図示しない）によって回転・停止自在に制御される。

膜形成材料供給スリット２９は、前方搬送部２８ａと対向して配置される。前方搬送部２８ａにおける各回転ローラ３１と膜形成材料供給スリット２９との上下方向に関する距離は、ＦＰＤ用基板３２の厚さとほぼ同じに設定される。そのため、ＦＰＤ用基板３２が基板搬送部２８によって前方へ搬送されるとき、膜形成材料供給スリット２９は、ＦＰＤ用基板３２の一方の面と対向する。

ＦＰＤ用基板３２が基板搬送部２８によって前方へ搬送されて、膜形成材料供給スリット２９がＦＰＤ用基板３２の一方の面と対向する際に、膜形成材料供給スリット２９から、ＦＰＤ用基板３２の一方の面に向けて膜形成材料を供給する。
ここで、膜形成材料供給スリット２９の左右方向に関する長さは、ＦＰＤ用基板３２の幅とほぼ同じに設定されている。そのため、膜形成材料は、ＦＰＤ用基板３２の一方の面のほぼ全面に亘って供給（塗布）されることとなる。

そして、塗布された膜形成材料に対して、必要に応じて焼成処理（加熱処理）等の所定の処理を施して、膜形成材料を硬化（乾燥）させることにより、ＦＰＤ用基板３２の一方の面に膜が形成される。なお、膜形成材料を適宜選択することにより、例えば、導体膜、絶縁膜、半導体膜、レジスト膜等の所望の機能を有する膜（機能膜）を形成することができる。

撥液膜形成部３０は、前後方向に関して前方搬送部２８ａと後方搬送部２８ｂとの間に配置される。
また、撥液膜形成部３０は、ＦＰＤ用基板３２の搬送面より上方に配置される上側膜形成部３５と、この上側膜形成部３５と対向する下側膜形成部３６とを有する。
上側膜形成部３５と下側膜形成部３６とは、互いに離間して配置される。そして、この離間距離は、ＦＰＤ用基板３２の厚さの数倍に設定される。そのため、ＦＰＤ用基板３２が基板搬送部２８によって前方へ搬送されるとき、上側膜形成部３５は、ＦＰＤ用基板３２の一方の面と対向し、下側膜形成部３６は、ＦＰＤ用基板３２の他方の面と対向する。

上側膜形成部３５は、前後端膜形成ヘッド３７と、２つの側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂとを有する。
前後端膜形成ヘッド３７は、直方体状の撥液材料吐出装置であり、その左右方向に関する長さがＦＰＤ用基板３２の幅とほぼ等しくなるように設定される。そして、その左右方向に関する位置と、ＦＰＤ用基板３２の左右方向に関する位置とが一致するように配置される。
また、前後端膜形成ヘッド３７は、ＦＰＤ用基板３２に対向する面において、左右方向に関して直線状に配置された複数のプラズマ噴射ノズル３９を有する。

側端膜形成ヘッド３８ａ、３８ｂは、直方体状の撥液材料吐出装置である。そして、ＦＰＤ用基板３２の左右方向に関する縁部（以下、単に「側方縁部」という。）のそれぞれに、対向するように配置される。
側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂも、それぞれＦＰＤ用基板３２に対向する面において、１つのプラズマ噴射ノズル３９を有する。

各プラズマ噴射ノズル３９は、前記第２実施形態におけるプラズマ噴射ノズル２３と同様の構成であり、前述したのと同様の活性フッ素ガスを噴出する。
噴出された活性フッ素ガスはＦＰＤ用基板３２に、例えば、吸着、結合等して、撥液膜を形成する。
また、下側膜形成部３６も上側膜形成部３５と同様の構成を有する。

ＦＰＤ用基板３２を基板搬送部２８により前方に搬送する場合、上側膜形成部３５がＦＰＤ用基板３２の一方の面と対向し、さらに、下側膜形成部３６がＦＰＤ用基板３２の他方の面と対向することとなる。このとき、側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂは、ＦＰＤ用基板３２の側方縁部の双方の面に向けてプラズマ噴射ノズル３９から活性フッ素ガスを噴出する。これにより、側方縁部の双方の面にＦＰＤ用基板３２の前端から後端に亘って連続して撥液膜を形成する。

また、この場合、前後端膜形成ヘッド３７は、ＦＰＤ用基板３２の前端における縁部（以下「前端縁部」という）および後端における縁部（以下「後端縁部」という）と対向するタイミングで、ＦＰＤ用基板３２の双方の面に向けてプラズマ噴射ノズル３９から活性フッ素ガスを噴出する。これにより、前端縁部および後端縁部の双方の面に撥液膜を形成する。

以下に、本実施形態の成膜装置２６が実行する成膜方法を順次説明する。
［１］ まず、後方搬送部２８ｂ上にＦＰＤ用基板３２を載置した後に、回転ローラ３１を回転させてＦＰＤ用基板３２を前方へ向けて搬送する。
［２］ 次に、前後端膜形成ヘッド３７がＦＰＤ用基板３２の前端縁部と対向した際に、前後端膜形成ヘッド３７が有する各プラズマ噴射ノズル３９から前端縁部の双方の面に向けて活性フッ素ガスを噴出する。これにより、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の前端縁部に撥液膜が形成される。
［３］ その後、側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂがＦＰＤ用基板３２の側方縁部と対向したときから、この側方縁部と対向しなくなるまでの間、側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂが有する各プラズマ噴射ノズル３９から側方縁部に向けて活性フッ素ガスを噴出してする。これにより、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の側方縁部に撥液膜が形成される。
［４］ 次に、前後端膜形成ヘッド３７がＦＰＤ用基板３２の後端縁部と対向した際に、前後端膜形成ヘッド３７が有する各プラズマ噴射ノズル３９から後端縁部の双方の面に向けて活性フッ素ガスを噴出する。これにより、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の後端縁部に撥液膜が形成される。
このようにして、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の縁部に対し、連続的に撥液膜が形成される。

［５］ そして、膜形成材料供給スリット２９がＦＰＤ用基板３２の一方の面と対向したときから、この一方の面と対向しなくなるまでの間、膜形成材料供給スリット２９から、ＦＰＤ用基板３２の一方の面に向けて膜形成材料を供給する。これにより、ＦＰＤ用基板３２の一方の面のほぼ全面に亘って膜形成材料が供給されることとなる。そして、この膜形成材料を硬化させることにより、ＦＰＤ用基板３２の一方の面のほぼ全面に亘って膜が形成される。

なお、膜形成材料を硬化させるのに際し、必要に応じて焼成処理（加熱処理）等の所定の処理を施すようにしてもよい。
この膜形成材料がＦＰＤ用基板３２の一方の面のほぼ全面に亘って供給される際に、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の縁部には撥液膜が形成されている。これにより、一方の面の縁部から滴下した膜形成材料が、他方の面に浸入して、不本意に付着するのを好適に抑制または防止することができる。
以上説明したような本発明の第３実施形態に係る成膜装置によれば、ＦＰＤ用基板３２の双方の面の縁部に撥液膜が形成されるため、上述した第１実施形態の成膜装置１と同様の効果が得られる。

また、ＦＰＤ用基板３２が前方に搬送される間、側端膜形成ヘッド３８ａ，３８ｂは、ＦＰＤ用基板３２の側方縁部に向けて、所定の一箇所からプラズマ噴射ノズル３９により、活性フッ素ガスを噴出する。これにより、ＦＰＤ用基板３２に向けて活性フッ素ガスを噴出する位置を移動させることなくＦＰＤ用基板３２の側方縁部の双方の面にＦＰＤ用基板３２の前端から後端に亘って、連続して撥液膜を形成することができる。その結果、撥液膜の形成を効率良く行うことができる。
なお、本実施形態では、撥液膜形成部３０が備えるノズルとしてプラズマ噴射ノズルを備える場合について説明したが、このような構成に限定されず、前記第１実施形態で説明したのと同様のノズルを備える構成であってもよい。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の成膜装置の第４実施形態について説明する。

図７は、本発明の成膜装置の第４実施形態における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図７（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の線Ｄ−Ｄにおける縦断面図である。
以下、第４実施形態の成膜装置について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第４実施形態の成膜装置は、撥液膜形成ヘッドが備えるスプレーノズルおよびヒータの設置数と設置場所とが異なり、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。
本実施形態の撥液膜形成ヘッド１６’では、各対向面１８ａ，１８ｂに、それぞれスプレーノズル１９とヒータ２０とが並んで配置されるとともに、開口面１８ｃにもスプレーノズル１９とヒータ２０とが並んで配置される。これにより、ウエハＷの双方の面の縁部に対して、さらには、その端面に対しても、連続的に撥液膜を形成することができる。

その結果、本発明の成膜装置の第４実施形態によれば、ウエハＷの双方の面の縁部に、膜形成材料が付着するのを好適に防止することができるとともに、その端面に膜形成材料が付着するのも好適に防止することができる。これにより、ウエハＷの生産性を低下させることなく、パーティクルが発生するのをより確実に防止することができる。
なお、本実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、ウエハＷの端面にも撥液膜を形成について説明したが、これに限定されず、第２実施形態または第３実施形態の構成に本実施形態で説明した構成とを組み合わせて用いるようにしてもよい。

以上、成膜方法、成膜装置および膜を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、撥液膜を形成する際、撥液膜の形成ヘッドは移動しないが、撥液膜の形成ヘッドが基板の縁部を移動することによって撥液膜を縁部に形成してもよい。

前述した実施形態では、膜を形成する基板の一例として、その厚さがほぼ一定のものについて説明したが、基板としては、その厚さが端部において漸減するような構成のものであってもよい。
前述した実施形態では、本発明の成膜方法をスピンコート（第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態）やスリットコート（第３実施形態）に適用したが、本発明が適用される成膜方法はこれらに限られず、液体材料を塗布する工程を含む成膜方法、具体的には、デバイス製造方法に適用することができ、例えば、ギャップコート、スプレーコーティング、インクジェットなどに適用してもよい。
本発明の成膜方法を適用可能なデバイス製造方法では、例えば、上述した半導体ウエハやＦＰＤ用基板に限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）用基板、ＥＬ(Electric Luminescence)素子、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用基板なども製造することができる。

本発明の成膜装置の第１実施形態を示す平面図である。 図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。 図１における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図３（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。 本発明の成膜装置の第２実施形態における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図４（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の線Ｃ−Ｃにおける縦断面図である。 本発明の成膜装置の第３実施形態を示す側面図である。 図５の成膜装置の平面図である。 本発明の成膜装置の第４実施形態における撥液膜形成ヘッドの概略構成を示す図であり、図７（Ａ）は、撥液膜形成ヘッドの側面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の線Ｄ−Ｄにおける縦断面図である。

符号の説明

Ｗ……ウエハ、１，２６……成膜装置、２……ウエハ支持部、３……回収部、４……膜形成材料供給部、５，３０……撥液膜形成部、６……載置板、７，１３，３３……回転伝達軸、８，１４，２１……モータ、９……余剰膜形成材料キャッチ容器、１０……エアシリンダ、１１……シャフト、１２……膜形成材料吐出ノズル、１５，３４……アーム、１６，１６’，２２……撥液膜形成ヘッド、１７，２５……開口部、１８ａ，１８ｂ，２４ａ，２４ｂ……対向面、１８ｃ……開口面、１９……スプレーノズル、２０……ヒータ、２３，３９……プラズマ噴射ノズル，２８……基板搬送部、２９……膜形成材料供給スリット、３１……回転ローラ、３２……ＦＰＤ用基板、３５……上側膜形成部、３６……下側膜形成部、３７……前後端膜形成ヘッド、３８ａ，３８ｂ……側端膜形成ヘッド

Claims (13)

1. 基板の一方の面に、液状の膜形成材料を塗布法により供給して膜を形成する成膜方法であって、
   前記基板の一方の面に前記膜形成材料を供給するのに先立って、
   前記基板の一方の面の縁部および他方の面の縁部に、撥液材料を供給して撥液膜を形成することにより、前記基板の他方の面側に前記膜形成材料が浸入するのを防止することを特徴とする成膜方法。
2. 前記撥液膜を形成する際に、前記基板の端面にも前記撥液膜を形成する請求項１に記載の成膜方法。
3. 前記撥液膜は、液状の撥液材料を前記基板に供給した後、乾燥させることにより形成される請求項１または２に記載の成膜方法。
4. 前記撥液膜の平均厚さをＡ［ｍｍ］とし、形成すべき前記膜の平均厚さをＢ［ｍｍ］としたとき、Ａ／Ｂが１×１０^−４〜５×１０^−１なる関係を満足する請求項３に記載の成膜方法。
5. 前記液状の撥液材料は、フッ素系のカップリング剤を含有する液体である請求項３または４に記載の成膜方法。
6. 前記撥液膜は、ガス状の撥液材料を前記基板に供給することにより形成される請求項１または２に記載の成膜方法。
7. 前記ガス状の撥液材料は、フッ素化合物をプラズマ化したものである請求項６に記載の成膜方法。
8. 前記撥液膜は、前記基板を回転しつつ、所定の箇所を前記基板の縁部が通過する際に、前記所定の箇所において前記撥液材料を供給することにより形成される請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜方法。
9. 前記撥液膜は、前記基板を搬送しつつ、所定の箇所を前記基板の縁部が通過する際に、前記所定の箇所において前記撥液材料を供給することにより形成される請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜方法。
10. 前記膜を形成した後に、前記撥液膜の少なくとも一部を除去する請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜方法。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の成膜方法により形成されたことを特徴とする膜。
12. 当該膜は、中央部の厚さをＣ［ｍｍ］とし、縁部の厚さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｄ／Ｃが０．３〜２．０なる関係を満足する請求項１１に記載の膜。
13. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の成膜方法に用いられる成膜装置であって、
    前記膜形成材料を前記基板に塗布法により供給して膜を形成する膜形成材料供給部と、
    前記撥液材料を前記基板に供給して前記撥液膜を形成する撥液膜形成部と、
    前記膜形成材料供給部および前記撥液膜形成部に対して、前記基板を相対的に移動する移動手段とを有することを特徴とする成膜装置。

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