JP4219798B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
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装置に関する。 In the present invention, a resist film is formed after an adhesion reinforcing agent such as HMDS (hexamethyldisilazane) is deposited on the main surface of a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for flat panel display, a glass substrate for photomask, or a printed circuit board formed about board processor.
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。)。
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。 When the substrate is heated when the adhesion enhancing agent is applied to the surface of the substrate, it takes time to raise the substrate to a predetermined temperature, and as described above, the substrate is cooled before the resist coating process. Time is required. For this reason, there is a problem that a series of substrate processing takes time and processing tact time becomes long. In addition, it is necessary to install a hot plate for heating the substrate and a cool plate for cooling the substrate. Also, the substrate can be transferred to the hot plate and transferred, or from the hot plate to the cool plate. It is necessary to install a substrate transfer robot to transfer the substrate. For this reason, there exists a problem that the installation space of the whole apparatus which performs a series of processes becomes large.
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装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the substrate processing for forming a resist film after depositing the adhesion reinforcing agent on the main surface of the substrate, the adhesion reinforcing agent is applied to the main surface of the substrate. There is no need to heat the substrate during deposition, the time required for a series of substrate processing can be shortened, the processing tact time can be shortened, and the entire apparatus for performing a series of substrate processing can be saved. it is an object of the invention to provide a board processing unit that can have.
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装置において、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、および、このノズルへ気体を供給する気体供給手段を備えて構成され、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に隣接して配置され、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、前記プラズマ処理部において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つつ搬送するとともに、前記プラズマ処理部から前記密着強化処理部まで基板を連続的に搬送するローラコンベアとを備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in a substrate processing apparatus for forming a resist film on a main surface of a substrate , a nozzle that has electrodes and discharges the gas passing between the electrodes into plasma, and supplies the gas to the nozzle is configured to include a gas supply means for a plasma processing unit to activate the main surface of the substrate to form a plasma atmosphere around the main surface of the substrate at atmospheric pressure, it is disposed adjacent to the plasma processing unit, Applying a resist solution to the main surface of the substrate coated with the adhesion enhancing agent on the main surface of the substrate activated by the plasma processing unit ; a resist coating unit for forming, together with the conveying while supporting the substrate to the discharge port and the main surface of the nozzle is closer in the plasma processing unit, the substrate from the plasma processing portion to the adhesion reinforcing processing unit Characterized by comprising a roller conveyor for conveying connection basis.
請求項1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、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、ローラコンベアによりノズルの吐出口と近接した状態で搬送される基板の主面へ供給され、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。また、ローラコンベアによりプラズマ処理部から密着強化処理部まで基板を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。 When the substrate processing apparatus of the invention according to claim 1 is used, in the plasma processing unit, the gas supplied to the nozzle by the gas supply means is converted into plasma while passing through the pulsed electric field generated between the electrodes of the nozzle, The plasma gas is discharged from the nozzle and supplied to the main surface of the substrate conveyed in a state close to the discharge port of the nozzle by a roller conveyor, and a high-energy plasma atmosphere is formed around the main surface of the substrate. Ru is formed. Then, in the adhesion strengthening processing unit, the adhesion enhancing agent is deposited on the main surface of the substrate using the energy of the plasma. For this reason, it is not necessary to heat the substrate and apply thermal energy to the substrate in order to deposit the adhesion reinforcing agent on the main surface of the substrate, and the substrate is not heated. There is no need to cool the substrate before coating. Therefore, the time required for a series of substrate processing can be shortened, the processing tact time can be shortened, and the space for the entire apparatus for performing the series of substrate processing can be saved. In the plasma processing unit, a process for forming a plasma atmosphere around the main surface of the substrate is performed under normal pressure. In the adhesion strengthening processing unit, a process for depositing an adhesion reinforcing agent on the main surface of the substrate is performed at room temperature. Since it is performed, it becomes possible to perform in-line from the inside of the plasma processing unit to the inside of the adhesion strengthening processing unit. In addition, a series of substrate processing is performed while the substrate is continuously conveyed from the plasma processing unit to the adhesion strengthening processing unit by the roller conveyor, so that the apparatus can be inlined. And the structure of a conveyance means can be simplified compared with the board | substrate conveyance by a robot.
図1ないし図3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。
While Figures 1 Referring to FIG. 3, it described best mode for carrying out the present invention.
1 to 3 show an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus used for forming a resist film on a main surface of a substrate. FIG. 2 is a schematic view showing a plasma processing unit and an adhesion strengthening processing unit which are a part of the substrate processing apparatus, and FIG. 3 is a schematic cross section of the plasma processing unit which is one of the constituent units of the substrate processing apparatus. FIG.
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ローラコンベア34a〜34eがそれぞれ配設されている。
The substrate processing apparatus includes a
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。
Although detailed description and illustration of each processing unit are omitted, the
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。
As shown in FIG. 2, the
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30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。
As shown in FIG. 2, the
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。
When a resist film is formed on the main surface of the substrate using the substrate processing apparatus having the above-described configuration, a high-energy plasma atmosphere is formed around the main surface of the substrate W in the
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。
A means for promoting evaporation of HMDS applied to the main surface of the substrate W, for example, a heating unit for heating the substrate W to a temperature of about 40 ° C. to 50 ° C. A blow unit for supplying dry air to the main surface of the exhaust chamber and the substrate W may be provided. Further, a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the substrate W to a predetermined temperature may be provided on the front side of the resist
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 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
Claims (1)
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、および、このノズルへ気体を供給する気体供給手段を備えて構成され、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に隣接して配置され、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、
前記プラズマ処理部において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つつ搬送するとともに、前記プラズマ処理部から前記密着強化処理部まで基板を連続的に搬送するローラコンベアと、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus for forming a resist film on the main surface of a substrate,
A nozzle that has electrodes and discharges the gas passing between the electrodes into plasma, and gas supply means for supplying the gas to the nozzle, and is configured to provide a plasma atmosphere around the main surface of the substrate under normal pressure. A plasma processing unit for forming and activating the main surface of the substrate;
An adhesion strengthening processing unit that is disposed adjacent to the plasma processing unit and adheres an adhesion reinforcing agent to the main surface of the substrate activated by the plasma processing unit at room temperature,
A resist application part that forms a resist film by applying a resist solution to the main surface of the substrate to which the adhesion reinforcing agent is applied;
A roller conveyor that conveys the substrate continuously from the plasma processing unit to the adhesion strengthening processing unit while conveying the substrate so that the discharge port of the nozzle and the main surface are close to each other in the plasma processing unit,
A substrate processing apparatus comprising:
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