JP3740207B2 - 基板表面に形成されたシリカ系被膜の膜溶解方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置(LCD)用或いはフォトマスク用のガラス基板などの基板の表面にシリカ系被膜(SOG(spin on glass)膜)を塗布形成した後、熱処理する前に、その基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転させながら、針状ノズルから薬液を基板の周縁部に吐出して、基板周縁部の不要SOG膜を溶解させて除去する膜溶解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程などにおいて、基板の表面にSOG膜を形成した後、その基板は、それ以降の各種処理工程を経る間に、カセットへ挿入されまたカセットから抜き出されたり、搬送機構に保持されたりする。これらの際、基板の周縁部がカセットの収納溝や搬送機構のチャック部などに接触して、基板の周縁部のSOG膜が剥離し、これが発塵源になることが知られている。そこで、SOG膜の形成工程において、基板の表面にSOG膜を回転塗布した後、基板周縁部のSOG膜を予め溶解除去しておく処理が行なわれている。この処理には、例えば実開平4−111729号公報等に開示されているような装置が使用されている。
【0003】
同号公報に開示されている回転塗布装置は、図1に要部斜視図を示すように、基板Wを吸着して水平姿勢に保持し、下面側に回転軸12が一体に垂設されて、図示しないモータによって鉛直軸回りに回転させられるチャック10を備え、図示していないが、チャック10に保持された基板W上へSOG材を供給するノズルや、チャック10に保持された基板Wの周囲を取り囲むように配設され基板Wの周縁から周囲へ飛散する余剰SOG材を回収するカップなどを有している。そして、ノズルから基板Wの中心部にSOG材を滴下させ、基板Wの回転によってSOG材を基板Wの全面に薄膜状に拡げることにより、基板Wの表面にSOG膜が形成される。
【0004】
また、カップの側方には、基板Wの周縁部のSOG膜を溶解させて除去するための膜除去機構14が配設されている。膜除去機構14は、膜溶解液を吐出して供給する針状ノズル16、この針状ノズル16を先端に装着したノズル支持用アーム18、このアーム18の端部に上端部が固着され、鉛直姿勢に保持された回動軸20、この回動軸20を鉛直軸回りに回動自在に支持した可動枠22、この可動枠22にピストン棒の先端部が固着され、図示しない装置フレームに固設されて、可動枠22を昇降させるエアーシリンダ24、ノズル支持用アーム18に取着された一対のガイドローラ26、26、及び、図示しない装置フレームに立設固定され、上部がチャック10に保持された基板Wから離間する方向へ屈曲されて傾斜し、一対のガイドローラ26、26に挾み付けられるように係合したガイドレール28から構成されている。
【0005】
以上のような構成を有する膜除去機構14は、エアーシリンダ24が伸張駆動されて、実線で示したように可動枠22が上昇している状態では、実線で示したようにノズル支持用アーム18が基板Wから大きく離間するように旋回して、針状ノズル16が上方の待機位置に保持される。一方、エアーシリンダ24が収縮駆動されると、可動枠22が下降し、その下降動作に伴い、ガイドレール28により案内されて、アーム18が基板Wに接近するように旋回され、二点鎖線で示すように針状ノズル16は、最下位置において先端が基板Wの周縁部に対し所定の間隔、例えば1mmをもって対向するようになっている。そして、回転する基板Wの周縁部に針状ノズル16から膜溶解液が吐出されることにより、基板Wの周縁部から全周にわたって不要SOG膜が溶解され除去されることになる。
【0006】
針状ノズル16から吐出されて基板Wの周縁部からSOG膜を溶解除去する膜溶解液としては、従来、イソプロピルアルコール(IPA)や酢酸ブチルが使用されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、IPAや酢酸ブチルを膜溶解液として使用した場合、図2に、基板の周縁部からSOG膜を溶解除去したときの、SOG膜被覆部AとSOG膜除去部Bとの境界部分における膜厚変化の状態を示すように、SOG膜の終端部分に膜の盛り上りCが生じる。尚、図2中のSが基板の表面位置を示す。処理には、膜溶解液としてIPAを使用し、処理時間は0.5秒、基板の回転数は1,700rpm、針状ノズルの径寸法は0.49mm、針状ノズルからのIPAの吐出流量は25cc/minとした。また、日立化成(株)製HSG−2209を使用して基板の表面にSOG膜を形成した。SOG膜の終端部分に膜の盛り上りCが形成されると、その盛り上りC部分にはクラックが発生し易くなり、その部分が破損してパーティクルを発生する、といった問題点がある。
【0008】
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、基板の表面に形成されたSOG膜の不要部分を基板の周縁部から溶解除去したときに、SOG膜の終端部分に膜の盛り上りが生じないようにしもしくはその盛り上りを小さく抑え、SOG膜の終端部分でクラックが発生しないようにして、SOG膜の盛り上り部分の破損によるパーティクルの発生を防止することができる膜溶解方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、表面にSOG膜が形成され水平姿勢に保持されて鉛直軸回りに回転する基板の周縁部に針状ノズルから膜溶解液を吐出して基板周縁部のSOG膜を溶解除去する膜溶解方法において、前記膜溶解液として、γ−ブチルラクトン、乳酸エチルもしくはピルビン酸エチルのうちの1種類の溶媒、又は、それらの溶媒のうちの2種類以上のものを混合させた混合液を使用することを特徴とする。
【0010】
γ−ブチルラクトン、乳酸エチルもしくはピルビン酸エチル又はそれらのうちの2種類以上の溶媒の混合液を膜溶解液として使用し、基板の表面に形成されたSOG膜の不要部分を基板の周縁部から溶解除去するようにしたときは、SOG膜の終端部分に膜の盛り上りが生ぜずもしくはその盛り上りが小さく抑えられる。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明では、SOG膜の膜溶解液としてγ−ブチルラクトン、乳酸エチル又はピルビン酸エチルのうちの何れかを使用する。或いは、それらの溶媒のうちの2種類以上のものを混合させた混合液を膜溶解液として使用する。そして、図1に示したような膜除去機構14を使用し、回転塗布装置によって表面にSOG膜が形成されチャック10に保持されて回転する基板Wの周縁部にγ−ブチルラクトン等の膜溶解液を針状ノズル16から吐出させることにより、基板Wの周縁部から全周にわたって不要SOG膜を膜溶解液で溶解させて除去する。
【0012】
【0013】
OG材の種類を種々に変え、それぞれ基板の表面にSOG膜を形成し、それぞれのSOG膜について、γ−ブチルラクトン、乳酸エチル及びピルビン酸エチルを膜溶解液としてそれぞれ使用し、基板の周縁部からのSOG膜の溶解除去を行なったときの処理結果を表1に示す。処理時間は0.5秒、基板の回転数は1,700rpm、針状ノズルの径寸法は0.49mm、針状ノズルからの膜溶解液の吐出流量は15cc/minとした。また、SOG材として使用した市販薬液Aは、東京応化工業(株)製のTYPE7(商品名)、市販薬液Bは、住友化学工業(株)製のSF−1014(商品名)、市販薬液Cは、日立化成工業(株)製のHSG−2209(商品名)、市販薬液Dは、アライドシグナル社製のAccuglass(商品名)、市販薬液Eは、東京応化工業(株)製のTYPE2(商品名)であり、これらの薬液のうち、市販薬液A〜Dは有機SOG材、市販薬液Eは無機SOG材である。
【0014】
【表1】
Figure 0003740207
【0015】
表1中において“≧10,000Å”や“≧1,500Å”などと表示しているのは、膜の盛り上りを10,000Å以下、1,500Å以下にすることができないことを意味している。表1に示した結果から分かるように、γ−ブチルラクトン、乳酸エチル及びピルビン酸エチルは何れも、膜溶解液として十分に使用可能であり、かつ、性能的にIPAより優れている。
【0016】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されかつ作用するので、この発明に係る膜溶解方法によれば、基板の表面に形成されたSOG膜の不要部分を基板の周縁部から溶解除去したときに、SOG膜の終端部分に膜の盛り上りを生じることがなく、もしくはその盛り上りが小さく抑えられ、このため、SOG膜の終端部分でクラックが発生することがなくなり、SOG膜の盛り上り部分の破損によるパーティクルの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 膜除去機構を備えた回転塗布装置の構成の1例を示す要部斜視図である。
【図2】 従来の膜溶解液であるIPAを使用して、基板の周縁部からSOG膜を溶解除去したときの、SOG膜被覆部AとSOG膜除去部Bとの境界部分における膜厚変化の状態を示す図である。
【符号の説明】
10 チャック
12 回転軸
14 膜除去機構
16 針状ノズル

Claims (1)

  1. 表面にシリカ系被膜が形成され水平姿勢に保持されて鉛直軸回りに回転する基板の周縁部に針状ノズルから膜溶解液を吐出し、基板周縁部の不要被膜を溶解させて除去する、シリカ系被膜の膜溶解方法において、
    前記膜溶解液として、γ−ブチルラクトン、乳酸エチル及びピルビン酸エチルからなる群より選ばれた1種類の溶媒もしくは2種類以上の溶媒の混合液を使用することを特徴とする、基板表面に形成されたシリカ系被膜の膜溶解方法。
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