JP2016174046A - 塗布装置、異物除去システム、塗布方法、および異物除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塗布装置は、表面に凹凸部200aを有した被処理物200の前記表面に、負の膨張係数を有する樹脂を含む第1の流動体を供給する第1の供給部と、前記第1の流動体から形成された膜201の上に、正の膨張係数を有する樹脂を含む第2の流動体を供給する第2の供給部と、を備えている。
【選択図】図2
Description
ここで、基体の製造時、あるいは、使用時に基体に付着した異物を除去する方法として、水、アルカリ溶液、酸溶液などを基体の表面に供給する洗浄方法が知られている。
またさらに、洗浄液に超音波振動を加えたり、ガスと洗浄液の混合体を基体表面に吐出したりする場合もある。
ところが、凹凸部が微細になると、洗浄液による化学的なダメージが無視できなくなり、洗浄効果の高い強力な酸や、アルカリが使用できなくなる。また、洗浄液による物理的なダメージが問題となる場合もある。
また、微細な凹凸部の内部に異物が入り込む場合があり、この様な場合には異物の除去がさらに困難となる。
そこで、パーティクル除去膜と樹脂とが積層された被転写基板にパーティクルが付着したテンプレートを押し付け、樹脂を硬化させた後に、被転写基板とテンプレートとを離隔させて、パーティクルを被転写基板側に移す技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
圧縮応力または引張応力が発生するとテンプレートや被転写基板が変形して、被転写基板とテンプレートとの離隔、すなわち剥離が困難となるおそれがある。
図1は、本実施の形態に係る異物除去システム100を例示するための模式図である。 図1に示すように、異物除去システム100には、筐体101、塗布部1、半硬化部10、硬化部20、応力制御部30、剥離部40、洗浄部50、搬送部60、収納部70、および制御部80が設けられている。
また、被処理物200は、表面に微細な凹凸部200aを有するものとすることができる。そして、凹凸部200aの内部には、異物300が入り込んでいる(例えば、図2を参照)。
なお、本明細書において「凹凸部200aの内部」とは、凹凸部200aにおける凹部の内部のことを指す。
被処理物200は、例えば、インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク基板、半導体ウェーハ、MEMSなどの微細構造体とすることができる。
なお、以下においては、被処理物200がインプリント用テンプレートである場合を例に挙げて説明する。この場合、凹凸部200aは転写されるパターンなどとすることができる。
筐体101の側壁には、複数の開口部が設けられている。そして、複数の開口部には、塗布部1、半硬化部10、硬化部20、応力制御部30、剥離部40、洗浄部50、および収納部70がそれぞれ設けられている。
すなわち、塗布部1、半硬化部10、硬化部20、応力制御部30、剥離部40、洗浄部50、および収納部70のそれぞれの内部と、筐体101の内部とが開口部を介して繋がっている。なお、複数の開口部のそれぞれには、開閉扉を設けることもできる。
なお、空気などのガス供給装置を設け、筐体101の内部の圧力が筐体101の外部の圧力より高くなるようにすることもできる。筐体101の内部の圧力が筐体101の外部の圧力より高くなるようにすれば、外部からのパーティクルの侵入を防ぐことが容易となる。
なお、流動体201bは、被処理物200上に第1の膜201を形成するための流動体であり、流動体202aは、被処理物200上に第2の膜202を形成するための流動体である(図5参照)。
塗布部1は、例えば、流動体201b、202aを、被処理物200の表面に供給し、供給された流動体201b、202aを平坦化して、流動体201b、202aからなる膜状体を形成する。
例えば、塗布部1は、スピンコート法、浸漬法、印刷法、スプレー法などにより、流動体201b、202aを塗布する塗布装置とすることができる。
この場合、スピンコート法により、流動体201b、202aを塗布する塗布装置とすれば、凹凸部200aにおける凸部の頂面200bの上にある流動体201bの厚みの制御が容易となる。凹凸部200aにおける凸部の頂面200bの上にある流動体201bの厚みの制御が容易となれば、後述する応力の制御が容易となり、ひいては膜の剥離性を向上させることができる。
なお、塗布部1に関する詳細は後述する。
例えば、半硬化部10は、塗布部1において形成された膜状体を乾燥などさせて、膜状体に含まれる溶媒を気化させることで、半硬化状態にする。
半硬化部10は、例えば、筐体11と、筐体11の内部に設けられ被処理物200を載置する載置部12と、塗布部1において形成された膜状体を半硬化状態にする処理部13とを備えたものとすることができる。
例えば、膜状体に含まれる樹脂が加熱により半硬化状態となる場合には、処理部13は、ヒータや赤外線ランプなどを備えたものとすることができる。
また、膜状体に含まれる樹脂が紫外線の照射により半硬化状態となる場合には、処理部13は、紫外線ランプを備えたものとすることができる。
また、膜状体に含まれる樹脂が乾燥により半硬化状態となる場合には、処理部13は、筐体11の内部の圧力を上昇させるポンプや、被処理物200を回転させるスピン機構を備えたものとすることができる。
そのため、半硬化部10は、必要に応じて設けるようにすることができる。
なお、既に膜状体が半硬化状態、あるいは半硬化状態に近い状態となっている場合には、半硬化部10を介さずに直接硬化させることもできる。
硬化部20は、例えば、筐体21と、筐体21の内部に設けられ被処理物200を載置する載置部22と、半硬化状態となった膜状体を硬化させる処理部23とを備えたものとすることができる。
また、膜状体に含まれる樹脂が紫外線の照射により硬化する場合には、処理部23は、紫外線ランプを備えたものとすることができる。
また、膜状体に含まれる樹脂が乾燥により硬化状態となる場合には、処理部23は、筐体21の内部の圧力を上昇させるポンプや、被処理物200を回転させるスピン機構を備えたものとすることができる。
また、応力制御部30は、後述する第1の膜201の部分201aの形状を変化させる。
なお、応力制御部30における応力の制御と、部分201aの形状の変化に関する詳細は後述する。
処理部33は、膜に含まれる樹脂により、その構成を適宜変更することができる。
例えば、膜に含まれる樹脂が加熱により体積が変化するものの場合には、処理部33は、ヒータや赤外線ランプなどを備えたものとすることができる。
また、膜に含まれる樹脂が紫外線の照射により体積が変化するものの場合には、処理部33は、紫外線ランプを備えたものとすることができる。
また、膜に含まれる樹脂が加圧により体積が変化するものの場合には、処理部33は、筐体31の内部の圧力を上昇させるポンプを備えたものとすることができる。
また、膜に含まれる樹脂が膨潤により体積が変化するものの場合には、処理部33は、有機溶媒や水などの流体を供給する装置を備えたものとすることができる。なお、後述するように、有機溶媒や水は、樹脂に直接供給してもよいし、間接的に供給してもよい。
剥離部40は、例えば、筐体41と、筐体41の内部に設けられ被処理物200を保持する保持部42と、第1の膜201および第2の膜202を被処理物200から剥離する処理部43とを備えたものとすることができる。
保持部42は、載置された被処理物200を保持する。
保持部42は、例えば、バキュームチャックを備えたものとすることができる。
処理部43は、膜を剥離することができるものであれば特に限定はない。
処理部43は、例えば、膜の一方の周縁近傍をつかむチャック部43aと、チャック部43aの位置を移動させる移動部43bとを備えたものとすることができる。
この場合、チャック部43aは、バキュームチャックを備えたものとすることができる。
洗浄部50は、例えば、筐体51と、筐体51の内部に設けられ被処理物200の表面に洗浄液を供給する処理部52とを備えたものとすることができる。
洗浄部50には、特に限定はなく、被処理物200の表面を洗浄することができるものであればよい。
例えば、洗浄部50は、スピン洗浄装置とすることもできるし、被処理物200を洗浄液に浸漬させる洗浄装置とすることもできる。
搬送部60には、本体部61、アーム部62、および移動部63が設けられている。
本体部61は、移動部63の上に設けられている。本体部61の上にはアーム部62が設けられている。本体部61には駆動装置が設けられており、本体部61が移動部63の上を移動するようになっている。また、本体部61に設けられた駆動装置により、アーム部62の伸縮動作や回転動作などが行える様になっている。
アーム部62は、多関節構造を有し、保持装置を本体部61から突出する方向または本体部61側に戻る方向に移動させることができる。そのため、アーム部62は、アームを伸縮させて保持した被処理物200の受け渡しや被処理物200の取り出しを行うことができる。
収納部70は、複数の被処理物200を積層状(多段状)に収納可能なキャリアなどとすることができる。収納部70は、例えば、FOUP(Front-Opening Unified Pod)などとすることができる。FOUPは、ミニエンバイロメント方式の半導体工場で使われている基板の搬送、保管を目的とした正面開口式キャリアである。
また、収納部70は、複数設けることができる。複数の収納部70が設けられる場合には、異物300が除去される前の被処理物200が収納される収納部と、異物300が除去された後の被処理物200が収納される収納部とに分けることもできる。
制御部80は、例えば、塗布部1を制御して、被処理物200の、凹凸部200aが設けられた側の表面に後述する樹脂を含む流動体201b、202aを塗布させる。
制御部80は、例えば、半硬化部10を制御して、塗布部1において形成された膜状体を半硬化状態にさせる。
制御部80は、例えば、硬化部20を制御して、半硬化状態となった膜を硬化させる。 制御部80は、例えば、応力制御部30を制御して、硬化させた膜に発生する応力を制御させたり、第1の膜201の部分201aの形状を変化させたりする。
制御部80は、例えば、剥離部40を制御して、被処理物200から第1の膜201および第2の膜202を剥離させる。
制御部80は、例えば、洗浄部50を制御して、第1の膜201および第2の膜202が剥離された被処理物200の表面を洗浄させる。
制御部80は、例えば、搬送部60を制御して、被処理物200を搬送させる。
被処理物200の表面には、異物が付着する場合がある。この様な場合には、表面に樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化させた後、樹脂に包み込まれた異物300とともに樹脂を被処理物200から剥離することで異物300を除去することができる。
また、被処理物200の凹凸部200aの内部に異物300が入り込む場合もある。
この場合も、凹凸部200aの内部にまで樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させた後、樹脂に包み込まれた異物300とともに樹脂を被処理物200から剥離することで異物300を除去することができる。
ところが、樹脂を硬化させると、樹脂の体積が変化し、被処理物200の上に設けられた樹脂部分(膜)に圧縮応力または引張応力が発生する。
被処理物200の上に設けられた樹脂部分に圧縮応力または引張応力が発生すると、被処理物200に反りなどの変形が生じる。
被処理物200が変形すると、被処理物200の凹凸部200aの内部において樹脂のかみ込みなどが生じて、樹脂を被処理物200から剥離するのが困難となるおそれがある。
そこで、本実施の形態においては、応力制御部30により、被処理物200の凹凸部200aにおける凸部の頂面200b近傍における応力がなるべく小さくなるようにしている。
図2に示すように、凹凸部200aを覆うように第1の膜201が設けられている。
この場合、第1の膜201は、凹凸部200aの内部のみならず、凹凸部200aにおける凸部の頂面200bの上にも設けられている。
第1の膜201は、凹凸部200aの内部にある異物300を包み込んでいる。
すなわち、流動体201bは、凹凸部200aにおける凹部に充填され、凹部および凸部において、凸部の高さ(凹部の底部と頂面200bの間の間隔)以上の厚みになるように塗布される。
第2の膜202は、第1の膜201の、凹凸部200a側とは反対側に設けられている。
この場合、第1の膜201は、例えば、加熱により体積が減少する樹脂、紫外線の照射により体積が減少する樹脂、加圧により体積が減少する樹脂、流体の供給により縮合して体積が減少する樹脂などを含むものとすることができる。
多官能材料は、官能基を3つ以上有しているものとすることができる。
多官能材料は、例えば、以下に例示をする多官能アクリレート材料とすることができる。
トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化3 トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化6 トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化9 トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化1 5 トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化2 0 トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化3 トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化6 トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化3 グリセリルトリアクリレート、高プロポキシ化5 . 5 グリセリルトリアクリレート、トリス2 − ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化4 ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート。
またさらに、トリペンタエリスリトールアクリレート(8官能)やデンドリマーアクリレートなども用いることができる。
多官能材料を含む紫外線硬化樹脂とすれば、硬化の際の収縮率を大きくすることができる。
その他に、加熱により化学反応を生じ、化学構造が変化することで分子量が減少して体積収縮・縮小が生じる材料を成分として混合することが出来る。このような化学構造が変化する材料を使った場合は縮小する割合(縮小率)を大きくすることが出来るため、噛み込んだ異物を除去する効果が大きくなる。そのため、化学構造が変化する材料は洗浄材料としては最適である。
化学構造が変化する材料としては、加熱によって分解反応を生じる反応基を有するモノマーがあげられる。この場合、例えば、上述したアクリレートモノマーやビニルモノマーに加熱によって分解反応を生じる反応基を付加すれば良い。例えば、アダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、トリシクロデカン基、ノルボルネン基などの脂環構造を付加したり、炭素を4個、7個、10個、13個、16個・・・・といった具合に4+3N(N=0、1、2、3・・・・)個の炭素を有するブチルターシャル基の拡張構造を反応基として付加したりすることが可能である。また、脂環構造と組み合わせることも可能である。加熱によってエチルアルコールやアセトアルデヒドがガスとなって気化し分子量が減少し縮小する。また、ヒドロキシ基を付加することで加熱によって脱水縮合反応が生じて水蒸気となって気化して分子量が減少し縮小する。
ベンジルジメチルケタールの2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、α -ヒドロキシアルキルフェノンの1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、α -ヒドロキシケトンの2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、α -アミノアルキルフェノンの2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-( 4-モルフォリノフェニル) -ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン。
さらに、光重合開始剤として、チタノセン系のメタロセンのビス(η 5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル) チタニウムなどを用いることができる。
その他にも、光重合開始剤として、オキシムエステルの1.2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(0-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)、オキシフェニル酢酸エステルとして、2-[2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物などを用いることができる。
また、以上に例示をした材料を混合してもよい。
この場合、第2の膜202は、例えば、加熱により体積が増加する樹脂、紫外線の照射により体積が増加する樹脂、加圧により体積が増加する樹脂、流体の供給により膨潤することで体積が増加する樹脂などを含むものとすることができる。
液状のアクリレートモノマーの配合品。
液状シリコン樹脂であるシリコンポリマーやシルセスキオキサンやポリジメチルシロキサンなど。
環状オレフィンポリマーの原料であるノルボルネン樹脂、オキサゾール樹脂、アミド酸とシリコン樹脂のブロック共重合体、シリコン樹脂などを溶媒に溶かすなどで液体にしたもの。
人口軟骨材料、軟性ダイヤモンド・ゲル(テトラポリエチレングリコールゲル)。
環状構造を持たない熱可塑性樹脂であるPMMA(ポリメチルメタクリレート)、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PVA(ポリビニルアルコール)、PA(ポリアミド)、POM(ポリオキシメチレン)など。
環状構造を持つ熱可塑性樹脂であるCOP(シクロオレフィンポリマー)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、AS(アクリロニトリルスチレン)、ABS(アクリルニトリルブタジエンスチレン)など。
環状オレフィンポリマーの原料であるノルボルネン樹脂、オキサゾール樹脂など。
架橋反応や酸化反応・窒化反応あるいは還元などの化学反応によって樹脂の分子構造が変化し分子量が増すもの。
膨張性黒鉛材料を液状成分あるいは粉体成分として樹脂材料に配合したもの。
なお、膨張性黒鉛材料は、加熱または紫外線照射により膨張拡大する熱膨張性黒鉛または紫外線膨張性黒鉛とすることができる。膨張性黒鉛材料は、例えば、鱗片状黒鉛に層間化合物処理を施したものとすることができる。
また、以上に例示をした材料を混合してもよい。
この場合、発泡成分を含む樹脂に対して、加熱、紫外線の照射、加圧を行い発泡を生じさせることで、体積を増加させる。
発泡成分としては、例えば、アゾ化合物、シッフ化合物、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、キナゾリン化合物などを例示することができる。
例えば、有機溶媒を吸収して膨潤する成分を含む樹脂とすることができる。
有機溶媒を吸収して膨潤する成分としては、例えば、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、PU(ポリウレタン)、フッ素系樹脂、PVA(ポリビニルアルコール)、環状オレフィンポリマーの原料であるノルボルネン樹脂あるいはオキサゾール樹脂、人口軟骨材料や軟性ダイヤモンド・ゲル(テトラポリエチレングリコールゲル)などを例示することができる。
軟性ダイヤモンド・ゲルは、膨張率が100%〜1000%と大きく、体積の増加率を大きくすることができる。また、軟性ダイヤモンド・ゲルは、膨張率ばらつきが小さい。
吸収させる有機溶媒は、例えば、HFP(ヘキサフルオロプロピレン)、OFP(オクタフルオロペンタノール)、TFP(テトラフルオロプロパノール)、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、IPA(イソプロピルアルコール)、PGMEA、アニソール、NMPなどとすることができる。
なお、軟性ダイヤモンド・ゲルの場合は、有機溶媒に代えて水を用いることができる。
有機溶媒や水は、膨潤により体積が増加する樹脂に直接供給してもよいし、以下の様にして間接的に供給してもよい。
例えば、筐体31の内部にPFP(ペンタフルオロプロパン)、HFC(ハイドロフルオロカーボン)、窒素などのガスを供給し、筐体31の内部を昇圧することでガスを凝縮して液体にし、液体を樹脂に吸収させてもよい。
ここで、第1の膜201および第2の膜202を加熱したり、紫外線を照射したり、加圧したり、流体を供給したりすれば、第1の膜201は体積が減少し、第2の膜202は体積が増加するため、第1の膜201には圧縮応力が生じ、第2の膜202には引張応力が生じる。
そのため、第1の膜201における体積の変化率と、第2の膜202における体積の変化率を制御し、第1の膜201と第2の膜202との界面の近傍における応力を制御することで、頂面200b近傍における応力がなるべく小さくなるようにすることができる。
この場合、第1の膜201における体積の変化率と、第2の膜202における体積の変化率が同程度、すなわち、第1の膜201における圧縮応力と、第2の膜202における引張応力が同程度であれば、第1の膜201と第2の膜202が接触している界面においてこれらの応力が相殺され、界面の近傍における応力がなるべく小さくなるようにすることができる。
頂面200b近傍における応力が小さくなれば、被処理物200の変形を抑制することができるので、第1の膜201および第2の膜202の剥離が容易となる。
第1の膜201と第2の膜202については、応力制御部30における処理条件が同じである。そのため、例えば、第1の膜201として用いる樹脂の膨張係数の絶対値と、第2の膜202として用いる樹脂の膨張係数の絶対値とが近似するような加熱温度や紫外線の照射量、流体の供給量、加熱時間や照射時間などの処理条件を、予め実験で求めて採用することができる。
また、第1の膜201と第2の膜202については、応力制御部30における処理条件が同じであるため、予め設定した応力制御部30における処理(加熱、紫外線の照射、加圧、流体の供給)において、正の膨張係数を有する樹脂と負の膨張係数を有する樹脂を組み合わせて選択することができる。さらに、第1の膜201と第2の膜202は、同じ処理条件において、膨張係数の絶対値が近似している樹脂を用いるようにすれば、応力の制御が容易となる。
この場合、例えば、負の膨張係数を有する樹脂と、正の膨張係数を有する樹脂とを混合し、混合比により膨張係数を調整することもできる。
そして、膨張係数の絶対値、膜の厚み、積層数などを適宜変更することで、頂面200b近傍における応力を制御することもできる。
そして、中間膜の膨張係数、厚みなどを適宜変更することで、頂面200b近傍における応力を制御することもできる。
一方、応力が相殺される第1の膜201と第2の膜202の界面と、頂面200bとの間の距離が短くなれば、頂面200b近傍における圧縮応力が小さくなる。
そのため、頂面200bの上方における第1の膜201の厚み寸法Tにより、頂面200b近傍における応力を制御することができる。
厚み寸法Tは、塗布部1、半硬化部10、および硬化部20により制御することができる。
また、部分201aは、収縮することになるので、凹凸部200aと部分201aとを引き離すことができる。
そのため、凹凸部200aの内部から部分201aを取り出すのが容易となり、ひいては、第1の膜201および第2の膜202の剥離が容易となる。
これに対して、第2の膜202の厚み方向の寸法には特に制限がない。
この場合、第1の膜201および第2の膜202の剛性が小さすぎれば、剥離の際にちぎれたりするおそれがある。
そのため、第2の膜202の厚み方向の寸法は、剥離の際の剛性などに基づいて決定することができる。
また、剥離性をさらに向上させるために、凹凸部200aと第1の膜201との間に、離型剤からなる膜をさらに設けることもできる。
また、離型剤を第1の膜201に含ませることもできる。
図3は、塗布部1について例示をするための模式図である。
図3に示すように、塗布部1には、処理部2、第1の供給部3、第2の供給部4、および筐体5が設けられている。
載置部6には、載置台6a、回転軸6b、および駆動部6cが設けられている。
載置台6aは、板状を呈している。
また、載置台6aの一方の主面には、被処理物200の周縁を保持する複数の突出部6a1が設けられている。複数の突出部6a1の上には、被処理物200が載置される。複数の突出部6a1により被処理物200の周縁を保持するようにすれば、被処理物200と載置台6a側とが接触する部分を少なくすることができる。そのため、被処理物200の汚れや損傷などを抑制することができる。
回転軸6bの一方の端部は、載置台6aの、突出部6a1が設けられる側とは反対側の面に接続されている。
回転軸6bは、挿通部7bの内部を通り、筐体5の外部に延びている。
回転軸6bの他方の端部は、筐体5の外部において駆動部6cと接続されている。
駆動部6cの回転力は、回転軸6bを介して載置台6aに伝達される。
そのため、駆動部6cにより載置台6a、ひいては載置台6aに載置された被処理物200を回転させることができる。
また、駆動部6cは、回転の開始と回転の停止のみならず、回転数(回転速度)を変化させるものとすることができる。この場合、駆動部6cは、サーボモータなどの制御モータを有するものとすることができる。
カバー7は、被処理物200の表面に供給され、被処理物200が回転することで被処理物200の外部に排出された流動体201b、202aを受け止める。
カバー7の側壁の上部には、中心方向に向けて屈曲する屈曲部7aが設けられている。屈曲部7aを設けるようにすれば、被処理物200の上方に飛び散る流動体の捕捉が容易となる。
カバー7の底面の中央部分には、カバー7の内部に向けて突出する筒状の挿通部7bが設けられている。
挿通部7bは、カバー7の内部に向けて突出しているので、回転軸6bがカバー7の外部に出る部分から流動体201b、202aが漏れるのを抑制することができる。
排出口7cには、開閉弁7dを設けることができる。
また、開閉弁7dに配管7eを接続し、配管7eを介して開閉弁7dと図示しない工場配管や回収装置などとを接続することもできる。
この場合、カバー7の底面に排出口7cに向けて傾斜する傾斜面を設けることもできる。この様な傾斜面を設けるようにすれば、カバー7の底面側に流出した流動体201b、202aの排出が容易となる。
カバー7を昇降させる昇降装置を設けるようにすれば、被処理物200の搬入搬出時にはカバー7を下降させ、載置台6aがカバー7から露出するようにすることができる。
そのため、被処理物200の載置台6aへの受け渡しを容易とすることができる。
ノズル8は、吐出口8aが載置台6aの方を向くように設けられている。
また、ノズル8は、第1の供給部3からの流動体201bを供給するための供給口8b、第2の供給部4からの流動体202aを供給するための供給口8cを有する。
ノズル8は、所定の位置に固定されていてもよいし、載置台6aの上方を移動できるように設けられていてもよい。
またさらに、処理部2、第1の供給部3、および筐体5を備えた塗布部と、処理部2、第2の供給部4、および筐体5を備えた塗布部とを別個に設けることもできる。
第1の供給部3は、流動体201bが凹凸部200aにおける凹部に充填されるようにする。この際、第1の供給部3は、流動体201bから形成される第1の膜201の厚みが、凹凸部200aにおける凸部の高さ以上なるように、流動体201bを供給する。
収納部3aは、第1の膜201を形成するための流動体201bを収納する。
流動体201bは、前述した負の膨張係数を有する樹脂を含む。この場合、流動性を高めるために、溶媒を含めることもできる。なお、流動性を有する樹脂の場合には溶媒を含めなくてもよい。
流動体供給部3bは、流動体201bに対する耐性を有するポンプなどとすることができる。流動体供給部3bは、例えば、ケミカルポンプなどとすることができる。
ただし、流動体供給部3bは、ポンプに限定されるわけではない。例えば、流動体供給部3bは、収納部3aの内部にガスを供給し、収納部3aの内部に収納されている流動体201bを圧送するものとすることもできる。
また、流量制御部3cは、流動体201bの供給の開始と供給の停止をも行えるものとすることもできる。
配管3dの一端は、流量制御部3cに接続されている。配管3dの他端は、ノズル8の供給口8bに接続されている。
収納部4aは、第2の膜202を形成するための流動体202aを収納する。
流動体202aは、前述した正の膨張係数を有する樹脂を含む。この場合、流動性を高めるために、溶媒を含めることもできる。なお、流動性を有する樹脂の場合には溶媒を含めなくてもよい。
流動体供給部4bは、流動体202aに対する耐性を有するポンプなどとすることができる。
流動体供給部4bは、例えば、ケミカルポンプなどとすることができる。
ただし、流動体供給部4bは、ポンプに限定されるわけではない。例えば、流動体供給部4bは、収納部4aの内部にガスを供給し、収納部4aの内部に収納されている流動体202aを圧送するものとすることもできる。
また、流量制御部4cは、流動体202aの供給の開始と供給の停止をも行えるものとすることもできる。
配管4dの一端は、流量制御部4cに接続されている。配管4dの他端は、ノズル8の供給口8cに接続されている。
筐体5の内部には、載置台6a、カバー7、およびノズル8などが設けられている。
図4(a)〜(d)は、硬化部20または応力制御部30における排気について例示するための模式断面図である。
図4(a)〜(d)に示すように、硬化部20の筐体21、または応力制御部30の筐体31には、半硬化状態となった膜状体や、第1の膜201および第2の膜202を処理した際に揮発した樹脂27を排気する排気口25が設けられる。
また、図4(b)〜(d)に示すように、揮発した樹脂27を排気する排気口26を第1の膜201および第2の膜202の上方に設けることもできる。
上方に排気口26を設けるようにすれば、筐体21(筐体31)の内部において、揮発した樹脂27が、被処理物200の周辺あるいは被処理物200に再付着することで、被処理物200が汚染されるのを抑制することができる。
処理部23(処理部33)が赤外線ランプなどの場合には、図4(b)〜(d)に示すように、処理部23(処理部33)からの遠赤外線を遮蔽しない位置に排気口26を設けることができる。
この場合、図4(c)に示すように、リング状に配列された排気口26の中央部分に処理部23(処理部33)を設けることができる。
また、図4(d)に示すように、複数の処理部23(処理部33)の間のそれぞれに、排気口26を設けることもできる。
図4(b)〜(d)においては、筐体21(筐体31)の上方に排気口26を設け、筐体21(筐体31)の下方に排気口25を設けているが、排気口25および排気口26は少なくともいずれかが設けられていればよい。
図5(a)〜図5(i)は、異物300を除去する工程を例示するための模式工程断面図である。
なお、図5(c)は、図5(b)におけるB−B線矢視図である。
図5(e)は、図5(d)におけるC−C線矢視図である。
図5(g)は、図5(f)におけるD−D線矢視図である。
図5(i)は、図5(h)におけるE−E線矢視図である。
異物300が入り込んだ被処理物200は、収納部70に収納される。
まず、搬送部60により、異物300が入り込んだ被処理物200が収納部70から取り出される。
次に、搬送部60により、被処理物200が塗布部1の載置台6aに受け渡される。
次に、載置台6aが、駆動部6cにより回転される。載置台6aが回転することで、載置された被処理物200が回転する。
次に、収納部3aに収納されている流動体201bが、流動体供給部3bによりノズル8に向けて送られる。この際、流動体201bの流量が流量制御部3cにより制御される。
この場合、図5(b)、(c)に示すように、供給された流動体201bは、凹凸部200aの内部に侵入するとともに、頂面200bの上にも塗布される。すなわち、流動体201bは、凹凸部200aにおける凹部に充填され、凹部および凸部において、凸部の高さ(凹部の底部と頂面200bの間の間隔)以上の厚みになるように塗布される。
凹凸部200aの内部に侵入した流動体201bは、異物300を包み込む。
被処理物200は回転しているので、供給された流動体201bの平坦化、および余剰な流動体201bの排出を行うことができる。
厚み寸法T1は、硬化部20における硬化の際の収縮を考慮したものとなっている。すなわち、厚み寸法T1は、硬化後に前述した厚み寸法Tとなるようにされる。
厚み寸法T1は、回転速度や処理時間などの処理条件により制御することができる。
なお、流動体201bを供給する前に、所定の離型剤を被処理物200の、凹凸部200aが設けられた側の表面に供給することもできる。
次に、半硬化部10により、流動体201bからなる膜状体を半硬化状態にする。
例えば、処理部13により、流動体201bからなる膜状体を加熱したり、紫外線を照射したりすることで、膜状体を半硬化状態にする。
なお、塗布部1において形成された膜状体が既に半硬化状態、あるいは半硬化状態に近い状態にある場合には、半硬化部10における処理を省くこともできる。
次に、硬化部20により、半硬化状態にある膜状体を硬化させて第1の膜201を形成する。
例えば、処理部23により、半硬化状態にある膜状体を加熱したり、紫外線を照射したりすることで、膜状体を硬化させて第1の膜201を形成する。
次に、載置台6aが、駆動部6cにより回転される。載置台6aが回転することで、載置された被処理物200が回転する。
次に、収納部4aに収納されている流動体202aが、流動体供給部4bによりノズル8に向けて送られる。この際、流動体202aの流量が流量制御部4cにより制御される。
次に、硬化部20により、半硬化状態にある膜状体を硬化させて第2の膜202を形成する。
図5(d)、(e)に示すように、凹凸部200aを覆う第1の膜201と、第1の膜201の、凹凸部200a側とは反対側に第2の膜202を形成することができる。
次に、応力制御部30により、第1の膜201と第2の膜202との界面と、凹凸部200aの頂面200bとの間における応力を制御する。
例えば、処理部33により、第1の膜201および第2の膜202を加熱したり、紫外線を照射したり、加圧したり、流体を供給したりする。
この場合、発生する応力を制御して、第1の膜201と第2の膜202との界面と、凹凸部200aの頂面200bとの間における応力がなるべく小さくなるようにする。
この領域における応力が小さくなれば被処理物200が変形するのを抑制することができる。
被処理物200が変形するのを抑制することができれば、第1の膜201と第2の膜202を容易に剥離することができる。
次に、図5(h)、(i)に示すように、処理部43により、被処理物200から第1の膜201と第2の膜202を剥離する。
例えば、チャック部43aにより、第2の膜202の一方の周縁近傍をつかむ。続いて、移動部43bにより、チャック部43aの位置を移動させて、第1の膜201と第2の膜202をめくるようにして剥離する。また、例えば、第2の膜202の裏面の全面をバキュームチャックなどで吸着し、被処理物200から第1の膜201と第2の膜202を剥離するようにしてもよい。
第1の膜201には異物300が包み込まれているので、第1の膜201とともに異物300が除去される。
そのため、第1の膜201と第2の膜202の剥離を容易とすることができる。
そして、処理部52により、洗浄液を被処理物200の表面に供給し、被処理物200の表面を洗浄する。
その後、以上の手順を繰り返すことで、複数の被処理物200の異物300を除去することができる。
表面に凹凸部200aを有した被処理物200の表面に流動体201bを供給する工程。
流動体201bから形成された膜の上に、流動体202aを供給する工程。
前述した塗布方法を用いた塗布工程。
流動体201bから形成された膜の体積と、流動体202aから形成された膜の体積と、を同時に変化させる応力制御工程。
体積が変化した流動体201bから形成された膜、および体積が変化した流動体202aから形成された膜を、被処理物200から剥離する工程。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、異物除去システム100に設けられた各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、半硬化部10および硬化部20は少なくともいずれかを省略することができる。例えば、まず、流動体201bを塗布する。次に、半硬化部10によって半硬化状態に形成された膜状体に、流動体201aを塗布して半硬化状態となった膜状体を形成する。次に、第1の膜201と第2の膜202を硬化させるとともに体積変化をさせる。すなわち応力制御部30において、複数の膜状体の硬化を行うとともに、それぞれの体積変化をさせることもできる。この場合、硬化部20を省略することができる。また、例えば、既に流動体201b、202aが半硬化状態となっている場合は、半硬化部10を省略し、応力制御部30において、硬化と体積変化を行うことができる。この場合は、半硬化部10と硬化部20は省略することができる。
例えば、上記実施例においては、異物が凹部の内部に入り込んでいる例を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、凸部の頂面に異物が付着している場合や、被処理物200の表面の凹凸部200aが形成されている領域外に異物が付着している場合にも本発明を適宜採用することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (14)
- 表面に凹凸部を有した被処理物の前記表面に、負の膨張係数を有する樹脂を含む第1の流動体を供給する第1の供給部と、
前記第1の流動体から形成された膜の上に、正の膨張係数を有する樹脂を含む第2の流動体を供給する第2の供給部と、
を備えた塗布装置。 - 前記被処理物は、表面に異物が付着している請求項1記載の塗布装置。
- 前記第1の供給部は、前記第1の流動体が前記凹凸部における凹部に充填され、前記第1の流動体から形成される第1の膜の厚みが、前記凹凸部における凸部の高さ以上なるように、前記第1の流動体を供給する請求項1または2に記載の塗布装置。
- 前記凹凸部の頂面の上にある前記第1の流動体の厚みを制御する処理部をさらに備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の塗布装置。
- 前記処理部は、前記被処理物を回転させて、前記第1の流動体の厚みを制御する請求項4記載の塗布装置。
- 表面に凹凸部を有した被処理物の前記表面に、負の膨張係数を有する樹脂を含む第1の流動体を供給する第1の供給部と、
前記第1の流動体から形成された膜の上に、正の膨張係数を有する樹脂を含む第2の流動体を供給する第2の供給部と、
前記第1の流動体から形成された膜の体積と、前記第2の流動体から形成された膜の体積を同時に変化させる応力制御部と、
前記体積が変化した前記第1の流動体から形成された膜、および前記第2の流動体から形成された膜を、前記被処理物から剥離する剥離部と、
を備えた異物除去システム。 - 前記応力制御部は、前記第1の流動体から形成された膜の体積を減少させ、同時に、前記第2の流動体から形成された膜の体積を増加させる請求項6記載の異物除去システム。
- 前記応力制御部は、前記第1の流動体から形成された膜、および前記第2の流動体から形成された膜に対して、加熱、紫外線の照射、加圧、および流体の供給の少なくともいずれかを行う請求項6または7に記載の異物除去システム。
- 前記応力制御部は、前記第1の流動体から形成された膜の体積の変化率と、前記第2の流動体から形成された膜の体積の変化率と、が同程度になるように、加熱、紫外線の照射、加圧、および流体の供給を行う請求項6〜8のいずれか1つに記載の異物除去システム。
- 表面に凹凸部を有した被処理物の前記表面に、負の膨張係数を有する樹脂を含む第1の流動体を供給する工程と、
前記第1の流動体から形成された膜の上に、正の膨張係数を有する樹脂を含む第2の流動体を供給する工程と、
を備えた塗布方法。 - 前記第1の流動体を供給する工程において、前記凹凸部の頂面の上にある前記第1の流動体の厚みを制御する請求項10記載の塗布方法。
- 前記第1の流動体を供給する工程において、前記被処理物を回転させて、前記第1の流動体の厚みを制御する請求項11記載の塗布方法。
- 請求項10〜12のいずれか1つに記載の塗布方法を用いた塗布工程と、
前記第1の流動体から形成された膜の体積と、前記第2の流動体から形成された膜の体積と、を同時に変化させる応力制御工程と、
前記第1の膜と、第2の膜と、を剥離する工程と、
を備えた異物除去方法。 - 応力を制御する工程において、前記第1の流動体から形成された膜、および前記第2の流動体から形成された膜に対して、加熱、紫外線の照射、加圧、および流体の供給の少なくともいずれかを行う請求項13記載の異物除去方法。
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