JP3910017B2 - 被膜形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス基板や半導体ウェーハなどの板状被処理物の表面に被膜を形成するための塗布方法及び塗布装置、更にはこの塗布方法及び塗布装置を組み込んだ被膜形成方法及び被膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板や半導体ウェーハなどの板状被処理物表面にレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する方法として、回転塗布方式とスリットノズル方式がある。
【０００３】
回転塗布方式はスピンナーで板状被処理物を高速回転させ、板状被処理物の中心に滴下した塗布液を遠心力によって拡散せしめる方式であり、例えば特開平３−５６１６３号公報に開示されている。特に、この先行技術にあっては、スピンナーヘッドの上面に板状被処理物が嵌まり込む凹部を形成している。
【０００４】
また、スリットノズル方式は、米国特許第４,６９６,８８５号公報などに開示されており、板状被処理物と同程度の幅を有するスリットノズルから板状被処理物に向けて塗布液をカーテン状に滴下しつつ相対的に移動せしめることで所定範囲に塗膜を形成する方式である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転塗布方式にあっては、供給した塗布液のうち被膜形成に関与する塗布液が５％程度と少なく、殆どが遠心力によって飛散してしまう。また、厚い被膜を得ることができないという課題もある。
さらに、板状被処理物の寸法は大きくなっていくにもかかわらず、その厚みはほとんど変わらない為、板状被処理物の搬送時等にその自重によって撓んでしまう。
【０００６】
スリットノズル方式によれば、塗布液の無駄が少なくなり且つ被膜の膜厚を厚くすることもできる。しかしながら、スリットノズル方式にあっては、塗布開始位置と塗布終了位置における膜厚が表面張力の影響により他の個所に比べて極端に厚くなるという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係る被膜形成方法は、トレイを用いることを特徴とする。このトレイには凹部が形成され、この凹部に板状被処理物を嵌め込むとトレイ表面と板状被処理物表面とが略面一になる。そしてこの状態で、塗布開始位置及び塗布終了位置が板状被処理物の端部を外れたトレイ表面となるようにスリットノズルを用いて塗布する。
【０００８】
斯かる構成とすることで、塗膜の始端と終端はトレイ表面と板状被処理物表面間に連続して形成されるので、板状被処理物の端部において膜厚が厚くなることがなく、板状被処理物全面に亘って均一な厚みの塗膜が形成される。
さらに、トレイに嵌め込むことで搬送時等で生じる板状被処理物の自重による撓みを防止することができる。
【０００９】
請求項１に係る被膜形成方法は、板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置の順に送り込んで各装置で処理することで板状被処理物の表面に被膜を形成するようにした。
また請求項２に係る被膜形成方法は、板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置及び加熱装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置及び加熱装置の順に送り込んで各装置で処理し、この後トレイから板状被処理物を外し、トレイについては洗浄処置及び温調処理を行った後に前記塗布装置の箇所において待機させ、トレイから外した板状被処理物については冷却処理、洗浄処理及び乾燥処理を施すようにした。
【００１０】
加熱処理と冷却処理が終了するまで、換言すれば液状の塗膜が固体状の被膜になるまでトレイ内に入れておき。固まった後に洗浄装置（エッジリンス）で端部の被膜を切り離すことで、端縁の厚みも中央部と変わらない被膜が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る塗布装置を組み込んだ被膜形成装置の全体構成図であり、被膜形成装置は板状被処理物の搬送ラインに沿って、上流側から順に塗布装置１０、ベーク装置２０、冷却装置３０および洗浄装置４０が配置され、これらの装置間にレール５０が設けられ、このレール５０上をトレイ６０に嵌め込まれた板状被処理物Ｗが搬送される。なお、レール５０の代わりにベルトコンベアを用いてもよい。
【００１２】
即ち、トレイ６０は全ての装置において共通して用いられる。このトレイ６０の構造を図２に基づき塗布装置１０の構造に合わせて説明する。
【００１３】
塗布装置１０はカップ１１内にトレイ６０が載置され、このトレイ６０の上方にスリットノズル１２が設けられている。カップ１１及びトレイ６０の平面形状は板状被処理物Ｗの形状に合わせ、板状被処理物Ｗがガラス基板の場合には矩形状または正方形をなし、板状被処理物Ｗが半導体ウェーハの場合には円形とする。
【００１４】
トレイ６０の上面には凹部６１が形成されている。この凹部６１の平面形状は板状被処理物Ｗよりも若干大きな相似形とされ、凹部６１に板状被処理物Ｗを嵌め込んだ状態で、板状被処理物Ｗと凹部６１内面との間には０.０５ｍｍ程度の隙間が形成される。また、凹部６１の深さは板状被処理物Ｗの厚みと等しいか、これよりも若干浅くしておく。
【００１５】
更に、カップ１１及びトレイ６０の中央部には開口１３、６２が形成され、これら開口１３、６２内にチャック１４が臨んでいる。このチャック１４をトレイ６０よりも上昇せしめ、位置決めされた板状被処理物Ｗの下面を真空若しくは静電的に吸着し、次いでチャック１４を下降せしめることで、前記したように板状被処理物Ｗは凹部６１内に嵌まり込む。このとき、板状被処理物Ｗの表面とトレイ６０の表面は略面一になる。
【００１６】
一方、スリットノズル１２はトレイ６０上面と一定の間隔をあけて往復水平移動可能とされ、移動開始位置即ち塗布開始位置、及び移動停止位置即ち塗布終了位置は図２にも示すように板状被処理物Ｗの端部を外れたトレイ６０の表面まで伸ばしている。その結果、塗膜１５は板状被処理物Ｗの端部を若干食み出た部分まで形成される。
このとき、塗布手段としては、上記スリットノズルに限定されるものではなく、アプリケータ、ドクターブレード等を用いてもよいことはいうまでもない。さらに、塗布後または塗布時にスキージしてもよい。
【００１７】
次いで、塗膜１５が形成された板状被処理物Ｗはトレイ６０に嵌め込まれたままベーク装置２０までレール５０を介して搬送される。塗布装置１０のカップ１１内からレール５０上へのトレイ６０の移し替えはロボット等によって行う。
【００１８】
図３に示すように、ベーク装置２０内にはホットプレート２１と、このホットプレート２１を囲むように筒状のカバー２２を設けている。これらホットプレート２１およびカバー２２は何れも昇降動可能とされている。
【００１９】
上記のベーク装置２０内で塗膜１５を加熱することで液状の塗膜は固化して被膜になる。加熱後は冷却装置３０内で冷却される。冷却装置３０内はホットプレートの代わりにクールプレートが配置されるだけで、他はベーク装置２０と同一のため、説明は省略する。
【００２０】
洗浄装置４０内には図４に示すように、リンス液（洗浄液）を噴出する上下のノズル４１、４２が配置されている。
上ノズル４１は、図４（ａ）に示すように、板状被処理物Ｗの端縁部に向けて斜めに洗浄液を噴出し、被膜１５'の端縁部分を溶解し、端縁部において膜厚が厚くなった部分を除去する。この除去する個所はトレイと板状被処理物Ｗの境界部か、ややトレイにかかっているので、残存膜厚は板状被処理物Ｗ上の厚みと同じかやや薄くなり、板状被処理物の表面全域に亘って均一な被膜１５'が形成される。
【００２１】
次いで洗浄装置４０では、図４（ｂ）に示すように、チャック４３を上昇せしめ、下ノズル４２によって板状被処理物Ｗの端縁部の裏面に付着している塗布液などを除去するとともにトレイ６０の凹部６１も洗浄する。
【００２２】
本発明に係る被膜形成装置の別実施例を次に示す。尚、図５には処理の流れを説明したブロック図を示す。
カセットケースから板状被処理物Ｗを搬送装置で取り出し、塗布装置１０上に載置されたトレイ６０に形成されている凹部６１に嵌め込む。そのままトレイごと塗布装置、ベーク処理を行う。この後、板状被処理物Ｗをトレイ６０から外し、トレイ６０はトレイ用の洗浄装置で洗浄され、温調装置に搬送されて温調された後に塗布装置１０上に載置され、次の板状被処理物Ｗが嵌め込まれるまで待機する。トレイの数はスループットに合わせて適宜増減する。一方、トレイ６０から外された板状被処理物Ｗは搬送装置により冷却装置まで搬送され、冷却に続いて、洗浄（エッジリンス）、乾燥などの処理を行い、処理済用収納カセットケースに納められる。
【００２３】
さらに別実施例として、トレイ６０の凹部６１に嵌めこまれた板状被処理物Ｗを、トレイ６０と一体化して収納カセット内に収納し、板状被処理物Ｗの搬送に際しては、トレイ６０と一体的に搬送し、各種処理を施すようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、板状被処理物の全面に均一な厚みの塗膜を形成することができ、この塗膜を加熱処理、冷却処理、洗浄処理して得られる被膜も端縁部での盛り上がりのない均一な厚さの被膜とすることができる。
したがって、本発明はバンプ工程に必要な厚さ２０μｍ以上の被膜の形成に適しており、１００μｍの厚さの均一な被膜を形成することも可能である。
また、トレイに載せたまま全ての処理を行うことで、板状被処理物Ｗが自重により撓むということはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布装置を組み込んだ被膜形成装置の全体構成図
【図２】塗布装置の構造を説明する断面図
【図３】ベーク装置の構造を説明する断面図
【図４】（ａ）は洗浄装置におけるエッジリンスを説明した図、（ｂ）は洗浄装置における裏面洗浄を説明した図
【図５】別実施例を説明するブロック図
【符号の説明】
１０…塗布装置、１１…カップ、１２…スリットノズル、１３…開口、１４…チャック、１５…塗膜、１５'…被膜、２０…ベーク装置、２１…ホットプレート、２２…カバー、３０…冷却装置、４０…洗浄装置、４１、４２…リンス液噴出ノズル、５０…レール、６０…トレイ、６１…凹部、６２…開口、Ｗ…板状被処理物。
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス基板や半導体ウェーハなどの板状被処理物の表面に被膜を形成するための塗布方法及び塗布装置、更にはこの塗布方法及び塗布装置を組み込んだ被膜形成方法及び被膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板や半導体ウェーハなどの板状被処理物表面にレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する方法として、回転塗布方式とスリットノズル方式がある。
【０００３】
回転塗布方式はスピンナーで板状被処理物を高速回転させ、板状被処理物の中心に滴下した塗布液を遠心力によって拡散せしめる方式であり、例えば特開平３−５６１６３号公報に開示されている。特に、この先行技術にあっては、スピンナーヘッドの上面に板状被処理物が嵌まり込む凹部を形成している。
【０００４】
また、スリットノズル方式は、米国特許第４,６９６,８８５号公報などに開示されており、板状被処理物と同程度の幅を有するスリットノズルから板状被処理物に向けて塗布液をカーテン状に滴下しつつ相対的に移動せしめることで所定範囲に塗膜を形成する方式である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転塗布方式にあっては、供給した塗布液のうち被膜形成に関与する塗布液が５％程度と少なく、殆どが遠心力によって飛散してしまう。また、厚い被膜を得ることができないという課題もある。
さらに、板状被処理物の寸法は大きくなっていくにもかかわらず、その厚みはほとんど変わらない為、板状被処理物の搬送時等にその自重によって撓んでしまう。
【０００６】
スリットノズル方式によれば、塗布液の無駄が少なくなり且つ被膜の膜厚を厚くすることもできる。しかしながら、スリットノズル方式にあっては、塗布開始位置と塗布終了位置における膜厚が表面張力の影響により他の個所に比べて極端に厚くなるという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係る被膜形成方法は、トレイを用いることを特徴とする。このトレイには凹部が形成され、この凹部に板状被処理物を嵌め込むとトレイ表面と板状被処理物表面とが略面一になる。そしてこの状態で、塗布開始位置及び塗布終了位置が板状被処理物の端部を外れたトレイ表面となるようにスリットノズルを用いて塗布する。
【０００８】
斯かる構成とすることで、塗膜の始端と終端はトレイ表面と板状被処理物表面間に連続して形成されるので、板状被処理物の端部において膜厚が厚くなることがなく、板状被処理物全面に亘って均一な厚みの塗膜が形成される。
さらに、トレイに嵌め込むことで搬送時等で生じる板状被処理物の自重による撓みを防止することができる。
【０００９】
請求項１に係る被膜形成方法は、板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置の順に送り込んで各装置で処理することで板状被処理物の表面に被膜を形成するようにした。
また請求項２に係る被膜形成方法は、板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置及び加熱装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置及び加熱装置の順に送り込んで各装置で処理し、この後トレイから板状被処理物を外し、トレイについては洗浄処置及び温調処理を行った後に前記塗布装置の箇所において待機させ、トレイから外した板状被処理物については冷却処理、洗浄処理及び乾燥処理を施すようにした。
【００１０】
加熱処理と冷却処理が終了するまで、換言すれば液状の塗膜が固体状の被膜になるまでトレイ内に入れておき。固まった後に洗浄装置（エッジリンス）で端部の被膜を切り離すことで、端縁の厚みも中央部と変わらない被膜が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る塗布装置を組み込んだ被膜形成装置の全体構成図であり、被膜形成装置は板状被処理物の搬送ラインに沿って、上流側から順に塗布装置１０、ベーク装置２０、冷却装置３０および洗浄装置４０が配置され、これらの装置間にレール５０が設けられ、このレール５０上をトレイ６０に嵌め込まれた板状被処理物Ｗが搬送される。なお、レール５０の代わりにベルトコンベアを用いてもよい。
【００１２】
即ち、トレイ６０は全ての装置において共通して用いられる。このトレイ６０の構造を図２に基づき塗布装置１０の構造に合わせて説明する。
【００１３】
塗布装置１０はカップ１１内にトレイ６０が載置され、このトレイ６０の上方にスリットノズル１２が設けられている。カップ１１及びトレイ６０の平面形状は板状被処理物Ｗの形状に合わせ、板状被処理物Ｗがガラス基板の場合には矩形状または正方形をなし、板状被処理物Ｗが半導体ウェーハの場合には円形とする。
【００１４】
トレイ６０の上面には凹部６１が形成されている。この凹部６１の平面形状は板状被処理物Ｗよりも若干大きな相似形とされ、凹部６１に板状被処理物Ｗを嵌め込んだ状態で、板状被処理物Ｗと凹部６１内面との間には０.０５ｍｍ程度の隙間が形成される。また、凹部６１の深さは板状被処理物Ｗの厚みと等しいか、これよりも若干浅くしておく。
【００１５】
更に、カップ１１及びトレイ６０の中央部には開口１３、６２が形成され、これら開口１３、６２内にチャック１４が臨んでいる。このチャック１４をトレイ６０よりも上昇せしめ、位置決めされた板状被処理物Ｗの下面を真空若しくは静電的に吸着し、次いでチャック１４を下降せしめることで、前記したように板状被処理物Ｗは凹部６１内に嵌まり込む。このとき、板状被処理物Ｗの表面とトレイ６０の表面は略面一になる。
【００１６】
一方、スリットノズル１２はトレイ６０上面と一定の間隔をあけて往復水平移動可能とされ、移動開始位置即ち塗布開始位置、及び移動停止位置即ち塗布終了位置は図２にも示すように板状被処理物Ｗの端部を外れたトレイ６０の表面まで伸ばしている。その結果、塗膜１５は板状被処理物Ｗの端部を若干食み出た部分まで形成される。
このとき、塗布手段としては、上記スリットノズルに限定されるものではなく、アプリケータ、ドクターブレード等を用いてもよいことはいうまでもない。さらに、塗布後または塗布時にスキージしてもよい。
【００１７】
次いで、塗膜１５が形成された板状被処理物Ｗはトレイ６０に嵌め込まれたままベーク装置２０までレール５０を介して搬送される。塗布装置１０のカップ１１内からレール５０上へのトレイ６０の移し替えはロボット等によって行う。
【００１８】
図３に示すように、ベーク装置２０内にはホットプレート２１と、このホットプレート２１を囲むように筒状のカバー２２を設けている。これらホットプレート２１およびカバー２２は何れも昇降動可能とされている。
【００１９】
上記のベーク装置２０内で塗膜１５を加熱することで液状の塗膜は固化して被膜になる。加熱後は冷却装置３０内で冷却される。冷却装置３０内はホットプレートの代わりにクールプレートが配置されるだけで、他はベーク装置２０と同一のため、説明は省略する。
【００２０】
洗浄装置４０内には図４に示すように、リンス液（洗浄液）を噴出する上下のノズル４１、４２が配置されている。
上ノズル４１は、図４（ａ）に示すように、板状被処理物Ｗの端縁部に向けて斜めに洗浄液を噴出し、被膜１５'の端縁部分を溶解し、端縁部において膜厚が厚くなった部分を除去する。この除去する個所はトレイと板状被処理物Ｗの境界部か、ややトレイにかかっているので、残存膜厚は板状被処理物Ｗ上の厚みと同じかやや薄くなり、板状被処理物の表面全域に亘って均一な被膜１５'が形成される。
【００２１】
次いで洗浄装置４０では、図４（ｂ）に示すように、チャック４３を上昇せしめ、下ノズル４２によって板状被処理物Ｗの端縁部の裏面に付着している塗布液などを除去するとともにトレイ６０の凹部６１も洗浄する。
【００２２】
本発明に係る被膜形成装置の別実施例を次に示す。尚、図５には処理の流れを説明したブロック図を示す。
カセットケースから板状被処理物Ｗを搬送装置で取り出し、塗布装置１０上に載置されたトレイ６０に形成されている凹部６１に嵌め込む。そのままトレイごと塗布装置、ベーク処理を行う。この後、板状被処理物Ｗをトレイ６０から外し、トレイ６０はトレイ用の洗浄装置で洗浄され、温調装置に搬送されて温調された後に塗布装置１０上に載置され、次の板状被処理物Ｗが嵌め込まれるまで待機する。トレイの数はスループットに合わせて適宜増減する。一方、トレイ６０から外された板状被処理物Ｗは搬送装置により冷却装置まで搬送され、冷却に続いて、洗浄（エッジリンス）、乾燥などの処理を行い、処理済用収納カセットケースに納められる。
【００２３】
さらに別実施例として、トレイ６０の凹部６１に嵌めこまれた板状被処理物Ｗを、トレイ６０と一体化して収納カセット内に収納し、板状被処理物Ｗの搬送に際しては、トレイ６０と一体的に搬送し、各種処理を施すようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、板状被処理物の全面に均一な厚みの塗膜を形成することができ、この塗膜を加熱処理、冷却処理、洗浄処理して得られる被膜も端縁部での盛り上がりのない均一な厚さの被膜とすることができる。
したがって、本発明はバンプ工程に必要な厚さ２０μｍ以上の被膜の形成に適しており、１００μｍの厚さの均一な被膜を形成することも可能である。
また、トレイに載せたまま全ての処理を行うことで、板状被処理物Ｗが自重により撓むということはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布装置を組み込んだ被膜形成装置の全体構成図
【図２】塗布装置の構造を説明する断面図
【図３】ベーク装置の構造を説明する断面図
【図４】（ａ）は洗浄装置におけるエッジリンスを説明した図、（ｂ）は洗浄装置における裏面洗浄を説明した図
【図５】別実施例を説明するブロック図
【符号の説明】
１０…塗布装置、１１…カップ、１２…スリットノズル、１３…開口、１４…チャック、１５…塗膜、１５'…被膜、２０…ベーク装置、２１…ホットプレート、２２…カバー、３０…冷却装置、４０…洗浄装置、４１、４２…リンス液噴出ノズル、５０…レール、６０…トレイ、６１…凹部、６２…開口、Ｗ…板状被処理物。
Claims (2)
- 板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置、ベーク装置、冷却装置および洗浄装置の順に送り込んで各装置で処理することで板状被処理物の表面に被膜を形成することを特徴とする被膜形成方法。
- 板状被処理物の平面形状よりも若干大きめの相似形で深さが板状被処理物と等しいか若干浅くされた凹部を形成したトレイを板状被処理物の搬送ラインに移動可能に配置し、またこの搬送ラインに沿って、塗布装置及び加熱装置を設け、前記トレイの凹部に板状被処理物を嵌め込んだ状態で、トレイとともに板状被処理物を前記塗布装置及び加熱装置の順に送り込んで各装置で処理し、この後トレイから板状被処理物を外し、トレイについては洗浄処置及び温調処理を行った後に前記塗布装置の箇所において待機させ、トレイから外した板状被処理物については冷却処理、洗浄処理及び乾燥処理を施すことを特徴とする被膜形成方法。
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| JP2002204996A JP2002204996A (ja) | 2002-07-23 |
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| KR100675643B1 (ko) | 2004-12-31 | 2007-02-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 슬릿코터 |
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