JP2003245591A - 被膜形成装置、被膜形成方法および基板用トレイ - Google Patents
被膜形成装置、被膜形成方法および基板用トレイInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス基板や半導体ウェーハの表面に厚膜を
形成するのに好適な被膜形成装置を提供する。 【解決手段】 基板ＷのストックステーションＳ１と処
理ステーションＳ２とが隣接し、処理ステーションＳ２
にはコーティング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０
および乾燥部４０が設けられ、表面に基板を嵌め込む凹
部を形成したトレイ５０が搬送装置６０によって前記コ
ーティング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および
乾燥部４０を循環移動する。
形成するのに好適な被膜形成装置を提供する。 【解決手段】 基板ＷのストックステーションＳ１と処
理ステーションＳ２とが隣接し、処理ステーションＳ２
にはコーティング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０
および乾燥部４０が設けられ、表面に基板を嵌め込む凹
部を形成したトレイ５０が搬送装置６０によって前記コ
ーティング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および
乾燥部４０を循環移動する。
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
ウェーハなどの基板の表面に被膜、例えば２０μｍ以上
の厚膜を形成するのに適した被膜形成装置、被膜形成方
法、更には被膜形成の行程で用いるのに適したトレイに
関する。
ウェーハなどの基板の表面に被膜、例えば２０μｍ以上
の厚膜を形成するのに適した被膜形成装置、被膜形成方
法、更には被膜形成の行程で用いるのに適したトレイに
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基板
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。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。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。
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。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。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。
【０００３】一方最近では基板表面に厚膜を形成する試
みがなされている。例えば、ＩＣパターン面上にパンプ
と称される高さ２０μｍ程度の突起状電極を、集積回路
形成技術を応用して形成するには、２０μｍ程度の厚さ
のレジスト膜を形成する必要がある。また、従来ではＩ
Ｃチップを基板に搭載するのにワイヤボンディングを行
っているが、ワイヤボンディングでは金線を１本ずつ繋
げなければならず面倒で時間がかかる。そこでワイヤボ
ンディングの代わりにチップ自体に金属柱を複数本設
け、この金属柱を介してＩＣチップを基板に搭載するよ
うにしている。この金属柱の高さが１００μｍ程度であ
り、集積回路形成技術を応用して金属柱を形成するに
は、１００μｍ程度の厚さのレジスト膜を形成する必要
がある。
みがなされている。例えば、ＩＣパターン面上にパンプ
と称される高さ２０μｍ程度の突起状電極を、集積回路
形成技術を応用して形成するには、２０μｍ程度の厚さ
のレジスト膜を形成する必要がある。また、従来ではＩ
Ｃチップを基板に搭載するのにワイヤボンディングを行
っているが、ワイヤボンディングでは金線を１本ずつ繋
げなければならず面倒で時間がかかる。そこでワイヤボ
ンディングの代わりにチップ自体に金属柱を複数本設
け、この金属柱を介してＩＣチップを基板に搭載するよ
うにしている。この金属柱の高さが１００μｍ程度であ
り、集積回路形成技術を応用して金属柱を形成するに
は、１００μｍ程度の厚さのレジスト膜を形成する必要
がある。
【０００４】
【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、基板（ガラス基板）の寸法はますます大
きくなり、その厚みも薄くなる傾向にあり、基板の搬送
時等にその自重によって撓んでしまう。
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、基板（ガラス基板）の寸法はますます大
きくなり、その厚みも薄くなる傾向にあり、基板の搬送
時等にその自重によって撓んでしまう。
【０００５】一方、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。
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。
【０００６】また、上述した先行技術はいずれも塗布液
を塗布するまでに関するものであり、塗布液を塗布した
後、加熱乾燥せしめて被膜を形成し、さらにその後の工
程までを含めて効率よく処理を行えるものではない。
を塗布するまでに関するものであり、塗布液を塗布した
後、加熱乾燥せしめて被膜を形成し、さらにその後の工
程までを含めて効率よく処理を行えるものではない。
【０００７】特に厚膜形成する場合には、基板サイズが
大型化した最近では、従来装置では特有の問題が生じ
る。即ち、基板上に塗布した塗膜を加熱して乾燥させる
際に、塗膜表面が塗膜内部よりも先に乾燥硬化してしま
うので、塗膜内部に含有されている溶剤が排出されず塗
膜の部位毎に溶剤の残存率が異なり、その結果、高アス
ペクト比パターンが現像後に基板表面から剥離したり、
塗布膜にシワが発生したりする。また、基板をトレイに
載せたまま各工程を搬送するようにすれば、基板の撓み
は防止できるが、トレイから基板を持ち上げる際に基板
表面に厚膜が形成されているとその重量が加わって基板
が撓み破損するおそれがある。
大型化した最近では、従来装置では特有の問題が生じ
る。即ち、基板上に塗布した塗膜を加熱して乾燥させる
際に、塗膜表面が塗膜内部よりも先に乾燥硬化してしま
うので、塗膜内部に含有されている溶剤が排出されず塗
膜の部位毎に溶剤の残存率が異なり、その結果、高アス
ペクト比パターンが現像後に基板表面から剥離したり、
塗布膜にシワが発生したりする。また、基板をトレイに
載せたまま各工程を搬送するようにすれば、基板の撓み
は防止できるが、トレイから基板を持ち上げる際に基板
表面に厚膜が形成されているとその重量が加わって基板
が撓み破損するおそれがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の各課題を解決すべ
く、請求項１に記載した発明は、基板のストックステー
ションと処理ステーションとを隣接した被膜形成装置で
あって、前記処理ステーションにはコーティング部、被
膜形成部、洗浄部および乾燥部が設けられ、表面に基板
を嵌め込む凹部を形成したトレイが搬送装置によって前
記コーティング部、被膜形成部、洗浄部および乾燥部を
循環移動する構成とした。
く、請求項１に記載した発明は、基板のストックステー
ションと処理ステーションとを隣接した被膜形成装置で
あって、前記処理ステーションにはコーティング部、被
膜形成部、洗浄部および乾燥部が設けられ、表面に基板
を嵌め込む凹部を形成したトレイが搬送装置によって前
記コーティング部、被膜形成部、洗浄部および乾燥部を
循環移動する構成とした。
【０００９】このように、トレイを循環させることで作
業効率が大幅に向上する。なお、被膜形成部における被
膜形成の手段としては、加熱乾燥（熱風乾燥、温風乾燥
を含む）、減圧乾燥、自然乾燥が考えられ、洗浄部では
トレイの洗浄を行い、乾燥部ではトレイの乾燥を行う。
業効率が大幅に向上する。なお、被膜形成部における被
膜形成の手段としては、加熱乾燥（熱風乾燥、温風乾燥
を含む）、減圧乾燥、自然乾燥が考えられ、洗浄部では
トレイの洗浄を行い、乾燥部ではトレイの乾燥を行う。
【００１０】また請求項２に係る発明では、コーティン
グ部にスキージを設け、請求項３に係る発明では当該ス
キージがスリットノズルに取付けられたものとした。従
来にあっては均一な膜厚の塗膜を得るために、ノズル
（スリットノズル）を極めて精度良く加工する必要があ
ったが、スキージを設けることで、ノズルの加工精度を
厳密にしなくても均一な膜厚の塗膜を得ることができ
る。
グ部にスキージを設け、請求項３に係る発明では当該ス
キージがスリットノズルに取付けられたものとした。従
来にあっては均一な膜厚の塗膜を得るために、ノズル
（スリットノズル）を極めて精度良く加工する必要があ
ったが、スキージを設けることで、ノズルの加工精度を
厳密にしなくても均一な膜厚の塗膜を得ることができ
る。
【００１１】また請求項４に係る発明では、基板表面に
塗布された塗膜を加熱乾燥せしめて被膜を形成する際
に、基板の温度勾配を所要の温度まで中央から外側に向
かって負の傾きをもって徐々に昇温せしめるようにし、
また請求項５に係る発明では、加熱乾燥を１分以上かけ
て１０-2Ｔｏｒｒまで減圧して行うようにした。基板の
温度上昇に傾斜を持たせることで塗膜からの溶媒の排除
が確実に行え、部分的に溶媒の残留濃度が異なることが
なくなる。またゆっくりと減圧しながら加熱乾燥を行う
ことで、バーストなどの問題が生じることを防止でき
る。
塗布された塗膜を加熱乾燥せしめて被膜を形成する際
に、基板の温度勾配を所要の温度まで中央から外側に向
かって負の傾きをもって徐々に昇温せしめるようにし、
また請求項５に係る発明では、加熱乾燥を１分以上かけ
て１０-2Ｔｏｒｒまで減圧して行うようにした。基板の
温度上昇に傾斜を持たせることで塗膜からの溶媒の排除
が確実に行え、部分的に溶媒の残留濃度が異なることが
なくなる。またゆっくりと減圧しながら加熱乾燥を行う
ことで、バーストなどの問題が生じることを防止でき
る。
【００１２】また請求項６に係る発明では、基板の搬送
と処理に兼用して用いるトレイは、環状をなす外側部材
と、この外側部材の開口を塞ぐように取り付けることで
基板が嵌まり込む凹部を形成する内側部材とからなり、
且つ、内側部材は外側部材に対し厚み方向に位置調整可
能とされる構成とした。そして、請求項７に係る発明で
は前記内側部材には真空吸着と払い出しの際のガス噴出
を兼ねる通路が形成された構成とし、請求項８に係る発
明では、前記通路と真空源または圧気源とを連結するカ
プラが設けられている。また、このカプラはトレイの位
置決め部材を兼ねる構成とした。このようにトレイの構
造に工夫を凝らすことで、各種基板に対応でき、トレイ
からの基板の払い出し時の破損を防止でき、異なる装置
間を移動する際の位置決めも容易になる。
と処理に兼用して用いるトレイは、環状をなす外側部材
と、この外側部材の開口を塞ぐように取り付けることで
基板が嵌まり込む凹部を形成する内側部材とからなり、
且つ、内側部材は外側部材に対し厚み方向に位置調整可
能とされる構成とした。そして、請求項７に係る発明で
は前記内側部材には真空吸着と払い出しの際のガス噴出
を兼ねる通路が形成された構成とし、請求項８に係る発
明では、前記通路と真空源または圧気源とを連結するカ
プラが設けられている。また、このカプラはトレイの位
置決め部材を兼ねる構成とした。このようにトレイの構
造に工夫を凝らすことで、各種基板に対応でき、トレイ
からの基板の払い出し時の破損を防止でき、異なる装置
間を移動する際の位置決めも容易になる。
【００１３】
【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は本発明に係る被膜形成
装置の全体構成図であり、被膜形成装置は基板のストッ
クステーションＳ１と処理ステーションＳ２とを隣接し
てなり、ストックステーションＳ１には未処理基板を収
納するカセット１、処理済基板を収納するカセット２、
端縁洗浄装置３、乾燥装置４および基板の搬送と授受を
行うハンドリング装置５が設置されている。
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る被膜形成
装置の全体構成図であり、被膜形成装置は基板のストッ
クステーションＳ１と処理ステーションＳ２とを隣接し
てなり、ストックステーションＳ１には未処理基板を収
納するカセット１、処理済基板を収納するカセット２、
端縁洗浄装置３、乾燥装置４および基板の搬送と授受を
行うハンドリング装置５が設置されている。
【００１４】図２に示すように、ハンドリング装置５は
図示しない昇降機構を介して上下動する。またハンドリ
ング装置５は、軸５ａを中心として水平方向に回動する
アーム５ｂと、このアーム５ｂに対し軸５ｃを中心とし
て水平方向に回動するアーム５ｄと、このアーム５ｄに
設けた軸５ｋを中心にして回動する支持ブロック５ｆ
と、この支持ブロック５ｆに取り付けられたセンサ５ｅ
と、支持ブロック５ｆの４５°傾斜した面に軸５ｇを中
心として回動可能に取り付けられたプレート５ｈと、こ
のプレート５ｈの両端に取り付けられたハンド５i、５
ｊとからなる。
図示しない昇降機構を介して上下動する。またハンドリ
ング装置５は、軸５ａを中心として水平方向に回動する
アーム５ｂと、このアーム５ｂに対し軸５ｃを中心とし
て水平方向に回動するアーム５ｄと、このアーム５ｄに
設けた軸５ｋを中心にして回動する支持ブロック５ｆ
と、この支持ブロック５ｆに取り付けられたセンサ５ｅ
と、支持ブロック５ｆの４５°傾斜した面に軸５ｇを中
心として回動可能に取り付けられたプレート５ｈと、こ
のプレート５ｈの両端に取り付けられたハンド５i、５
ｊとからなる。
【００１５】ハンド５i、５ｊは互いに９０°向きを異
ならせており、軸５ｋを中心として支持ブロック５ｆを
９０°回動することでハンド５i、５ｊの前後位置が入
れ替わり、プレート５ｈを軸５ｇ廻りに１８０°回動せ
しめることで、ハンド５i、５ｊの上下位置が入れ替わ
る。これらハンド５i、５ｊは水平状態で基板を保持す
る。そして、本実施例のように２つのハンドを切り換え
ることで、例えば一方のハンド５iでは未処理の基板
を、他方のハンド５ｊでは処理済の基板を保持するよう
にする。
ならせており、軸５ｋを中心として支持ブロック５ｆを
９０°回動することでハンド５i、５ｊの前後位置が入
れ替わり、プレート５ｈを軸５ｇ廻りに１８０°回動せ
しめることで、ハンド５i、５ｊの上下位置が入れ替わ
る。これらハンド５i、５ｊは水平状態で基板を保持す
る。そして、本実施例のように２つのハンドを切り換え
ることで、例えば一方のハンド５iでは未処理の基板
を、他方のハンド５ｊでは処理済の基板を保持するよう
にする。
【００１６】ウェーハ（基板）サーチ用センサ５ｅが未
処理基板を収納するカセット１の方向を向き、図示して
いない昇降機構によってハンドリング装置５全体が昇降
動する。その時、ウェーハサーチ用センサ５ｅはカセッ
ト１内のウェーハの有無を検出する。支持ブロック５ｆ
は軸５ｋを中心として回動し、カセット１に対してハン
ド５ｉが相対するようにする。その後、ハンド５ｉはカ
セット１からウェーハＷを取り出してコーティング部１
０まで搬送し、処理が開始される。従来、ウェーハサー
チ用センサ５ｅはカセット本体またはカセット近傍に備
え付けられていた。しかし、ウェーハサーチ用センサ５
ｅをハンドリング装置５に直接搭載したことで、カセッ
ト個々にウェーハサーチ用センサ５ｅを取り付ける必要
がなくなり、装置の簡素化および経費削減が実現でき
る。尚、検知の仕方はセンサから光を出して反射したら
ウェーハ有り、反射しなかったらウェーハ無しとする。
処理基板を収納するカセット１の方向を向き、図示して
いない昇降機構によってハンドリング装置５全体が昇降
動する。その時、ウェーハサーチ用センサ５ｅはカセッ
ト１内のウェーハの有無を検出する。支持ブロック５ｆ
は軸５ｋを中心として回動し、カセット１に対してハン
ド５ｉが相対するようにする。その後、ハンド５ｉはカ
セット１からウェーハＷを取り出してコーティング部１
０まで搬送し、処理が開始される。従来、ウェーハサー
チ用センサ５ｅはカセット本体またはカセット近傍に備
え付けられていた。しかし、ウェーハサーチ用センサ５
ｅをハンドリング装置５に直接搭載したことで、カセッ
ト個々にウェーハサーチ用センサ５ｅを取り付ける必要
がなくなり、装置の簡素化および経費削減が実現でき
る。尚、検知の仕方はセンサから光を出して反射したら
ウェーハ有り、反射しなかったらウェーハ無しとする。
【００１７】また、以上と逆の動作により、処理済のウ
ェーハ（基板）をカセットに収納する。ここで、処理済
のウェーハは加熱されているので、これを保持するハン
ドも高温になる。高温のハンドで未処理の基板を保持す
ると、未処理基板の温度分布が不均一になる。そこで、
上記したように未処理の基板を保持するハンドと処理済
の基板を保持するハンドを予め定めておけば、斯かる不
利を未然に防止できる。
ェーハ（基板）をカセットに収納する。ここで、処理済
のウェーハは加熱されているので、これを保持するハン
ドも高温になる。高温のハンドで未処理の基板を保持す
ると、未処理基板の温度分布が不均一になる。そこで、
上記したように未処理の基板を保持するハンドと処理済
の基板を保持するハンドを予め定めておけば、斯かる不
利を未然に防止できる。
【００１８】一方、処理ステーションＳ２は４つのエリ
アに等分割され、各エリアにコーティング部１０、被膜
形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０が設けられて
いる。そして処理ステーションＳ２にはコーティング部
１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０に
順次トレイ５０を送り込むとともにトレイ５０を払い出
す搬送装置６０を配置している。
アに等分割され、各エリアにコーティング部１０、被膜
形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０が設けられて
いる。そして処理ステーションＳ２にはコーティング部
１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０に
順次トレイ５０を送り込むとともにトレイ５０を払い出
す搬送装置６０を配置している。
【００１９】搬送装置６０によってトレイ５０はコーテ
ィング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥
部４０間を循環して移動することになる。尚、搬送装置
６０を処理ステーションＳ２の周縁部に設置する代わり
に各処理部の境界部或いは処理ステーションＳ２の中心
部に搬送装置を設けるようにしてもよい。
ィング部１０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥
部４０間を循環して移動することになる。尚、搬送装置
６０を処理ステーションＳ２の周縁部に設置する代わり
に各処理部の境界部或いは処理ステーションＳ２の中心
部に搬送装置を設けるようにしてもよい。
【００２０】図４は被膜形成装置の処理ステーションの
別実施例を示す図であり、この実施例にあっては処理ス
テーションを２段構成とし、各段にコーティング部１
０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０を設
けている。尚、図示のように上段と下段のトレイ５０の
移動方向を逆にしてもよい。
別実施例を示す図であり、この実施例にあっては処理ス
テーションを２段構成とし、各段にコーティング部１
０、被膜形成部２０、洗浄部３０および乾燥部４０を設
けている。尚、図示のように上段と下段のトレイ５０の
移動方向を逆にしてもよい。
【００２１】図５は被膜形成装置の処理ステーションの
うち被膜形成部２０の別実施例を示す図であり、この実
施例にあっては被膜形成部２０を多段構成として処理の
効率化を図っている。
うち被膜形成部２０の別実施例を示す図であり、この実
施例にあっては被膜形成部２０を多段構成として処理の
効率化を図っている。
【００２２】図６に示す別実施例にあっては、乾燥装置
４を多段構成とするとともに、各段にホットプレートを
設けず全体が加熱装置、つまり壁面にヒータが設けられ
たオーブン構成としている。このような構成とすること
で、基板に上下両面から熱を与えることができ、全体の
高さも低くすることができる。
４を多段構成とするとともに、各段にホットプレートを
設けず全体が加熱装置、つまり壁面にヒータが設けられ
たオーブン構成としている。このような構成とすること
で、基板に上下両面から熱を与えることができ、全体の
高さも低くすることができる。
【００２３】また図７（ａ）に示す乾燥装置４の別実施
例にあっては、乾燥装置４を多段構成とするとともに、
各段にホットプレートを設けてウェーハ（基板）を乾燥
するものである。また、乾燥装置４の上部に排気口が設
けられ、排気は、図７（ｂ）に示すように、ヒータの周
りの隙間から上方に取られる。さらに、シャッターは各
段個別に設けてある。なお、各ホットプレート内に加熱
するためのヒータ、熱電対（図示せず）、及び過温セン
サ（図示せず）を設けている。このような構成とするこ
とで、ピンで浮かせたウェーハに対する昇温スピードを
緩やかに上げることができるとともに、乾燥装置の省ス
ペース、高均一性を実現することもできる。
例にあっては、乾燥装置４を多段構成とするとともに、
各段にホットプレートを設けてウェーハ（基板）を乾燥
するものである。また、乾燥装置４の上部に排気口が設
けられ、排気は、図７（ｂ）に示すように、ヒータの周
りの隙間から上方に取られる。さらに、シャッターは各
段個別に設けてある。なお、各ホットプレート内に加熱
するためのヒータ、熱電対（図示せず）、及び過温セン
サ（図示せず）を設けている。このような構成とするこ
とで、ピンで浮かせたウェーハに対する昇温スピードを
緩やかに上げることができるとともに、乾燥装置の省ス
ペース、高均一性を実現することもできる。
【００２４】各処理部を循環移動するトレイ５０は、図
８に示すように、環状をなす外側部材５１と、内側部材
５２とからなる。これら外側部材５１と内側部材５２は
ネジ５３とキャップボルト５４にて厚み方向に位置調整
可能とされている。即ち、ネジ５３を廻すことで外側部
材５１と内側部材５２との間隔が広がりキャップボルト
５４を廻すことで間隔が狭まる。
８に示すように、環状をなす外側部材５１と、内側部材
５２とからなる。これら外側部材５１と内側部材５２は
ネジ５３とキャップボルト５４にて厚み方向に位置調整
可能とされている。即ち、ネジ５３を廻すことで外側部
材５１と内側部材５２との間隔が広がりキャップボルト
５４を廻すことで間隔が狭まる。
【００２５】内側部材５２には内部に通路５５が形成さ
れ、この通路５５は分岐して内側部材５２の表面に開口
し、通路５５の基端部にはカプラ凸部５６が取り付けら
れている。また、図９に示すように、カプラ凸部５６は
各処理部においてトレイ５０を位置決め固定する際に利
用され、カプラ凸部５６に切替バルブを介して真空源に
つながるカプラ凹部５７を連結することで、基板Ｗが内
側部材５２表面に吸着され、カプラ凸部５６に切替バル
ブを介して圧気源につながるカプラ凹部５７を連結する
ことで、基板Ｗを内側部材５２表面から持ち上げる際の
補助になる。尚、基板Ｗを内側部材５２表面から持ち上
げるには、内側部材５２に形成した貫通穴５８を介して
リフトピンで行う。
れ、この通路５５は分岐して内側部材５２の表面に開口
し、通路５５の基端部にはカプラ凸部５６が取り付けら
れている。また、図９に示すように、カプラ凸部５６は
各処理部においてトレイ５０を位置決め固定する際に利
用され、カプラ凸部５６に切替バルブを介して真空源に
つながるカプラ凹部５７を連結することで、基板Ｗが内
側部材５２表面に吸着され、カプラ凸部５６に切替バル
ブを介して圧気源につながるカプラ凹部５７を連結する
ことで、基板Ｗを内側部材５２表面から持ち上げる際の
補助になる。尚、基板Ｗを内側部材５２表面から持ち上
げるには、内側部材５２に形成した貫通穴５８を介して
リフトピンで行う。
【００２６】次に、各処理部の詳細について述べる。先
ず、コーティング部１０には図１０に示すようにスリッ
トノズル１１が往復動可能に配置されている。このスリ
ットノズル１１には移動方向を基準として下流側にスキ
ージ１２が取り付けられ、スリットノズル１１から塗布
された塗膜の厚みを均一にならすようにしている。
ず、コーティング部１０には図１０に示すようにスリッ
トノズル１１が往復動可能に配置されている。このスリ
ットノズル１１には移動方向を基準として下流側にスキ
ージ１２が取り付けられ、スリットノズル１１から塗布
された塗膜の厚みを均一にならすようにしている。
【００２７】スキージ１２はスリットノズル１１とは別
体としてもよく、またスキージ１２の形状としては、図
１１（ａ）〜（ｃ）に示すような各種形状が可能であ
る。スキージ１２の形状は上記の他に多くの形状が考え
られるが、最初に液面に触れる部分の形状は丸みを帯び
ている方が液を途切れにくくする。更に最初に液面に触
れる箇所をやや膨らませることで、液体を均一化し易
く、なお且つスキージの上方に液体が移動するのを防止
することができる。
体としてもよく、またスキージ１２の形状としては、図
１１（ａ）〜（ｃ）に示すような各種形状が可能であ
る。スキージ１２の形状は上記の他に多くの形状が考え
られるが、最初に液面に触れる部分の形状は丸みを帯び
ている方が液を途切れにくくする。更に最初に液面に触
れる箇所をやや膨らませることで、液体を均一化し易
く、なお且つスキージの上方に液体が移動するのを防止
することができる。
【００２８】図１２は被膜形成装置の処理ステーション
のうちコーティング部１０の別実施例を示す図であり、
この実施例にあっては、塗布装置として細長い１つの開
口が形成されたスリットノズルを用いずに、幅方向に多
数のノズル部１３を備えたものを用い、基板Ｗが半導体
ウェーハのような円形の場合には、塗布開始時には中央
のノズル部１３から塗布液の供給を開始し、塗布装置の
移動につれて徐々に外側のノズル部１３からも塗布液の
供給を行い、また徐々に中央のノズル部からの塗布に戻
すようにし、無駄な塗布をなくすようにしている。
のうちコーティング部１０の別実施例を示す図であり、
この実施例にあっては、塗布装置として細長い１つの開
口が形成されたスリットノズルを用いずに、幅方向に多
数のノズル部１３を備えたものを用い、基板Ｗが半導体
ウェーハのような円形の場合には、塗布開始時には中央
のノズル部１３から塗布液の供給を開始し、塗布装置の
移動につれて徐々に外側のノズル部１３からも塗布液の
供給を行い、また徐々に中央のノズル部からの塗布に戻
すようにし、無駄な塗布をなくすようにしている。
【００２９】図１３は被膜形成装置の処理ステーション
Ｓ２のうち被膜形成部２０の詳細を示す図であり、図１
４は被膜形成部２０のホットプレート２２の温度分布を
示す平面図である。被膜形成部２０には減圧チャンバー
２１が設置され、この減圧チャンバー２１内にホットプ
レート２２が設けられている。尚、以下はホットプレー
ト２２を設けた場合について述べる。
Ｓ２のうち被膜形成部２０の詳細を示す図であり、図１
４は被膜形成部２０のホットプレート２２の温度分布を
示す平面図である。被膜形成部２０には減圧チャンバー
２１が設置され、この減圧チャンバー２１内にホットプ
レート２２が設けられている。尚、以下はホットプレー
ト２２を設けた場合について述べる。
【００３０】ホットプレート２２は、図１４に示すよう
に同心円状に昇温領域が区分けされている。即ち、中央
の領域よりも外側の領域の方が昇温速度を遅くしてい
る。尚、昇温速度を異ならせずに中央の領域よりも外側
の領域の方が遅くスイッチが入るようにしてもよい。な
お、中央の領域も外側の領域も最終の到達温度は約９０
°である。
に同心円状に昇温領域が区分けされている。即ち、中央
の領域よりも外側の領域の方が昇温速度を遅くしてい
る。尚、昇温速度を異ならせずに中央の領域よりも外側
の領域の方が遅くスイッチが入るようにしてもよい。な
お、中央の領域も外側の領域も最終の到達温度は約９０
°である。
【００３１】図１５は被膜形成装置の処理ステーション
Ｓ２のうち洗浄部３０の断面図であり、洗浄部３０には
洗浄槽３１内にトレイ保持部３２が傾動可能に取り付け
られ、トレイ保持部３２を水平にした状態で、ノズル３
３から洗浄液をトレイ５０上面に供給するとともにテフ
ロン（登録商標）製のブラシ３４で洗浄する。洗浄後は
トレイ保持部３２を斜めにして洗浄液を洗浄槽３１内に
戻す。洗浄方法としてはトレイ保持部３２を傾斜させた
状態でブラシ３４で洗浄し、或いは洗浄液中に浸漬して
もよい。
Ｓ２のうち洗浄部３０の断面図であり、洗浄部３０には
洗浄槽３１内にトレイ保持部３２が傾動可能に取り付け
られ、トレイ保持部３２を水平にした状態で、ノズル３
３から洗浄液をトレイ５０上面に供給するとともにテフ
ロン（登録商標）製のブラシ３４で洗浄する。洗浄後は
トレイ保持部３２を斜めにして洗浄液を洗浄槽３１内に
戻す。洗浄方法としてはトレイ保持部３２を傾斜させた
状態でブラシ３４で洗浄し、或いは洗浄液中に浸漬して
もよい。
【００３２】また、図１６（ａ）、及び（ｂ）に示すよ
うに、トレイ５０を洗浄するにあっては、トレイ保持部
３２を傾斜させた状態でブラシ３４は上下に動き、若し
くは左右に動いて洗浄してもよい。更に図１６（ｃ）に
示すように、ブラシ３４と並んで、洗浄液供給ノズル３
５や乾燥用パージノズル３６等を設けて、トレイ保持部
３２を傾斜させた状態でブラシ３４を上下に動かし、若
しくは左右に動かして洗浄した後、洗浄液供給ノズルで
洗浄液（例えば、蒸留水）を供給してから、乾燥用パー
ジノズルでエアブロー（例えば、窒素）する洗浄方法を
用いてもよい。なお、洗浄部の構造としてはトレイ保持
部を傾斜させないものでもよく、洗浄液を加熱したり、
超音波洗浄を用いることも可能である。
うに、トレイ５０を洗浄するにあっては、トレイ保持部
３２を傾斜させた状態でブラシ３４は上下に動き、若し
くは左右に動いて洗浄してもよい。更に図１６（ｃ）に
示すように、ブラシ３４と並んで、洗浄液供給ノズル３
５や乾燥用パージノズル３６等を設けて、トレイ保持部
３２を傾斜させた状態でブラシ３４を上下に動かし、若
しくは左右に動かして洗浄した後、洗浄液供給ノズルで
洗浄液（例えば、蒸留水）を供給してから、乾燥用パー
ジノズルでエアブロー（例えば、窒素）する洗浄方法を
用いてもよい。なお、洗浄部の構造としてはトレイ保持
部を傾斜させないものでもよく、洗浄液を加熱したり、
超音波洗浄を用いることも可能である。
【００３３】以上において、ストックステーションＳ１
のカセット１から未処理基板をハンドリング装置５で取
り出し、処理ステーションＳ２のコーティング部１０で
待機しているトレイ５０の凹部に基板Ｗをセットする。
そして、トレイ５０にセットした状態で、スリットノズ
ル１１から基板Ｗの表面に塗布液を供給して塗膜を形成
する。このとき、トレイ５０のカプラ凸部５６は切替バ
ルブを介して真空源につながるカプラ凹部５７と連結し
ており、基板Ｗはトレイ５０に吸着される。
のカセット１から未処理基板をハンドリング装置５で取
り出し、処理ステーションＳ２のコーティング部１０で
待機しているトレイ５０の凹部に基板Ｗをセットする。
そして、トレイ５０にセットした状態で、スリットノズ
ル１１から基板Ｗの表面に塗布液を供給して塗膜を形成
する。このとき、トレイ５０のカプラ凸部５６は切替バ
ルブを介して真空源につながるカプラ凹部５７と連結し
ており、基板Ｗはトレイ５０に吸着される。
【００３４】この後、トレイ５０ごと基板Ｗを搬送装置
６０で被膜形成部２０に送り込み、基板Ｗを加熱して表
面の塗膜を乾燥させて被膜を形成する。この加熱方法は
前記したように中央部が先に高温となるようにする。ま
た、加熱と共にチャンバー２１内を減圧しつつ行う。減
圧の速度は１分以上かけて１０-2Ｔｏｒｒとすること
で、塗膜内に溶媒が残らないようにする。
６０で被膜形成部２０に送り込み、基板Ｗを加熱して表
面の塗膜を乾燥させて被膜を形成する。この加熱方法は
前記したように中央部が先に高温となるようにする。ま
た、加熱と共にチャンバー２１内を減圧しつつ行う。減
圧の速度は１分以上かけて１０-2Ｔｏｒｒとすること
で、塗膜内に溶媒が残らないようにする。
【００３５】被膜が形成されたならば、図１７（ａ）に
示すようにリフトピンにてトレイ５０から基板Ｗを持ち
上げる。このときトレイ５０のカプラ凸部５６は切替バ
ルブを介して圧気源につながるカプラ凹部５７と連結し
ており、基板Ｗは圧気源からのエアを補助としてトレイ
５０からスムーズに持ち上げられる。尚、圧気源からの
エアの補助がないと、図１７（ｂ）に示すように基板Ｗ
上と外側部材５１上の被膜が切断されにくく基板Ｗが撓
んでしまう。
示すようにリフトピンにてトレイ５０から基板Ｗを持ち
上げる。このときトレイ５０のカプラ凸部５６は切替バ
ルブを介して圧気源につながるカプラ凹部５７と連結し
ており、基板Ｗは圧気源からのエアを補助としてトレイ
５０からスムーズに持ち上げられる。尚、圧気源からの
エアの補助がないと、図１７（ｂ）に示すように基板Ｗ
上と外側部材５１上の被膜が切断されにくく基板Ｗが撓
んでしまう。
【００３６】以上の如くして被膜が形成された基板Ｗを
トレイ５０から持ち上げたならば、基板Ｗをストックス
テーションＳ１のハンドリング装置５で取り上げ、端縁
洗浄装置３及び乾燥装置４を経た後、カセット２に処理
済基板を収納する。
トレイ５０から持ち上げたならば、基板Ｗをストックス
テーションＳ１のハンドリング装置５で取り上げ、端縁
洗浄装置３及び乾燥装置４を経た後、カセット２に処理
済基板を収納する。
【００３７】一方、基板Ｗが払い出されたトレイ５０は
搬送装置６０によって洗浄部３０に送り込まれ、前記し
たブラシと洗浄液により洗浄される。洗浄液はポンプに
より廃液タンクに回収された後、蒸留装置にて再生され
再び洗浄液として使用する。
搬送装置６０によって洗浄部３０に送り込まれ、前記し
たブラシと洗浄液により洗浄される。洗浄液はポンプに
より廃液タンクに回収された後、蒸留装置にて再生され
再び洗浄液として使用する。
【００３８】この後、搬送装置６０によって乾燥部４０
に送り込み、乾燥部４０にてトレイ５０を乾燥せしめた
後、搬送装置６０にてトレイ５０をコーティング部１０
に移送する。
に送り込み、乾燥部４０にてトレイ５０を乾燥せしめた
後、搬送装置６０にてトレイ５０をコーティング部１０
に移送する。
【００３９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
トレイに載せたまま基板表面に被膜を形成するにあた
り、トレイがコーティング部、被膜形成部、洗浄部およ
び乾燥部を循環移動するようにしたので、効率よく被膜
形成を行うことができる。
トレイに載せたまま基板表面に被膜を形成するにあた
り、トレイがコーティング部、被膜形成部、洗浄部およ
び乾燥部を循環移動するようにしたので、効率よく被膜
形成を行うことができる。
【００４０】また、被膜形成部において加熱して被膜を
形成する際に、基板中央における所定温度までの昇温を
外側の昇温よりも遅くしたので、塗膜中の溶媒が一部に
残ることなく均一に除去することができる。
形成する際に、基板中央における所定温度までの昇温を
外側の昇温よりも遅くしたので、塗膜中の溶媒が一部に
残ることなく均一に除去することができる。
【００４１】更に、トレイを２部材から構成して凹部の
深さ調整可能とし、更に吸引通路を利用してエアの噴出
が可能になるようにしたので、基板の払い出し更には洗
浄の際の洗浄液の吸引通路内への侵入防止も図れる。し
かも、処理ステーションとストックステーションを隣接
させたことで、被膜形成後の基板に対する次工程を速や
かに行うことができる。
深さ調整可能とし、更に吸引通路を利用してエアの噴出
が可能になるようにしたので、基板の払い出し更には洗
浄の際の洗浄液の吸引通路内への侵入防止も図れる。し
かも、処理ステーションとストックステーションを隣接
させたことで、被膜形成後の基板に対する次工程を速や
かに行うことができる。
【図１】 本発明に係る被膜形成装置の全体構成図
【図２】 ハンドリング装置の斜視図
【図３】 ハンドリング装置の平面図
【図４】 被膜形成装置の処理ステーションの別実施例
を示す図
を示す図
【図５】 被膜形成装置の処理ステーションのうち被膜
形成部の別実施例を示す図
形成部の別実施例を示す図
【図６】 乾燥装置の別実施例を示す図
【図７】 乾燥装置のもう１つの実施例を示す図
【図８】 本発明に係る被膜形成に用いるトレイの断面
図
図
【図９】 トレイのカップリング部の拡大図
【図１０】 スリットノズルの側面図
【図１１】 （ａ）〜（ｃ）はスキージの別実施例を示
す図
す図
【図１２】 被膜形成装置の処理ステーションのうちコ
ーティング部の別実施例を示す図
ーティング部の別実施例を示す図
【図１３】 被膜形成装置の処理ステーションのうち被
膜形成部の詳細を示す図
膜形成部の詳細を示す図
【図１４】 被膜形成部のホットプレートの温度分布を
示す平面図
示す平面図
【図１５】 被膜形成装置の処理ステーションのうち洗
浄部の断面図
浄部の断面図
【図１６】 図１５における洗浄部のブラシの別実施例
を示す図
を示す図
【図１７】 （ａ）はエアの補助で基板をトレイから持
ち上げている状態を示す図、（ｂ）はエアの補助なしで
基板をトレイから持ち上げている状態を示す図
ち上げている状態を示す図、（ｂ）はエアの補助なしで
基板をトレイから持ち上げている状態を示す図
１…未処理基板を収納するカセット、 ２…処理済基板
を収納するカセット、３…端縁洗浄装置、 ４…乾燥装
置、 ５…ハンドリング装置、 ５ａ，５ｃ，５ｇ、５
ｋ…軸、 ５ｂ，５ｄ…アーム、 ５ｅ…センサ、 ５
ｆ…支持ブロック、 ５ｈ…プレート、 ５i、５ｊ…
ハンド、 １０…コーティング部、１１…スリットノズ
ル、 １２…スキージ、 １３…ノズル部、 ２０…被
膜形成部、 ２１…減圧チャンバー、２２…ホットプレ
ート、 ３０…洗浄部、 ３１…洗浄槽、 ３２…トレ
イ保持部、 ３３…ノズル、 ３４…ブラシ、 ３５…
洗浄液供給ノズル、 ３６…乾燥用パージノズル、 ４
０…乾燥部、 ５０…トレイ、 ５１…外側部材、 ５
２…内側部材、 ５３…ネジ、 ５４…キャップボル
ト、 ５５…通路、 ５６…カプラ凸部、 ５７…カプ
ラ凹部、 ５８…貫通穴、 ６０…搬送装置、 Ｓ１…
ストックステーション、 Ｓ２…処理ステーション、
Ｗ…ウェーハ。
を収納するカセット、３…端縁洗浄装置、 ４…乾燥装
置、 ５…ハンドリング装置、 ５ａ，５ｃ，５ｇ、５
ｋ…軸、 ５ｂ，５ｄ…アーム、 ５ｅ…センサ、 ５
ｆ…支持ブロック、 ５ｈ…プレート、 ５i、５ｊ…
ハンド、 １０…コーティング部、１１…スリットノズ
ル、 １２…スキージ、 １３…ノズル部、 ２０…被
膜形成部、 ２１…減圧チャンバー、２２…ホットプレ
ート、 ３０…洗浄部、 ３１…洗浄槽、 ３２…トレ
イ保持部、 ３３…ノズル、 ３４…ブラシ、 ３５…
洗浄液供給ノズル、 ３６…乾燥用パージノズル、 ４
０…乾燥部、 ５０…トレイ、 ５１…外側部材、 ５
２…内側部材、 ５３…ネジ、 ５４…キャップボル
ト、 ５５…通路、 ５６…カプラ凸部、 ５７…カプ
ラ凹部、 ５８…貫通穴、 ６０…搬送装置、 Ｓ１…
ストックステーション、 Ｓ２…処理ステーション、
Ｗ…ウェーハ。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０５Ｄ 3/12 Ｂ０５Ｄ 3/12 Ａ ５Ｆ０４６
Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ ５Ｆ０５８
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ａ
21/31 21/316 Ｇ
21/316 21/30 ５６２
５６４Ｚ
(72)発明者 大石 誠士
神奈川県川崎市中原区中丸子150番地、東
京応化工業株式会社内
(72)発明者 山辺 浩
岡山県井原市木之子町6186番地、タツモ株
式会社内
(72)発明者 小幡 仁
岡山県井原市木之子町6186番地、タツモ株
式会社内
Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB14 AB16 AB17 EA04
4D075 AC02 BB24Z BB56Z BB79Z
DA06 DC22 DC24
4F041 AA02 AA06 BA56 BA57
4F042 AA02 AA06 AA07 DB04 DB08
DB10 DB11 DB12 DB17 DB20
DC01 DD07 DD11 DD19 DF01
DF09 DF11 DF15 DF31
5F045 AB32 BB08 EB19
5F046 AA21 CD01 CD05 CD06 CD10
JA01 JA02 JA22 KA04 KA05
LA02 LA03 MA18
5F058 BA06 BA20 BC02 BD04 BF46
BF47 BH02 BJ02
Claims (8)
- 【請求項１】 基板のストックステーションと処理ステ
ーションとを隣接した被膜形成装置であって、前記処理
ステーションにはコーティング部、被膜形成部、洗浄部
および乾燥部が設けられ、表面に基板を嵌め込む凹部を
形成したトレイが搬送装置によって前記コーティング
部、被膜形成部、洗浄部および乾燥部を循環移動するこ
とを特徴とする被膜形成装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の被膜形成装置におい
て、前記コーティング部には塗膜形成後或いは塗膜形成
時に塗膜の平坦化を行うスキージが設けられていること
を特徴とする被膜形成装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の被膜形成装置におい
て、前記スキージはスリットノズルを有する塗布装置に
取付けられていることを特徴とする被膜形成装置。 - 【請求項４】 基板表面に塗布された塗膜を加熱乾燥せ
しめて被膜を形成する被膜形成方法であって、基板の温
度勾配を所要の温度まで中央から外側に向かって負の傾
きをもって徐々に昇温せしめることを特徴とする被膜形
成方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の被膜形成方法におい
て、前記加熱乾燥は１分以上かけて１０-2Ｔｏｒｒまで
減圧した雰囲気で行うことを特徴とする被膜形成方法。 - 【請求項６】 基板の搬送と処理に兼用して用いるトレ
イであって、このトレイは環状をなす外側部材と、この
外側部材の開口を塞ぐように取付けることで基板が嵌ま
り込む凹部を形成する内側部材とからなり、内側部材は
外側部材に対し厚み方向に位置調整可能とされているこ
とを特徴とする基板用トレイ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の基板用トレイにおい
て、前記内側部材には真空吸着と払い出しの際のガス噴
出を兼ねる通路が形成されていることを特徴とする基板
用トレイ。 - 【請求項８】 請求項７に記載の基板用トレイにおい
て、この基板用トレイは前記通路と真空源または圧気源
とを連結するカプラが設けられていることを特徴とする
基板用トレイ。
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