JP2550430B2 - コーティング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体、電子部品等の製造工程において、
ガラス基板、シリコンウェハー、プリント基板等のワー
クのコーティング面に、ホトレジストインク、保護樹脂
等のコーティング材料を塗布するコーティング装置に関
する。

（従来の技術） 半導体の製造工程において、ガラス基板にホトレジス
トを塗布する場合等には、通常、第３図に示すスピンコ
ータが使用される。該スピンコータは、高速で回転され
る回転支持台81と、該回転支持台81の周囲を取り囲むコ
ーティング材回収容器82と、該回転支持台82の軸心位置
に対向するように配設されたディスペンサー部83と、を
有している。

回転支持台81は、コーティング材が塗布されるワーク
のガラス基板70を、吸着によりほぼ水平状態で固定して
おり、該回転支持台81を高速にて回転させた状態で、デ
ィスペンサー部83からコーティング材が吐出される。コ
ーティング材は、高速回転されるガラス基板70の回転中
心位置上に供給され、該ガラス基板70の高速回転による
遠心力により、供給されるコーティング材が該ガラス基
板70の周囲へと移動される。これにより、該ガラス基板
70の上面の全域にわたって、コーティング材が一定の厚
さに塗布され、余剰のコーティング材がガラス基板70の
周囲に飛散される。ガラス基板70の周囲に飛散するコー
ティング材は、回収容器82により回収される。

（発明が解決しようとする課題） このような、スピンコータでは、ガラス基板70上に所
定の厚さにコーティング材を塗布するためには、必要と
されるコーティング材量の数十倍のコーティング材をデ
ィスペンサー部83から供給する必要がある。実際に、デ
ィスペンサー部83から供給されるコーティング材の95％
がガラス基板70から周囲に飛ばされ、ガラス基板70に塗
布されるコーティング材は、ディスペンサー部83からの
供給量のわずか５％にすぎない。このため、高価なコー
ティング材が多量に浪費され、経済性がきわめて悪いと
いう問題がある。

また、ガラス基板70上から吹き飛ばされたコーティン
グ材は、霧状になって該ガラス基板70を取り囲む回収容
器82内に回収されるが、該回収容器82の内周面に衝突し
た霧状のコーティング材が、ガラス基板70上の塗布され
たコーティング材に向かって跳ね返されるおそれがあ
る。霧状のコーティング材は、ガラス基板70上面に塗布
されたコーティング材にピンホール等の欠陥を形成する
おそれがあり、製品の歩留まりが低下するという問題が
ある。

本発明はこのような問題を解決するものであり、その
目的は、ワークにコーティング材を所定の厚さにコーテ
ィングする際に、必要とされるコーティング材の量を大
幅に低減させることができ、しかも、コーティング作業
中に発生する霧状のコーティング材の量が低減されるこ
とにより、ワークのコーティング面に欠陥が発生するこ
とを抑制できるコーティング装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明のコーティング装置は、コーティングすべきワ
ークのコーティング面に、コーティング材を吐出するス
ロットを有しており、該スロットの延出方向と直交する
方向へ該ワークとは相対的に移動されるスロットコータ
と、該スロットコータに並設されており、コーティング
面にコーティング材が塗布されたワークを、該コーティ
ング面がほぼ水平状態になるように保持して高速回転さ
せるスピン型塗膜調整機構と、を具備してなり、これに
より上記目的が達成される。

（作用） 本発明のコーティング装置では、スロットコータによ
り、小量のコーティング材を使用して、ワークのコーテ
ィング面に、ほぼ所定の厚さにコーティング材が塗布さ
れる。コーティング材が塗布されたワークは、スピン式
塗膜調整機構によって、コーティング面がほぼ水平状態
で保持されて高速回転される。これにより、コーティン
グ面のコーティング材は、遠心力により順次外方へ移動
されて均一な厚さとされる。そして、若干量の余剰のコ
ーティング材は、該コーティング面から遠心力により周
囲に飛散される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明のコーティング装置は、第１図および第２図に
示すように、細長いスロットからコーティング材料であ
る樹脂を吐出してガラス基板70上にコーティングするス
ロットコータ10と、該スロットコータ10によりガラス基
板70上にコーティングされた樹脂を遠心力により所定の
厚さにするように、該スロットコータ10に並設されてい
るスピン式塗膜調整機構20と、前記スロットコータ10に
対してガラス基板70が所定状態になるように調整するワ
ーク調整機構30と、を有している。

ワーク調整機構30は、床面に敷設された搬送軸60に、
その軸心方向に沿っての移動可能に取り付けられてい
る。該搬送軸60は、スロットコータ10の下方域から該ス
ロットコータ10に並設されたスピン式塗膜調整機構20と
は反対方向に延出している。

ワーク調整機構30は、搬送軸60にスライド可能であっ
て鉛直状に支持された伸縮可能な昇降駆動軸33と、該昇
降駆動軸33の上端部に水平状に取り付けられた支持台36
と、を有している。該昇降駆動軸33は、同軸状態になっ
た一対のネジ杆の各端部をナット部材により連結して構
成されており、該ナット部材を正逆回転させることによ
り、昇降駆動軸33全体が伸縮する。これにより、該昇降
駆動軸33の上端部に取り付けられた支持台36が昇降され
る。

該支持台36上には、鉛直状態になった複数の調整軸32
が立設されており、各調整軸32の上端部にチャッキング
部材31がほぼ水平状態で支持されている。各調整軸32
は、昇降駆動軸33と同様に、同軸状態になった一対のネ
ジ杆の各端部をナット部材により連結して構成されてお
り、該ナット部材を正逆回転させることにより、各調整
軸32全体が伸縮する。該チャッキング部材31は、その上
面にガラス基板70等のワークを吸着により保持するよう
になっており、また、該チャッキング部材31は、各調整
軸32の伸縮によって各調整軸32が取り付けられた部分が
弾性変形する。このチャッキング部材31の弾性変形によ
り、該チャッキング部材31に吸着保持されたガラス基板
70のコーティング面である上面位置が変更される。

搬送軸60に沿ってスロットコータ10から離れた所定位
置に移動されたチャッキング部材31の上方域には、該チ
ャッキング部材31にてチャッキングされたガラス基板70
の厚さを検出する複数の板厚センサ35が配設されてい
る。各板厚センサ35は、例えば光学式の反射型板厚計が
使用されており、チャッキング部材31によりチャッキン
グされたほぼ水平状態のガラス基板70の板厚を、一定間
隔でほぼ全域にわたって計測するように、例えば９個
（３×３個）が一定の間隔で配設されている。そして、
各板厚センサ35の検出結果に基づいて、ガラス基板70の
コーティング面である上面が、ほぼ水平状態になるよう
に、各調整軸32の伸縮が制御される。このようにして、
ガラス基板70の上面がほぼ水平状態になると、昇降駆動
軸33が伸縮制御されて、チャッキング部材31にチャッキ
ングされたガラス基板70が、その上面の水平状態を維持
して昇降される。

なお、板厚センサ35としては、光学式板厚計に限ら
ず、エアマイクロメーター等を使用してもよい。

スロットコータ10は、ワーク調整機構30が移動される
搬送軸60の一方の端部の上方域に設けられている。該ス
ロットコータ10は、コーティング材であるレジストイン
ク、保護樹脂等を下方へ吐出する細長いスロット11aが
下面に設けられた塗布ヘッド11を有している。該塗布ヘ
ッド11は、搬送軸60とは直交する方向に長くなった直方
体状をしており、コーティング材を吐出するスロット11
aも、搬送軸60と直交する方向に延びている。該スロッ
ト11aの長さは、ワーク調整機構30におけるチャッキン
グ部材31にチャッキングされたガラス基板70の搬送軸60
と直交する方向の長さとほぼ同様になっている。ワーク
調整機構30は、チャッキング部材31にチャッキングされ
たガラス基板70における搬送軸60の延出方向の各端縁
が、塗布ヘッド11のスロット11aの下方に位置されるよ
うに、該搬送軸60に沿って、第１図に矢印Ａで示す方向
へ移動される。

該塗布ヘッド11における搬送軸60の延出方向の各側面
には、光学式のギャップセンサ12および13がそれぞれ取
り付けられている。これら一対のギャップセンサ12およ
び13は、塗布ヘッド11の長手方向中央部に、発光部およ
び受光部が下方に向けられた状態で設けられており、第
１図に矢印Ａで示す方向に移動されるワーク調整機構30
に対して、その移動方向とは反対側に位置するギャップ
センサ12は、発光部から照射された光がコーティング材
が塗布される前のガラス基板70の上面にて反射され、そ
の反射光が受光部にて受光される。ワーク調整機構30の
移動方向側に位置するギャップセンサ13は、ガラス基板
70の上面にコーティングされたコーティング材にて反射
された光が受光部にて受光されるようになっている。そ
して、これらのギャップセンサ12および13の検出結果に
基づいて、ワーク調整機構30における昇降駆動軸33の伸
縮が制御され、スロットコータ10における塗布ヘッド11
のスロット11aと、ワーク調整機構30におけるチャッキ
ング部材31にチャッキングされたガラス基板70とのギャ
ップが調整される。

該スロットコータ10の側方に並設されたスピン式塗膜
調整機構20は、ワークであるガラス基板70を、吸着によ
りほぼ水平状態にチャッキングして高速回転する回転支
持台21と、該回転支持台21を取り囲むコーティング材の
回収容器22とを有している。スロットコータ10と該スピ
ン式塗膜調整機構20との間には、一対の移載アーム40が
配設されており、これらの移載アーム40により、コーテ
ィング材がコーティングされたガラス基板70が、ワーク
調整機構30のチャッキング部材31からスピン式塗膜調整
機構20の回転支持台21上に移載される。回転支持台21上
にチャッキングされたガラス基板70が、該回転支持台21
とともに高速回転されると、その上面のコーティング材
が遠心力により外方へと広がり、余剰のコーティング材
は、ガラス基板70から遠心力により周囲に飛散される。
回転支持台21を取り囲む回収容器22は、その飛散するコ
ーティング材を回収する。

該スピン式塗膜調整機構20の上方域から、スロットコ
ータ10における塗布ヘッド11のワーク移動方向側の側面
までの間は、カバー部材50により覆われている。該カバ
ー部材50には、該カバー部材50の下方の領域に向かって
気化溶剤を噴射する一対のバブリングノズル51および51
が設けられている。各バブリングノズル51はカバー部材
50の下方に気化溶剤を噴射することにより、カバー部材
50にて覆われた雰囲気を一定の溶剤濃度とする。その結
果、カバー部材50の下方域をガラス基板70が搬送される
間に、ガラス基板70に塗布されたコーティング材が乾燥
してその粘度が高くなることが防止される。

このような構成のコーティング装置の動作を説明す
る。ワーク調整機構30におけるチャッキング部材31に、
ワークであるガラス基板70を、コーティングすべき面の
上面になるように、吸着にてチャッキングする。このよ
うな状態で、チャッキングされたガラス基板70の板厚
を、各板厚センサ35により、そのほぼ全域にわたって一
定の間隔で測定する。各板厚センサ35の測定結果は、図
示しない制御部により入力されており、該制御部によ
り、ガラス基板70の上面が水平になるように、各調整軸
32の長さが演算され、その演算結果に基づいて、各調整
軸32が所定の長さとなるように制御される。これによ
り、チャッキング部材31にてチャッキングされたガラス
基板70の上面は、ほぼ水平状態とされる。

このような状態で、ワーク調整機構30は、搬送軸60に
沿って、全体がスロットコータ10の下方域へと移動され
る。ワーク調整機構30は、チャッキングされたガラス基
板70のスピン式塗膜調整機構20側の側縁が、塗布ヘッド
11におけるスロットの下方に位置するように、位置決め
される。このような状態で、ガラス基板70に対向するギ
ャップセンサ12により、塗布ヘッド11のスロット11a
と、ガラス基板70の上面との間隙が計測される。そし
て、ガラス基板70の上面が、塗布ヘッド11のスロット11
aに対して所定の間隙を有した状態になるように、昇降
駆動軸33が伸縮制御される。昇降駆動軸33が伸縮制御さ
れることにより、ガラス基板70は水平状態を維持した状
態で昇降され、塗布ヘッド11のスロット11aに接近また
は離隔する。これにより、ガラス基板70の上面は、塗布
ヘッド11のスロット11aとは所定の間隙を有した水平状
態とされる。

このような状態で、塗布ヘッド11は、スロット11aか
らコーティング材がガラス基板70に向けて吐出されると
ともに、ワーク調整機構30全体が、搬送軸60に沿って、
スロット11aの延出方向とは直交する方向であるスピン
式塗膜調整機構20側へ所定の速度で移動される。これに
より、ガラス基板70の上面は、コーティング材により順
次コーティングされる。このとき、ギャップセンサ13
は、ガラス基板70上面に塗布されたコーティング材と、
塗布ヘッド11のスロット11aとの間隔を計測しており、
その計測結果に基づいて、ワーク調整機構30の昇降駆動
軸33が昇降制御される。その結果、コーティング材が所
定の厚さに塗布されるように、ガラス基板70の上面のレ
ベルが調整される。

ガラス基板70の上面のレベルが調整されつつ、その上
面にコーティング材が、所定の厚さで塗布されると、塗
布ヘッド11のスロット11aからのコーティング材の吐出
が停止される。そして、コーティング材が塗布されたガ
ラス基板70は、一対の移載アーム40により、スピン式塗
膜調整機構20の回転支持台21上に移載される。このと
き、移載されるガラス基板70の周囲の雰囲気は、バブリ
ングノズル51から噴射される気化溶剤によって所定の溶
剤濃度になっているために、ガラス基板70に塗布された
コーティング材が乾燥して、その粘度が高くなるおそれ
がない。

回転支持台21上に移載されたガラス基板70は、該回転
支持台21に吸着により保持されて、該回転支持台21が高
速にて回転される。これにより、ガラス基板70の上面に
塗布されたコーティング材は、遠心力により外方へ移動
され、余剰のコーティング材が、ガラス基板70から遠心
力により周囲に飛散されることにより、コーティング材
はガラス基板70上にて数μｍ程度の所定の厚さとされ
る。

本実施例のコーティング装置は、ワーク調整機構30に
おけるチャッキング部材31が、弾性変形するように構成
されており、該チャッキング部材31が多数の調整軸32に
より弾性変形されて、該チャッキング部材31にてチャッ
キングされるガラス基板70のコーティング面である上面
位置が変更される。そして、各調整軸32は、ガラス基板
70の板厚を計測する板厚センサ35の測定結果に基づいて
制御され、該ガラス基板70の上面をほぼ水平状態にして
いる。従って、ガラス基板70の厚さや上面の平面状態に
ばらつきがある場合でも、その上面はほぼ水平状態とさ
れ、スロットコータ10によりコーティング材をほぼ一定
の厚さに塗布することができる。

また、ワーク調整機構30によりガラス基板70がスロッ
トコータ10へ搬送されると、ギャップ計測センサ12およ
び13により、塗布ヘッド11のスロット11aとガラス基板7
0の上面との間のギャップが計測されて、その計測結果
に基づいて昇降駆動軸33が制御される。従って、ガラス
基板70にコーティングされるコーティング材が一定の厚
さとなるように、そのギャップが精密に制御される。

スロットコータ10により樹脂が塗布された後のガラス
基板70は、カバー部材50にて覆われた溶剤雰囲気内を搬
送されるために、搬送中に塗布されたコーティング材が
乾燥することによって、コーティング材の粘度が高くな
るおそれがなく、スピン式塗膜調整機構20により、ガラ
基板70上の余剰のコーティング材を遠心力にて確実に除
去し得る。

（発明の効果） 本発明のコーティング装置は、このように、スロット
コータにより、ワークのコーティング面にコーティング
材をほぼ所定の厚さに塗布できるために、使用されるコ
ーティング材の量を大幅に低減することができ、経済性
が著しく向上する。ほぼ所定の厚さにコーティング材が
塗布されたワークは、スピン式塗膜調整機構により、精
密に調整され、コーティング面の全体にわたってコーテ
ィング材の厚さを均一にすることができる。この場合、
ワークから取り除かれる余剰のコーティング材量は、ご
くわずかであるために、ワークの周囲に飛散される霧状
のコーティング材が、ワーク上に塗布されたコーティン
グ材に悪影響を及ぼすおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコーティング装置の一実施例を示す側
面図、第２図はその平面図、第３図は従来のコーティン
グ装置の一例を示す断面図である。 10……スロットコータ、11……塗布ヘッド、12,13……
ギャップセンサ、20……スピン式塗膜調整機構、21……
回転支持台、22……回収容器、30……ワーク調整機構、
31……チャッキング部材、32……調整軸、33……昇降駆
動軸、35……板厚センサ、50……カバー部材、51……バ
ブリングノズル、70……ガラス基板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コーティングすべきワークのコーティング
   面に、コーティング材を吐出するスロットを有してお
   り、該スロットの延出方向と直交する方向へ該ワークと
   は相対的に移動されるスロットコータと、 該スロットコータに並設されており、コーティング面に
   コーティング材が塗布されたワークを、該コーティング
   面がほぼ水平状態になるように保持して高速回転させる
   スピン型塗膜調整機構と、 を具備するコーティング装置。