JP3275202B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JP3275202B2 JP24922996A JP24922996A JP3275202B2 JP 3275202 B2 JP3275202 B2 JP 3275202B2 JP 24922996 A JP24922996 A JP 24922996A JP 24922996 A JP24922996 A JP 24922996A JP 3275202 B2 JP3275202 B2 JP 3275202B2
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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば現像液の
ような処理液の膜を、例えば半導体ウエハやLCD基板
等のような半導体基板上やこの上に形成された層の上に
形成するための薄膜形成装置に関するものである。

【0002】

【従来の技術】従来、半導体ウエハのような半導体基板
に衝撃を与えたり、気泡を発生させることなく、短時間
で迅速に所定の液体を被処理体に供給することができ、
少量の液体で効率良く処理を実施できることが望まれて
いる。

【0003】このような要請に応えるものとして、半導
体ウエハを保持するスピンチャック上部に設けられる液
体供給ノズルであって、矩形容器状の液体収容部の底部
に多数の細孔を設けた構成とし、現像液がこの多数の細
孔からにじみ出るようにして現像液を半導体ウエハに供
給するものが知られている(特開平5−55133号公
報)。

【0004】また、液体ノズル内に設けられた液溜部か
ら複数の細管を介して帯状の吐出部に液体を供給し、上
記帯状の吐出部から帯状の液体が流出されるように構成
した帯状液体ノズルも知られている(特開平4−124
812号公報)。

【0005】更に、静止状態において、現像液供給ノズ
ルから少量の現像液を供給して現像液供給ノズルの直下
における半導体ウエハ表面に液膜を形成した後、現像液
供給ノズルから所定の液膜厚に必要な量の現像液を供給
すると共に、現像液供給ノズルと半導体ウエハを相対移
動して半導体ウエハ表面に所定厚の液膜を形成する処理
方法も知られている(特開平7−326554号公
報)。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】ところで、処理液供給
ノズルと半導体基板とを相対移動して半導体基板表面に
所定厚の液膜を形成するためには、相対移動する間、処
理液供給ノズルと基板の位置関係が正しく保持されてい
る必要がある。

【0007】一方、現在では半導体基板が大型化し、そ
の大型化に従って基板にそりが発生し易く、その平面度
を保持することが困難になってきている。したがって、
そりの発生した基板を載置台の上に載せて液処理する際
には、基板のそりを修正する必要があり、大面積の載置
台についてその平面度が正しく保たれていることが要求
される。

【0008】しかしながら、載置台そのものの平面度や
高精度の仕上げをすることも、大面積な載置台の下では
困難になる。また、載置台を移動させる形式の場合、装
置が大型化し、面合わせ及び走行精度を出すことに工夫
を要する。

【0009】そこで、この発明の目的は、上記課題を解
決し、半導体基板にそりが発生した場合でも、均一な厚
さの薄膜を形成できる薄膜形装置を提供することにあ
る。

【0010】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、次のように構成したものである。

【0011】(1)請求項1に記載の薄膜形成装置は、
半導体基板を支持しつつ直線的に搬送する搬送ローラ
と、この搬送ローラにより構成される搬送路の途中に設
けられ、上記基板をその幅方向に亘って支持する液処理
用支持ローラと、この液処理用支持ローラの上方に設け
られ、液処理用支持ローラに支持された上記基板部分上
に処理液を供給する処理液供給ノズルとを具備し、上記
搬送ローラは、上記基板の全面を水平状態に搬送すべく
基板の両側縁部を両面から支持する複数の上側搬送ロー
ラ及び下側搬送ローラから成り、上記上側搬送ローラ
は、上記下側搬送ローラに対して搬送方向に位置がずら
されて配設されると共に、截頭円錐状に形成された斜面
を有し、この斜面が上記基板の幅方向縁部を上側から押
さえるように構成され、上記液処理用支持ローラは、上
記基板の両側縁部の間を負圧により吸引すべく複数の吸
引孔を周面に有する吸引ローラから成ることを特徴とす
る。

【0012】請求項1記載の発明によれば、半導体
板、例えばLCD基板にそりが発生し、載置台上に置い
ただけではその平面度を保持することが困難な状況下で
あっても、基板が接触する点は液処理用支持ローラ上に
限られるため、載置台上に載置した場合のように、遠く
の最低部位の接触する点が処理液供給ノズル及び基板間
のギャップの大きさにまで影響することがない。したが
って、そりが発生した基板に対しても均一な膜厚を形成
することができる。また、処理液供給ノズルと載置台に
対応する液処理用支持ローラとはほぼ同位置に保たれ、
相対移動しないため、処理液供給ノズルと載置台とを相
対移動させる場合に比べ高精度である必要がない。更
に、エアーが吸引孔を介して吸引されることにより、基
板例えばLCD基板は、その下面が液処理用支持ローラ
の表面つまり回転円筒の表面に吸着され、その基板幅方
向の水平度が修正された状態で送られて行く。したがっ
て、基板の幅方向の水平度を修正しつつ、均一な膜厚の
薄膜を形成することができる。

【0013】(2)請求項2記載の薄膜形成装置は、
導体基板を支持しつつ直線的に搬送する搬送ローラと、
この搬送ローラにより構成される搬送路の途中に設けら
れ、上記基板をその幅方向に亘って支持する液処理用支
持ローラと、この液処理用支持ローラの上方に設けら
れ、液処理用支持ローラに支持された上記基板部分上に
処理液を供給する処理液供給ノズルとを具備し、上記搬
送ローラは、上記基板を両面から支持する上側搬送ロー
ラ及び下側搬送ローラから成り、上記液処理用支持ロー
ラの搬送下流側において上記基板の表面側から基板を押
圧する押え棒が設けられていることを特徴とする。

【0014】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明と同様に、そりが発生した半導体基板に対
しても均一な膜厚を形成することができる。また、処理
液供給ノズルと載置台に対応する液処理用支持ローラと
はほぼ同位置に保たれ、相対移動しないため、処理液供
給ノズルと載置台とを相対移動させる場合に比べ高精度
である必要がない。更に、液処理用搬送ローラの搬送下
流側で基板の表面を押え棒で押えることにより、確実に
基板を支持することができる。したがって、基板にそり
が発生していても、そりを修正して、少なくとも基板の
縁部をほぼ水平に保持することができる。

【0015】(3)請求項3記載の薄膜形成装置は、
導体基板を支持しつつ直線的に搬送する搬送ローラと、
この搬送ローラにより構成される搬送路の途中に設けら
れ、上記基板をその幅方向に亘って支持する液処理用支
持ローラと、この液処理用支持ローラの上方に設けら
れ、液処理用支持ローラに支持された上記基板部分上に
処理液を供給する処理液供給ノズルとを具備し、上記搬
送ローラは、上記基板の幅方向両側縁部を支持し、上記
液処理用支持ローラの搬送下流側において上記基板の表
面側から基板を押圧する押え棒が設けられていることを
特徴とする。

【0016】請求項3記載の発明によれば、上記請求項
1,2記載の発明と同様に、そりが発生した半導体基板
に対しても均一な膜厚を形成することができる。また、
処理液供給ノズルと載置台に対応する液処理用支持ロー
ラとはほぼ同位置に保たれ、相対移動しないため、処理
液供給ノズルと載置台とを相対移動させる場合に比べ高
精度である必要がない。更に、液処理用搬送ローラの搬
送下流側で基板の表面を押え棒で押えることにより、確
実に基板を支持することができる。したがって、基板に
そりが発生していても、そりを修正して、少なくとも基
板の縁部をほぼ水平に保持することができる

【0017】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。ここでは、半導体基板に現像液
の膜を形成する薄膜形成装置に適用した場合について説
明する。

【0018】図1,図2において、符号2は半導体基
板、具体的には図3に示す長方形のLCD基板である
が、Siウエハ等も対象となる。符号5はこの半導体基
板2を搬送するための搬送ローラであり、基板2の下面
を支持する下側搬送ローラ6と基板2の上面縁部を支持
する上側搬送ローラ7とからなり、全体として直線的な
搬送路を構成するように多数配設されている。したがっ
て、これら多数の下側搬送ローラ6と上側搬送ローラ7
からなる搬送ローラ5によって基板2は全面が水平状態
に搬送される。

【0019】この実施形態では、図2に示すように、搬
送ローラ5のうち、下側搬送ローラ6は基板2の幅に亘
って延在しているが、上側搬送ローラ7は基板2の幅方
向両側にのみ設けられ、その内側面に同軸的に頭円錐
状に形成した突部7aの斜面が、基板2の幅方向両側縁
部2aを上側から押さえる構成になっている。また、上
側搬送ローラ7と下側搬送ローラ6とが互いに接触する
位置では基板2を上下から押さえることが困難となるた
め、上側搬送ローラ7は下側搬送ローラ6に対して搬送
方向に位置がずらされている。

【0020】この下側搬送ローラ6群の中間位置には、
液処理用支持ローラ8が配置されており、その上方には
現像液からなる処理液4を帯状に吐出する処理液供給ノ
ズル3が配置されている。

【0021】上記のように構成される薄膜形成装置にお
いて、まず、基板2を図1の如く上側搬送ローラ7と下
側搬送ローラ6とで支持する。なお、スタート時に、図
1に想像線で示すように、液処理用支持ローラ8のすぐ
下流側で基板2を上から押え棒9で押えるようにすれ
ば、更に確実に基板2を支持することができる。これに
より基板2はそりが発生していても、そりが修正され
て、少なくても基板2の縁部2aはほぼ水平に保持され
る。

【0022】ここで、押え棒9を設けている場合はこれ
を外し、液処理用支持ローラ8を一定速度で回転させて
基板2を矢印A方向に移動させる一方、処理液供給ノズ
ル3から処理液4を帯状に吐出させる。このようにする
と、単に、そりの発生したLCD基板2を載置台1の上
に載せて塗布する場合に比べ、かなり均一な膜厚で処理
液4を塗布することができる。

【0023】その理由は、そりの発生した基板2を載置
台1上に載せて走行させる形式の場合、載置台1が所望
通りの平面度を有していることが必要となり、面合わせ
及び走行精度を出さないと均一な膜厚を形成することが
困難となるが、この図1の実施形態の場合、処理液供給
ノズル3と液処理用支持ローラ8との位置関係が一定し
ているため、均一な膜厚を形成することができる。また
基板2の縁部2aを上側搬送ローラ7と下側搬送ローラ
6とで挟み込んで強制的に水平に支持しているので、処
理液供給ノズル3及び液処理用支持ローラ8間に送り込
む際の基板のそりの影響も排除されるからである。

【0024】上記の実施形態では基板2の裏面の幅全長
を下側搬送ローラ6で支持しているが、その一部を支持
するようにすることもできる。図4はその例を示すもの
で、下側搬送ローラ6は、基板2の幅方向に延在する軸
部6aと、その軸部6aの両側に設けられ基板2の幅方
向両側縁部2aを下側から支持する小径部6bと、その
小径部6bの外側に形成された大径部6cと、軸部6a
の中間に設けられ基板2の幅方向中間部を支持する小径
部6dとを有する。この構成の下では、基板2に対する
接触面積がより小さくなるという利点が得られると共
に、大径部6cが上側搬送ローラ7より外側にずれて位
置しているため、下側搬送ローラ6と上側搬送ローラ7
とを同じ上下位置に配置しうるという利点が得られる。

【0025】ところで、基板2に発生したそりの形態に
よっては、基板2の両側縁部2aを水平に支持しただけ
では、図8に示すように、基板2の中間が液処理用支持
ローラ8の表面から浮き上がってしまう形態となること
がある。このように処理液供給ノズル3の基板2に対す
る高さないし水平度が幅方向において異なると、ノズル
幅方向に均一な膜厚が形成されなくなる。

【0026】そこで、上記液処理用支持ローラ8を、図
5及び図6に示すように、複数の吸引孔11を周面に有
し、この吸引孔11を介して内部から負圧により基板2
を吸引する吸引ローラとして構成する。

【0027】図5及び図6に示すように、吸引ローラ
は、周面に複数の吸引孔11を設けた回転円筒10と、
この回転円筒10内に挿入された吸引孔シール部材12
とから構成されている。この吸引孔シール部材12は、
中央に、図示しない真空ポンプ等の負圧源に接続するエ
アの導入孔13を同軸的に具備し、また吸引孔シール部
材12の周面のうち、基板2側の領域は導入孔13に連
通する扇形断面の導通溝14として開放され、他の残り
の領域は回転円筒10の内面に摺接して吸引孔11をシ
ールしている。そして、これら回転円筒10及び吸引孔
シール部材12は金属製で構成され、吸引孔シール部材
12は接地ライン15により接地されている。

【0028】液処理時には、導入孔13が負圧源と接続
され、回転円筒10が図5の矢印方向に回転される。こ
のとき吸引孔シール部材12は位置固定であって、回転
円筒10は吸引孔シール部材12の周囲を摺動するにす
ぎない。したがって、エアーが、基板2側の導通溝14
の領域内に位置する吸引孔11より、導通溝14及び導
入孔13を通って吸引される。これにより、基板2は、
その下面が液処理用支持ローラ8の表面つまり回転円筒
10の表面に吸着され、その基板幅方向の水平度が修正
された状態で、矢印A方向に送られて行く。

【0029】したがって、この図5の形態によれば、基
板2の幅方向の水平度を修正しつつ、均一な膜厚の薄膜
を形成することができる。また、このとき基板2に静電
気により帯電していた電荷は、接地ライン15を通して
放電されるので、基板2に対するごみ等の付着の問題か
ら開放される。更に、基板2表面上の電荷除去のために
必要であったイオナイザーを不要にすることができる。

【0030】なお、吸引孔シール部材12は上記では回
転円筒10の内部に設けたが、回転円筒10の外周囲に
設けることもできる。

【0031】上記図5及び図6では、液処理用支持ロー
ラ8をその全幅分がストレートの形態であるとして構成
したが、図4に類似の形態とした液処理用支持ローラ8
において、必要部分に図5の構成を適用することもでき
る。即ち、図7の液処理用支持ローラ8は、基板2の幅
方向に延在する軸部8aと、その軸部8aの両側に設け
られ基板2の幅方向両側縁部2aを下側から支持する小
径部8bと、その小径部8bの外側に形成された大径部
8cと、軸部8aの中間に設けられ基板2の幅方向中間
部を支持する小径部8dとを有する。そして、この軸方
向両端と中央に1つ又は2つ設けた基板支持部(小径部
8b,8d)を、図5のように構成し、周面に設けた複
数の吸引孔11を介して内部から負圧により基板2を吸
引する吸引ローラとして機能させることができる。

【0032】また、上記実施形態では液処理用支持ロー
ラ8を位置固定として説明したが、図9に示すように、
液処理用支持ローラ8の両端を独立に上下に変位させ得
る昇降駆動装置21を設けると共に、基板2の表面の幅
方向両端の高さを計測する光電式センサ22を設け、該
センサ22から得られる基板表面レベル情報に基づい
て、例えば、一方の端の基板表面の高さが他方の端の基
板表面より低い場合には当該低い方の端に属する昇降駆
動装置21を作動させ、基板両端部の高さ位置を揃え
る、というように制御装置で制御することもできる。こ
こでは、液処理用支持ローラ8の上端を独立に上下に変
位させる場合について説明したが、液処理用支持ローラ
8を固定し、処理液供給ノズル3の両端を同様に独立に
上下に変位させるようにしてもよい。

【0033】上記のように構成されるこの発明に係る薄
膜形成装置は、半導体ウエハやLCD基板の現像液処理
装置やレジスト塗布装置として単独で使用される他、塗
布・現像処理システムに組み込んで使用することもでき
る。

【0034】上記塗布・現像処理システムは、図10に
示すように、LCD基板を搬入・搬出するローダ部90
と、LCD基板の第1処理部91と、中継部93を介し
て第1処理部91に連設される第2処理部92とで主に
構成されている。なお、第2処理部92には受渡部94
を介してレジスト膜の所定の微細なパターンを露光する
ための露光装置95が連設可能になっている。

【0035】上記のように構成される塗布・現像処理シ
ステムにおいて、ローダ部90のカセット載置台98に
載置されるカセット96内に収容された未処理のLCD
基板はローダ部90の搬出入ピンセット99によって取
り出された後、第1処理部91のメインアーム80に受
け渡され、そして、ブラシ洗浄装置103内に搬送され
る。このブラシ洗浄装置103内にブラシ洗浄されたL
CD基板は引き続いてジェット水洗浄装置104内にて
高圧ジェット水により洗浄される。この後、LCD基板
は、アドヒージョン処理装置105にて疎水化処理が施
され、冷却処理装置106にて冷却された後、塗布膜形
成装置107にて、LCD基板の一辺から漸次他辺に向
かって溶剤を塗布した後、レジスト液を塗布してレジス
ト膜が塗布形成され、引き続いて塗布膜除去装置108
によってLCD基板の辺部の不要なレジスト膜が除去さ
れる。したがって、この後、LCD基板を排出する際に
は縁部のレジスト膜は除去されているので、メインアー
ム80にレジストが付着することもなく。そして、この
フォットレジストが加熱処理装置109にて加熱されて
ベーキング処理が施された後、露光装置95にて所定の
パターンが露光される。そして、露光後のLCD基板
は、第2処理部92のメインアーム80aによって現像
装置110内へ搬送され、現像液により現像された後、
リンス液により現像液を洗い流し、現像処理を完了す
る。現像処理された処理済みのLCD基板はローダ部9
0のカセット97内に収容され後に、搬出されて次の処
理工程に向けて移送される。

【0036】上記実施形態では、この発明に係る薄膜形
成装置を半導体ウエハやLCD基板への現像液やレジス
ト液等の液膜形成に適用した場合について説明したが、
CD等の被処理体の液膜形成あるいはエレキボードにグ
リーン膜を塗布する場合にも適用でき、ポリイミド系処
理液(PIQ)やガラス剤を含有する処理液(SOG)
等にも適用できることは勿論である。

【0037】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
次のような優れた効果が得られる。

【0038】(1)請求項1に記載の発明によれば、
導体基板は、そりが発生し載置台上に置いただけではそ
の平面度を保持することが困難な状況下であっても、基
板が接触する点は液処理用支持ローラ上に限られるた
め、載置台上に載置した場合のように、遠くの最低部位
の接触する点が処理液供給ノズル及び基板間のギャップ
の大きさにまで影響することがない。したがって、そり
が発生した基板に対しても均一な膜厚を形成することが
できる。また、処理液供給ノズルと載置台に対応する液
処理用支持ローラとはほぼ同位置に保たれ、相対移動し
ないため、処理液供給ノズルと載置台とを相対移動させ
る場合に比べ高精度である必要がない。

【0039】更に、エアーが吸引孔を介して吸引される
ことにより、基板例えばLCD基板は、その下面が液処
理用支持ローラの表面つまり回転円筒の表面に吸着さ
れ、その基板幅方向の水平度が修正された状態で送られ
て行く。したがって、基板の幅方向の水平度を修正しつ
つ、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。

【0040】(2)請求項2,3記載の発明によれば、
そりが発生した半導体基板に対しても均一な膜厚を形成
することができる。また、処理液供給ノズルと載置台に
対応する液処理用支持ローラとはほぼ同位置に保たれ、
相対移動しないため、処理液供給ノズルと載置台とを相
対移動させる場合に比べ高精度である必要がない。

【0041】更に、液処理用搬送ローラの搬送下流側で
基板の表面を押え棒で押えることにより、確実に基板を
支持することができる。したがって、基板にそりが発生
していても、そりを修正して、少なくとも基板の縁部を
ほぼ水平に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】この発明の薄膜形成装置の概略側面図である。

【図2】この発明における搬送ローラを示す概略断面図
である。

【図3】図1の薄膜形成装置で搬送されるLCD基板を
示す平面図である。

【図4】図1の薄膜形成装置の搬送ローラの変形例を示
す概略断面図である。

【図5】図1の薄膜形成装置の液処理用支持ローラの変
形例を示す断面図である。

【図6】図1の薄膜形成装置の液処理用支持ローラの変
形例を示す斜視図である。

【図7】図1の薄膜形成装置の液処理用支持ローラの別
の変形例を示す斜視図である。

【図8】液処理用支持ローラが吸引孔を具備しない場合
の基板のそりを示す概略断面図である。

【図9】図1の薄膜形成装置の液処理用支持ローラを変
位させる形態を示す斜視図である。

【図10】薄膜形成装置を組み込んだ塗布・現像処理シ
ステムを示す斜視図である。

【符号の説明】

1 載置台 2 半導体基板 2a 幅方向両側縁部 3 処理液供給ノズル 4 処理液 5 搬送ローラ 6 下側搬送ローラ 7 上側搬送ローラ 8 液処理用支持ローラ 9 押え棒 10 回転円筒 11 吸引孔 12 吸引孔シール部材 13 導入孔 14 扇形断面の導通溝 15 接地ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−277418(JP,A) 特開 平2−144312(JP,A) 特開 平4−23713(JP,A) 実開 昭58−166543(JP,U) 特表 平3−501702(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 13/00 - 13/02 B05C 5/00 - 5/02 B65G 13/00,39/00 H01L 21/027 H01L 21/68

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板を支持しつつ直線的に搬送す
    る搬送ローラと、この搬送ローラにより構成される搬送
    路の途中に設けられ、上記基板をその幅方向に亘って支
    持する液処理用支持ローラと、この液処理用支持ローラ
    の上方に設けられ、液処理用支持ローラに支持された
    基板部分上に処理液を供給する処理液供給ノズルとを
    具備し、 上記搬送ローラは、上記基板の全面を水平状態に搬送す
    べく基板の両側縁部を両面から支持する複数の上側搬送
    ローラ及び下側搬送ローラから成り、上記上側搬送ローラは、上記下側搬送ローラに対して搬
    送方向に位置がずらされて配設されると共に、截頭円錐
    状に形成された斜面を有し、この斜面が上記基板の幅方
    向縁部を上側から押さえるように構成され、 上記液処理用支持ローラは、上記基板の両側縁部の間を
    負圧により吸引すべく複数の吸引孔を周面に有する吸引
    ローラから成ることを特徴とする薄膜形成装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板を支持しつつ直線的に搬送す
    る搬送ローラと、この搬送ローラにより構成される搬送
    路の途中に設けられ、上記基板をその幅方向に亘って支
    持する液処理用支持ローラと、この液処理用支持ローラ
    の上方に設けられ、液処理用支持ローラに支持された
    基板部分上に処理液を供給する処理液供給ノズルとを
    具備し、 上記搬送ローラは、上記基板を両面から支持する上側搬
    送ローラ及び下側搬送ローラから成り、 上記液処理用支持ローラの搬送下流側において上記基板
    の表面側から基板を押圧する押え棒が設けられているこ
    とを特徴とする薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】 半導体基板を支持しつつ直線的に搬送す
    る搬送ローラと、この搬送ローラにより構成される搬送
    路の途中に設けられ、上記基板をその幅方向に亘って支
    持する液処理用支持ローラと、この液処理用支持ローラ
    の上方に設けられ、液処理用支持ローラに支持された
    基板部分上に処理液を供給する処理液供給ノズルとを
    具備し、 上記搬送ローラは、上記基板の幅方向両側縁部を支持
    し、 上記液処理用支持ローラの搬送下流側において上記基板
    の表面側から基板を押圧する押え棒が設けられているこ
    とを特徴とする薄膜形成装置。
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