JP5661937B2 - ウェハコーティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載のウェハの表面にコーティングする装置に関する。

エナメル噴霧（spray-enameling）工場においてウェハにコーティングするときに、今では非常に大表面の、例えば、直径が３００ｍｍのウェハ上にコーティング剤、特にペイントを均一に塗布するという問題がある。ウェハのエッジ領域における一様なコーティングは、特に問題であることがわかっている。

したがって、本発明の目的は、ウェハにコーティングする装置であって、特に、ウェハのエッジ領域における、コーティングがより均一となる装置を提示することである。

上記目的は、請求項１の特徴によって達成される。本発明のさらなる有利な展開が、従属請求項に示されている。本明細書、請求項および／または図面に示された特徴の少なくとも２つの組合せのすべても、本発明の範囲内に含まれる。示された値の範囲である場合には、上記の限界内の値も、境界値として開示するものであり、任意の組合せで特許請求することができる。

本発明は、本発明による装置において追加の構成要素を設けることによって、ウェハのコーティング表面を擬似拡張（quasi-expand）することが可能であるという着想に基づいており、それによって、ウェハのエッジ領域において、意外にも、本発明による装置によって塗布されたコーティング剤の均一性が、特にエッジ領域において改善されることが判明した。ウェハにコーティングするためのノズルシステムの観点からは、ウェハのエッジ領域は、ほとんどリングに達するまで動かされて、その結果として、ウェハの実際のエッジ、したがってウェハ全体が均一にコーティングされる。

一実施形態によれば、ウェハの表面およびウェハの一面から形成されるコーティング表面を拡張するために、ウェハの側周面上でウェハを、それ自体の内周面でとり囲むリングを、一実施形態によれば、有利に置換して、それによってウェハの外側輪郭または形状および寸法に適合させることができる。円形ウェハの場合には、リングは、少なくともその内側輪郭、すなわち内周面において、相応して円形である。

本発明の有利な一実施形態によれば、特に横断面がＬ形であるリングを、ウェハと同心状に、特に、内周面と側周面との間の間隙Ｈを１００μｍから２０００μｍの間、好ましくは１００μｍから５００μｍの間として、配設することが可能にされる。ウェハのエッジとリングとの間の、ウェハ直径に対する、ウェハの最小間隙Ｈは、ウェハがリングに固着するのを抑え、それに加えて、同時に、コーティング中のウェハの回転を可能にする。ウェハをリングに対して、またはリングをウェハに対して同心状に配設することによって、ウェハとリングとの間に一様な間隙Ｈが生成され、この一様な間隙によって、ウェハのエッジ領域における、より均一なコーティング結果が得られる。リングとウェハとの間を貫通するコーティング材料は、リングのＬ形構造によって集められ、その結果として、本発明による構成によれば、余剰のコーティング材料が主としてリング上に凝着することによって、装置の清浄化が非常に容易化されるとともに、リングだけを清浄化または置換することが必要であり、装置のその他の構成要素は、比較上、めったに清浄化しなくてもよい。

リングの上部リング表面を、保持面の上方に、特に前記表面と整列して、またはその上方に配設することが可能である場合には、コーティング材料が、特にウェハのエッジ領域において、前記表面上、またはノズルシステムから出た後のコーティング剤表面上に一様に分布されるので、コーティング結果の均一性はさらに改善される。

さらに、有利には、リングは、Ｘ−Ｙ調節システムによって、Ｘ−Ｙ面内で保持面に平行に延びるウェハに対して調節可能にされる。本発明によるこの対策によって、特に保持システム上に固定されるウェハに対して、同心状にリングを位置づけることが可能となる。

代替案として、リングは装置内で、Ｚ方向と直交するＸ−Ｙ方向において固定される、すなわち、リングは、Ｚ方向に１自由度だけを有することになる。この実施形態においては、ウェハのリングに対する同心状の位置づけは、ウェハがリングに対して同心状に装着されるか、またはウェハとリングとの間の間隙ができる限り一様に調節されることによって、ウェハが保持面上に保持されるときに実現される。ウェハのリングに対する位置づけは、光学検出手段によるか、または当該技術において知られている他の方法で行うことができる。

本発明の別の有利な実施形態によれば、リングは、保持面に直交する方向に向けられたＺ方向において、Ｚ調節システムによって、ウェハに対して調節することが可能であるとともに、Ｚ方向において、特にＸ−Ｙ調節システムにおいて、スライド式に案内することが可能であるようにされている。本発明によるこの対策によって、リングの上部リング表面は、Ｚ方向において、ウェハの表面に対して高さを調節することが可能であり、その結果として、前記表面の最適コーティングが可能になる。

リングを、ウェハ上に非接触で、好ましくはＺ方向において実質的に等距離に、および／またはウェハの周方向と直交して、配設することが可能であることによって、ウェハの表面のコーティングの均一性がさらに改善される。

本発明の別の有利な実施形態において、コーティング表面が、前記表面と、前記Ｚ方向に向けられた、前記リングの上部リング表面と、から形成されるように、リングを配設することが可能にされている。

本発明のその他の利点、特徴、および詳細は、好適な実施形態についての後続の説明から、またそれに加えて図面に基づいて、明らかになるであろう。

本発明に係る装置の、模式的な切り欠き側面図である。 本発明に係るリングの模式図である。

図１において、本発明に係るコーティング装置１が、一実施形態において示されており、この図によって、本発明に対して決定的に重要である、ウェハ２の左エッジ上での切り欠き部が拡大して示されている。

ウェハ２は、図示されていないロボットアームで、保持システム１６のチャック８上に載せられ、この保持システム１６は、回転可能であるとともに、Ｚ方向での高さを調節可能であって、ウェハ２は、保持システムの上に置かれて、設置される間、またはその後に、円形リング４に対して中心を合わせて位置づけされる。保持システム１６の回転は、シャフト９によって、図示されていないシャフトドライブを用いて実施される。

ウェハ２は、その表面２ｏが、チャック８とは反対の方向を向いて、Ｚ方向におけるノズルシステム１０を指す面となるように、チャック８の上に載せられる。

ノズルシステム１０は、Ｚ方向と交差して延びるＸ−Ｙ面内で、表面２ｏに沿って移動して、表面２ｏ全体をコーティング物質によって均一にコーティングすることができる。コーティング物質は、例えば、フォトレジストである。

ウェハ２のコーティングがその中で行われる、コーティングスペース１１は、コーティング装置１のハウジング壁５によって形成される。シャフト９は、ハウジング壁５の底部５ｂの中心を貫通し、保持システム１６は、Ｚ方向に移動可能である。

ウェハ２の側周面２ａ上で、リング４の配設は、横断面がＬ形であるリング４の内周面４ｉを、内周面４ｉがウェハ２の側周面２ａと対向するように、配設されるようにすることができる。リング４は、その外側区間（outer leg）１２で、ウェハ２をその側周面２ａ上で完全に包囲する。Ｘ方向およびＹ方向において、外側区間１２から保持システム１６の方向を向いている、リングの内側区間（inner leg）１３は、ウェハの中心の方向において、側周面２ａを超えて広がり、リング開口４ｒを形成し、この開口４ｒを通って、とりわけ、チャック８が延びている。

リング開口４ｒは、リング４の内側リング表面１４によって形成される（図２を参照）。

リング４の、Ｘ方向およびＹ方向、すなわちＸ−Ｙ固定具６によるＸ−Ｙ面においての固定は、Ｘ−Ｙ方向において固定リング３を内側リング表面１４に取り付けて、それによってＸ−Ｙ固定具６から上方に突出する固定リング３を固定することによって行われる。

固定リング３および／またはＸ−Ｙ固定具６は、少なくとも３点で、リング４の周辺に分布させることができ、すなわち、閉鎖された周辺を有するように設計されていない。リング４へのＸ−Ｙ固定具６が、Ｘ方向およびＹ方向、すなわちＸ−Ｙ面における２自由度を占めるという事実は決定的に重要である。

さらに、ウェハ２をＸ−Ｙ固定具６に固定するのに使用される、真空システム１５が、固定リング３内に設けられている。

リング４の高さ調節のために、リング４の周辺上に配設されてＺ方向に移動可能な、いくつかのピン１７の形態で、Ｚ調節システム７が設けられており、ピンは、上部リング表面４ｏとは反対側を向いている、リング４の下面４ｕ上に静止している。ピン１７は、Ｚ調節システム７によって、Ｚ方向に同期して移動させることにより、リング４が固定リング３上で傾斜するのを抑えることができる。

ピン１７は、Ｘ−Ｙ固定具６のガイド穴１８へと入り込み、その結果として、Ｘ−Ｙ固定具６は、同時に、Ｘ方向およびＹ方向においてもピン１７を固定する。

内周面４ｉでのリング４の直径は、側周面２ａでのウェハ２の直径よりも大きく、それによって、内周面４ｉと側周面２ａとの間で、間隙Ｈを調節することができる。

ウェハ２の厚さｄが、コーティング装置１によって測定可能、または既知であるとともに、同時に内周面４ｉの高さｔが指定されることによって、上部リング表面４ｏは、上部リング表面４ｏが表面２ｏよりも上に上がるか、またはＸ−Ｙ面においてそれと整列されるように、表面２ｏに対して位置づけることができる。

図１の実施形態によるコーティング装置１によるコーティングの順序は以下のとおりである。
・ リング４を、内周面４ｉをコーティングしようとするウェハ２に適合させて、挿入する。
・ ウェハ２をチャック８上に設置する。
・ ウェハ２とリング４との間、特に側周面２ａと内周面４ｉとの間の間隙Ｈが、等距離となるように、ウェハ２をリング４と同心状に整列させる。
・ 任意選択で、ウェハ２が固定リング３上に静止するように、保持システム１６を降下させる。
・ 任意選択で、ウェハ２を、特に真空システム１５によって吸引することによって、固定することを含める。
・ 上部リング表面４ｏが表面２ｏと整列するか、またはそれよりも上に上がるように、リング４をＺ方向に位置合わせする。
・ 表面２ｏを規則的に隔てることによって、ノズルシステム１０を用いて、表面２ｏをコーティング材料でコーティングする。
・ 真空システム１５の真空を解除する。
・ 保持システム１６によってウェハ２をＺ方向に持ち上げて、図示されていないロボットアームによって、チャック８からウェハ２を降下させる。

１ コーティング装置
２ ウェハ
２ｏ 表面
２ａ 側周面
３ 固定リング
４ リング
４ｉ 内周面
４ｏ 上部リング表面
４ｒ リング開口
５ ハウジング壁
５ｂ 底部
６ Ｘ−Ｙ固定具
７ Ｚ調節システム
８ チャック
９ シャフト
１０ ノズルシステム
１１ コーティングスペース
１２ 外側区間
１３ 内側区間
１４ 内側リング表面
１５ 真空システム
１６ 保持システム
１７ ピン
１８ ガイド穴
１９ 保持面
Ｈ 間隙
ｔ 高さ
ｄ 厚さ

Claims (10)

1. ウェハ（２）の表面（２ｏ）にコーティングする装置であって、
   保持面（１９）上に前記ウェハ（２）を設置し、コーティング中に前記ウェハ（２）を回転させる保持システム（１６）と、
   前記ウェハ（２）にコーティングするノズルシステム（１０）と、
   を備え、前記ウェハ（２）にコーティングするときにコーティング表面を拡張するために、前記ウェハ（２）の側周面（２ａ）上に、内周面（４ｉ）で前記ウェハ（２）を包囲するリング（４）を配設できること、
   前記リング（４）が、前記ウェハ（２）に対して、前記保持面（１９）に直交するように向けられたＺ方向において、Ｚ調節システム（７）によって調節することが可能であること、および、
   前記リング（４）は、前記保持面（１９）上で傾斜しないように、前記Ｚ調節システム（７）の複数のピン（１７）によって保持されていること、
   を特徴とする装置。
2. ウェハ（２）の表面（２ｏ）にコーティングする装置であって、
   保持面（１９）上に前記ウェハ（２）を設置する保持システム（１６）と、
   前記ウェハ（２）にコーティングするノズルシステム（１０）と
   を備え、前記ウェハ（２）にコーティングするときにコーティング表面を拡張するために、前記ウェハ（２）の側周面（２ａ）上に、内周面（４ｉ）で前記ウェハ（２）を包囲するリング（４）を配設できること、
   前記リング（４）が、前記ウェハ（２）に対して、前記保持面（１９）に直交するように向けられたＺ方向において、Ｚ調節システム（７）によって調節することが可能であること、および、
   前記リング（４）は、横断面がＬ形であり、前記リング（４）の内側区間（１３）は、前記ウェハ（２）の中心の方向に向かって、前記ウェハ（２）と接触することなく、前記ウェハ（２）の前記側周面（２ａ）を超えて広がること、
   を特徴とする装置。
3. 横断面がＬ形である前記リング（４）を、前記ウェハ（２）と同心状に、前記内周面（４ｉ）と前記側周面（２ａ）の間の間隙Ｈが、１００μｍから２０００μｍの間になるように配設することが可能である請求項１または２に記載の装置。
4. 軸対称のリング（４）の上部リング表面（４ｏ）を、前記保持面（１９）の上方に、前記表面（２ｏ）と整列して、またはその上方に配設することが可能である請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記リング（４）が、Ｘ−Ｙ調節システムによって、前記保持面（１９）に平行に延びるＸ−Ｙ面において前記ウェハ（２）に対して調節可能である請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記Ｚ調節システム（７）が、Ｚ方向において、前記Ｘ−Ｙ調節システムにおいて、スライド式に案内される請求項５に記載の装置。
7. 前記リング（４）が、前記ウェハ（２）上に非接触で、Ｚ方向において実質的に等距離に、および／または前記ウェハ（２）の周方向と直交して、配設することが可能である請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記コーティング表面が、前記表面（２ｏ）と、前記Ｚ方向に向けられた、前記リング（４）の前記上部リング表面（４ｏ）と、から形成されるように、前記リング（４）を配設することが可能である請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. ウェハ（２）の表面（２ｏ）にコーティングする装置であって、
   保持面（１９）上に前記ウェハ（２）を設置するための保持システム（１６）と、
   前記ウェハ（２）にコーティングするノズルシステム（１０）と、
   前記ウェハ（２）にコーティングするときに、コーティング表面を拡張するためのリング（４）であって、内周面（４ｉ）で前記ウェハ（２）を包囲し、前記ウェハ（２）の側周面（２ａ）上に配設することが可能であり、前記保持面（１９）に直交して延びるＺ方向において、前記ウェハ（２）に対して、Ｚ調節システム（７）によって調節が可能である、リング（４）と、
   を備え、前記保持面（１９）と平行に延びるＸ−Ｙ方向に、前記ウェハ（２）を固定するための固定リング（３）を備えるＸ−Ｙ固定手段（６）を有すること、および
   前記リング（４）は、前記保持面（１９）上で傾斜しないように、前記Ｚ調節システム（７）の複数のピン（１７）によって保持されていること
   を特徴とする装置。
10. ウェハ（２）の表面（２ｏ）にコーティングする装置であって、
    保持面（１９）上に前記ウェハ（２）を設置するための保持システム（１６）と、
    前記ウェハ（２）にコーティングするノズルシステム（１０）と、
    前記ウェハ（２）にコーティングするときに、コーティング表面を拡張するためのリング（４）であって、内周面（４ｉ）で前記ウェハ（２）を包囲し、前記ウェハ（２）の側周面（２ａ）上に配設することが可能であり、前記保持面（１９）に直交して延びるＺ方向において、前記ウェハ（２）に対して、Ｚ調節システム（７）によって調節が可能である、リング（４）と、
    を備え、前記保持面（１９）と平行に延びるＸ−Ｙ方向に、前記ウェハ（２）を固定するための固定リング（３）を備えるＸ−Ｙ固定手段（６）を有すること、および
    前記ウェハ（２）は、前記固定リング（３）に設けられた真空システム（１５）により、前記Ｘ−Ｙ固定手段（６）に対して固定されていること、
    を特徴とする装置。

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