JP6947538B2 - 塗布装置 - Google Patents
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Description
このような塗布装置は、基板を回転させながら遠心力によりフォトレジスト等の塗布液を基板に塗布する。塗布液は、気流制御ユニットの隙間を介して上板の下面に回り込み、表面張力により上板の下面に貼り付きながら、遠心力の作用及び放射状流路を流れるエアにより、排出口から排出される。これにより、塗布液が基板の裏面側に回り込むことに起因する、基板の裏面への塗布液の付着が抑制されている。
しかしながら、特許文献1に開示された塗布装置は、このような要求を満たすことができないという問題があった。
しかしながら、特許文献1に開示された塗布装置においては、1200rpm以下といった低速回転で、基板への塗布液の付着を抑制することができないという問題があった。
本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
本実施形態に係る塗布装置は、基板(被処理板)を回転させながら遠心力によりフォトレジスト等の塗布液を基板に塗布する装置である。
図1に示すように、塗布装置100は、例えば、基板Wを保持する保持ヘッド1(保持部)と、保持ヘッド1を回転させる回転駆動部50と、基板W上にレジスト液31(塗布液)を供給するためのディスペンサ6(供給機構)と、基板Wの外周で保持ヘッド1と一体的に回転可能に配置された気流制御ユニット5(気流制御部)とを備えている。
ディスペンサ6は、図示しないレジスト液のタンク及びレジスト液を圧送するためのポンプに接続された配管2と、配管2の先端に取り付けられたノズル4とを有する。
基板Wは、微細な回路パターンを形成するためのフォトリソグラフィ用のマスク基板であり、例えば、正方形のガラス基板が用いられる。
図2に示すように、気流制御ユニット5は、基板Wの厚さと略同じ厚さを有している。
気流制御ユニット5は、上板11(レジスト吸着羽根)と、下板12と、羽根7(気流調整羽根)とを備える。上板11と下板12との間には、第1流路10が形成されている。羽根7と上板11との間には、第2流路20が形成されている。
なお、角部11cの形状としては、図2に示す例に限定されない。例えば、上板11の上面11aから斜め下方に延びる傾斜面と、下面11bとが交差することで、下面11bの端部に角部が形成されてもよい。また、上板11の下面11bから斜め上方に延びる傾斜面と上面11aとが交差することで、上面11aの端部に角部が形成されてもよい。
また、側面Wsに対向する上板11の端部が、丸みを有する形状(例えば、半円形状)で形成されてもよい。
上板11、下板12、及び羽根7の材料は、例えば、樹脂である。樹脂材料としては、PEEK、PP、PVDF等が用いられる。なお、金属材料も選択可能であり、この場合、例えば、アルミニウム及びその合金、ステンレス等が挙げられる。
なお、上板11、下板12、及び羽根7の総重量を考慮し、塗布装置100の機能として問題がなければ、下板12は、金属で形成されてもよい。金属材料としては、アルミニウム、ステンレス等が用いられる。
例えば、底面17aが傾斜面ではなく水平面であり、かつ、回転方向における放射状流路17の幅が気流制御ユニット5の外周側へ向かうにしたがって単に増えていく場合に比べ、傾斜面を有する放射状流路17においては、気流制御ユニット5の外周側へ向かう方向における流路断面積の増加率を大きくすることができる。これにより、基板W及び気流制御ユニット5の回転時、放射状流路17に気体の圧力損失が効果的に作用し、エアを排出口15から排出しやすくすることができる。
ディスペンサ6から、保持ヘッド1に保持された基板W上にレジスト液31が供給される。回転駆動部50の駆動により保持ヘッド1が基板Wを回転させながらディスペンサ6がレジスト液31を基板W上に吐出してもよいし、ディスペンサ6が基板W上にレジスト液31を吐出し終えた後、基板Wの回転を開始してもよい。
一方、エアF3は、基板Wから気流制御ユニット5に向けて流動するエアが傾斜面7aに衝突することによって生じている。エアF3は、傾斜面7aに沿うように羽根7の上方に向けて流動し、更に、エアF3は、羽根上面7c上において羽根7の外側に向けて流動する。
換言すると、基板Wから気流制御ユニット5の外周側へ向かってレジスト液31が第1流路10内を流動する際に、羽根7は、レジスト液31の上方を流動するエアを、2つの流れに分割していると言える。
また、上述したように、上板11の端部に角部11cが形成されていることよる効果と、羽根7によって得られる効果とが相乗的に得られるので、レジスト液31の残留物に起因するパーティクルの発生を防止する効果を更に高めることができる。
図3及び図4は、後述する実施例A1〜A9、B1〜B9及び比較例A1、A2、B1、B2の塗布装置を用い、基板にレジスト液を塗布し、基板の回転数を500rpm〜1600rpmまで変化させ(20rpm毎)、基板の側面におけるレジスト液の残留の有無を評価した結果を示している。レジスト液の種類としては、2種類を用意した。図3は、レジスト液としてIP3500(粘度2.0cp)を用いた場合を示しており、図4は、レジスト液としてPBS(粘度17.0cp)を用いた場合を示している。
図3及び図4において、符号「○」(良好)は、レジスト液が基板の側面に付着しなかった結果を示している。符号「△」(不可)は、レジスト液が基板の側面に局所的に付着した結果を示している。符号「×」(不良)は、基板の側面に対するレジスト液の付着量が大きい結果を示している。
比較例A1、B1においては、「治具無し」の塗布装置が用いられている。具体的には、上記実施形態で説明した気流制御ユニット5が設けられていない塗布装置が用いられている。
比較例A2、B2においては、「改善治具のみ」の塗布装置が用いられている。具体的には、特許文献1に開示された気流制御ユニットが用いられているが、気流制御ユニットには羽根7が設けられていない。
図3及び図4に示す実施例A1〜A9、B1〜B9においては、上記実施形態で説明した気流制御ユニット5を備えた塗布装置100が用いられている。気流制御ユニット5の条件として、次の3つの条件を変更している。
(条件1)基板と羽根との間の高さ(0.8mm、1.0mm、1.2mm、2.0mm)
(条件2)上板の端部と羽根の先端部との間の距離(0.5mm、1.0mm、1.2mm)
(条件3)羽根の形状(図6(a)〜図6(c)に示す形状)
次に、「(条件2)上板の端部と羽根の先端部との間の距離」とは、図5(b)に示すように、上板11の角部11c(端部)と羽根7の先端部Pとの間の距離Dを意味している。
次に、「(条件3)羽根の形状」としては、傾斜面が形成されていない形状(図6(a)参照)、傾斜面7dが形成されている形状(図6(b)参照)、傾斜面7aが形成されている形状(図6(c)参照)を採用した。
図6(b)に示す傾斜面7dは、上板11の上面11aに対向しており、第2流路20に面している。傾斜面7dは、上記実施形態の傾斜面7aとは異なる。
一方、図6(c)に示す傾斜面7aは、上記実施形態の傾斜面7aと同一である。
以下に、実施例A1〜A9、B1〜B9の各々について、高さHの数値、距離Dの数値、及び羽根の形状を説明する。
実施例A1、B1においては、高さHを2.0mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(a)を採用した。ここで、「距離Dが0mm」とは、鉛直方向から見て、羽根7の側面位置と上板11の側面位置とが一致していることを意味する。
実施例A2、B2においては、高さHを2.0mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(b)を採用した。
実施例A3、B3においては、高さHを2.0mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A4、B4においては、高さHを0.8mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A5、B5においては、高さHを1.0mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A6、B6においては、高さHを1.2mmに設定し、距離Dを0mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A7、B7においては、高さHを1.0mmに設定し、距離Dを0.5mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A8、B8においては、高さHを1.0mmに設定し、距離Dを1.0mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
実施例A9、B9においては、高さHを1.0mmに設定し、距離Dを1.2mmに設定し、羽根の形状としては図6(c)を採用した。
図3及び図4から以下の点が明らかとなった。
(結果1)
比較例A1、B1の場合、全ての回転数において、基板の側面に対するレジスト液の付着量が大きいことが明らかとなった。
(結果2)
比較例A2の場合、1200rpmを超える回転数において、レジスト液が基板の側面に付着しなかったが、1120〜1200rpmの回転数では、レジスト液が基板の側面に局所的に付着したことが明らかとなった。1120rpmよりも低い回転数では、基板の側面に対するレジスト液の付着量が大きいことが明らかとなった。
(結果3)
比較例B2の場合、1380rpmを超える回転数において、レジスト液が基板の側面に付着しなかったが、1360〜1380rpmの回転数では、レジスト液が基板の側面に局所的に付着したことが明らかとなった。1360rpmよりも低い回転数では、基板の側面に対するレジスト液の付着量が大きいことが明らかとなった。
実施例A1〜A9の場合、比較例A2に比べて、低い回転数(例えば、1000rpm)において、レジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。また、上記条件1〜3を調整することで、1000rpmよりも低い回転数であっても、レジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
(結果5)
実施例B1〜B9の場合、比較例B2に比べて、低い回転数(例えば、1200rpm)において、レジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。また、上記条件1〜3を調整することで、1200rpmよりも低い回転数であっても、レジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
羽根の形状に着目した場合、特に、実施例A1(図6(a))、実施例A2(図6(b))、及び実施例A3(図6(c))を比較すると、実施例A1では940rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A2では1000rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A3では800rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、図6(c)に示す傾斜面7aを有する羽根を用いることで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
羽根の形状に着目した場合、特に、実施例B1(図6(a))、実施例B2(図6(b))、及び実施例B3(図6(c))を比較すると、実施例B1では1160rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B2では1200rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B3では1060rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、図6(c)に示す傾斜面7aを有する羽根を用いることで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
高さHに着目した場合、特に、実施例A4(H=0.8mm)、実施例A5(H=1.0mm)、及び実施例A6(H=1.2mm)を比較すると、実施例A4では800rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A5では780rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A6では840rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、高さHを1.0mmに設定することで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
高さHに着目した場合、特に、実施例B4(H=0.8mm)、実施例B5(H=1.0mm)、及び実施例B6(H=1.2mm)を比較すると、実施例B4では1040rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B5では960rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B6では1000rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、高さHを1.0mmに設定することで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。
距離Dに着目した場合、特に、実施例A7(D=0.5mm)、実施例A8(D=1.0mm)、及び実施例A9(D=1.2mm)を比較すると、実施例A7では740rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A8では680rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例A9では760rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、距離Dを1.0mmに設定することで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。特に、実施例A1〜A9の中でも、実施例A8の構成を採用することにより、低い回転数であっても基板の側面へのレジスト液の付着を防止できることが明らかとなった。
距離Dに着目した場合、特に、実施例B7(D=0.5mm)、実施例B8(D=1.0mm)、及び実施例B9(D=1.2mm)を比較すると、実施例B7では960rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B8では900rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、実施例B9では1000rpmを超える回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないこと、が明らかとなった。このことから、距離Dを1.0mmに設定することで、より低い回転数においてレジスト液が基板の側面に付着しないことが明らかとなった。特に、実施例B1〜B9の中でも、実施例B8の構成を採用することにより、低い回転数であっても基板の側面へのレジスト液の付着を防止できることが明らかとなった。
Claims (2)
- 塗布装置であって、
基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持される前記基板上に塗布液を供給する供給機構と、
前記保持部を回転させる回転駆動部と、
前記保持部に保持される前記基板の周縁部から隙間を介して配置された上板と、前記上板の下面に対向配置された下板と、前記上板と前記下板との間に形成されているとともに導入口及び排出口を有する第1流路と、前記上板の上面に対向配置された羽根と、前記羽根と前記上板との間に形成された第2流路と、を有し、前記基板の外周で前記保持部と一体的に回転可能に配置された気流制御部と、
を具備する塗布装置。 - 前記羽根は、前記上板の前記上面に対向する羽根下面と、前記基板の前記周縁部の近くに位置する先端部と、前記先端部から延在するとともに前記羽根下面に対して鋭角で傾斜する傾斜面とを有する請求項1に記載の塗布装置。
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JP2017111536A JP6947538B2 (ja) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | 塗布装置 |
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