JPS58137470A - メニスカス被覆方法 - Google Patents

メニスカス被覆方法

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JPS58137470A
JPS58137470A JP56187662A JP18766281A JPS58137470A JP S58137470 A JPS58137470 A JP S58137470A JP 56187662 A JP56187662 A JP 56187662A JP 18766281 A JP18766281 A JP 18766281A JP S58137470 A JPS58137470 A JP S58137470A
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INTEGUREITETSUDO TEKUNOROJIIZU
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    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/0091—Apparatus for coating printed circuits using liquid non-metallic coating compositions
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 被覆、特に、清浄な室状態における基板面の薄くて均一
な被覆。
８００４５０６１０２／８１２６５９２４１！Ｊ−１，
３３５１１，０１６５，０００Ｈ３００４６０６１０２
／８１２６５７２４１９−１３３５１１０２３６．００
０Ｈ精密被覆はフォトレジスト、ラッカードーノくント
、メタロオーガニック、反射防止等である。
従来の特許を挙げれば、 メーソン　　　　　１，２８９，５０７ゲラテイ　　　
　　３，２９４，５７６ラ　　　イ　　　ン　　　　　
　　　　　　　　　　３，３６７，７９１モラリテイ　
　　　　　　３，４２９，７４１モラリテイ　　　　　
　　３，４７３，９５５スタインホツフ　　　　　　　
　３，５３５，１５７アンドリウス　　　　　　　　３
，５８９．９７５フルチイ他　　　　　　３，７５６，
１９６ステルター　　　　　　４，００４，０４５ンユ
ネルダ他　　　　　　　　４，１．１４，５６３モリグ
チ他　　　　　　４，１５４，１９３がある。
従来技術は、パネルまたは基板の面に微薄層を均一に溶
着するに問題があった。はとんどの場合、メニスカス技
術によって均一な流体溶着を行うために、被覆流体に一
部浸漬した回転／リンダが使用される。
上記ステルタによれば、被覆材を水平せきに流し、基板
面を層流に接触させている。このせき技術の主たる欠点
は精密に流体の流量制御ができないことである。そのた
め被覆材の厚みに変化を来たし被覆の品質に影響する。
本発明によれば、基板等物品のメニスカス被覆は、被覆
材を通気可能で勾配を有する表面に流通させて、勾配面
の外側に被覆材の下向き層流を形成することにより行わ
れる。被覆される表面を有する物品は、被接される表面
が勾配を有する通気可能な表面の頂点で被覆材の層流に
交差するように、被覆材の下向き層流にだいし接線方向
に前進する。流動被覆材のメニスカスは被覆される表面
と接触する被覆材の前縁と後縁の両縁で支持される。被
覆面からの溶着過剰被覆材の均一な離脱と排出゛は均一
なメニスカスと、勾配面の外側の被覆材の一定下向き層
流とにより確実に行われる。
この発明は、ガラス、磁器、金属、プラスチックおよび
それらの組合せを含む基板の平坦部またはわん曲面上に
、フォトレジスト、ラッカー、ドーパント、ポリアミド
、反射防止被覆剤等の流体を溶着する装置および方法に
関する。
第１図において、Ｔは流体接触後縁、Ｌは流体接触前縁
、■は基板の速度（有孔流体アプリケータは固定）を夫
々示す。第１図において、有孔壁を有する円筒形アプリ
ケータ１２により本メニスカス被覆方法によって被覆さ
れる逆基板１０が示されている。円筒形アプリケータは
横軸線上に支持され、被覆流体供給管１６と、被覆剤回
収トラフ１４と、被覆剤出口１８とを含む。
逆基板は円筒形アプリケータ１２の外面上の被覆剤の流
下にだいし一様に接線方向に前進して、流体接触前縁り
と流体接触後縁Ｔとにメニスカスを表わす。
第２図に変型方法が示され、ここで、基板１０５− は固定態様で支持されているが、一方円筒形アプリケー
タ１２は基板の逆面にだいし縦方向に前進する。
第３図において、Ｌは流体接触前縁、Ｔは流体接触後縁
、Ｘは前稜縁メニヌカス間の距離鋼、αは基板の傾斜角
（図示例でαは０）、ｔは膜厚μｍ、ｈは有孔管上基板
の高さｃｍＶは基板にたいする管の移動速度ｃｍ／ｓｅ
ｃ、、ｄは平均孔径μｍ、ｆは有孔壁厚み硼、ｅは溶剤
蒸発速度ｃｒｊ／ｃ１１−ｓｅａ　、　Ｒは流体の流量
ｃｔｌ／ｃａ　・ｓｅｃ、　、　Ｔｆは流体温度℃、Ｔ
ｓは基板温度℃、Ｗは基板の全幅鋼、Ｃは流体のソリッ
ド濃度チ、ηは流体の粘度ｃｐを夫々示す。
第３図は第２図および第３図に示す態様によるメニスカ
ス被覆のパラメータを示している。
第５図は本発明の方法による逆基板のメニスカス被覆用
設備の略図である。有孔円筒形アプリケータ１２の外面
上の下方に層状に流れる被覆剤にだいし接線方向に前進
されるように逆基板１ｏは真空チャック２２に支持され
て、その平面に薄い被覆２０を塗布する。
　６− 被覆剤は管１６と一連のパイロット作動選択弁２８とを
経て有孔壁を介し半径方向に流れる。被覆剤タンクは３
００所で温度制御され、ソリッド濃度制御器３４と、粘
度指示器３２と、混合パドルとを図示のように有する。
また、０１〜０５ミクロン膜フィルタ２４．２５と共に
、チッ素パージ供給部が使用される。被覆剤を管１６内
に前進させる１つ以上の循還ポンプ２６　、２７が使用
される。回収した被覆剤の被覆剤タンクまたはタンクへ
の移送および清掃溶剤の清掃溶剤タンクまたはダンプト
ラックへの移送は出口管１８を経て行われる。また複数
個の流量制御弁３６．３８も使用される。
第６図および第７図には、本方法により使用される清掃
、被覆および乾燥アセンブリが示されている。基板１０
は、移送フレーム５８内で１８０度回転する真空取付は
休５６に取り付けられ、調節可能なケーブル４２、増り
巻きグーＩＪ４４．４．８等に支持され、割出し駆動モ
ータ４６により駆動される。
コンソール全体６０は、水準テーブル上面６０を表わす
ように調節可能なネジ付脚部５０に支持される。駆動モ
ータ６４により回転されタンク７ｏ内に支持される回転
洗浄ブラシ６２より構成される表面洗浄設備が図示され
ている。ブラシ６２とタンク７０とのアセンブリがロー
ラ７２に取り付けられてタンクとブラシとのアセンブリ
が軌道７６．７４とケーブル・シリンダ駆動装置６６と
によって取り付は体５６の前進線を横断するように構成
される。
また、表面水洗設備にだいし、溶剤洗浄流体を入れたタ
ンク８４内に保持される円筒形有孔アプリケータ８２を
含む、各個ケーブル・ンリンダ駆動装＃６８が使用され
る。表面洗浄タンクと円筒形アプリケータ８２とは、軌
道７８　、８０に係合するホイール８６に取り付けられ
る。
第６図には、図示のプラズマ室９ｏが、逆基板に係合す
るよう、リフト機構９２によって上下に往復するよう示
されている。
第６図に略示するように、円筒形アプリケータ１２と回
収タンク１４とはチッ素支持構成を含む被覆塗布ステー
ンヨンを構成する。赤外線加熱パネル９４を使用ｌ−て
被覆剤を乾燥する。装置全体は排気装＃５４により通気
を行うフード５２を有する。
また、第６図に示すように、移送フレーｌｙ　５６は、
乾燥後、１８０度回動して、荷卸しステー７ョンで基板
の被覆面の右側を上昇させる。
第９図、第１０図および第１１図図に流体アプリケータ
の変型が示されている。第９図の変型例において、円筒
形アプリケータの下方部分には、固形剤が充てんされ、
被覆剤が半径方向に流れないようにしである。
第１０図の変型において、円筒形面は断面が扁球になる
ように変型されている。
第１１図の円筒形面は断面が三角形になるように変型さ
れている。
本方法による精密被覆は、十分に制御された清浄な室環
境で基板面に塗布される。均一な薄膜を溶着する提案さ
れた装置と方法は、薄流体膜の塗布前の密結合表面調整
プロセスによって促進される。第４図、第６図および第
７図に示すように、初期基板処理段階は、表面の汚れを
除去するため官能溶剤による基板清掃と、制御ガス流プ
ロセス９− 等溶剤蒸発技術を典型的に含む乾燥工程と、コン跡有機
除去および完全脱水を行うプラズマ処理とを有する。同
様に、膜厚の一体性と均一性は、薄膜塗布後の密結合溶
剤蒸発・膜焼付は工程によって向上される。すべての処
理作業は、塗布中酸素と水分の接触を避けるためチッ素
その他年活性ガスで清浄できる。
有孔円筒形アプリケータの形状は凸状面、楕円状面でよ
く、またはこの発明から逸脱しないで円筒形状をさらに
変型できる。なお、膜被覆工程前に溶剤により基板面を
清掃水洗いするためにも、有孔円筒形状アプリケータを
使用してもよい。
本発明の方法により生じた薄い均一被覆は、粒子の汚れ
および吸収表面ガスの除去が改善され、基板面全体の膜
溶着均−性が改善され、さらに後縁被覆流体メニスカス
のよシ均一な離脱による最小パターンを有する脱党学的
品質が改善されたことにより、比較的欠かんの々い被覆
になる。
有孔円筒形アプリケータ１２は金属、プラスチックまた
は磁器材料で製造される。その構造は、１０− 均−な相互接続開口セル構造を含むようになっている。
実際には、ンリンダの凸状面への膜の流下は層状かつ均
一になっている。被覆装置を循還する流体の半径方向の
流れは、第８図に示すように管の下方部分の流れをおお
うことによって減少できる。このおおいは樹脂状または
水ガラス形成体で孔を密封することによって効果的に行
われる。
第３図において、ンリンダの外面にたいする流体流量台
は、肉厚ｆおよび平均孔径ｄを含む円筒形面パラメータ
により定まる。有効ンリンダは、基板との接触直前に被
覆材をろ過するので、潜在的流体の汚れを効果的に制御
する。
逆基板は、水平または、水平面かられずか傾斜した方向
に７リングの上面にほぼ接触するよう位置決めされるの
で、流動被覆材に接線方向に係合する。第３図は基板と
流体との接触中間面域における流体接触パラメータを詳
細に示す。円筒形アプリケータの凸状面の両１ｉｔｌｌ
に流体は下方に流れかつ排出する。一定日筒形アプリケ
ータにおける前縁マニスカスＬと後縁マニスカスＴとの
間の基板の流体接触長さＸは、有孔管上基板高さｈ、流
体の流量Ｒ１流体の粒度η、流体の温度Ｔｆ、基板の温
度Ｔｓ、有孔円筒形アプリケータの移動速度■を含むい
くつかのパラメータによって決定される。
過剰被覆材の排出は、重力と、有孔ンリンダの凸状面上
の落下湿潤膜の下向き層流とにより助けられる。液対液
凝集力は液封固体凝集力よシも小さいので、膜中の溶着
過剰液は／リングの両凸状面から重力により排出される
。基板に接触する、両前後縁におけるマニスカス接触面
の均一かつ直線状破砕は円筒形アプリケータの凸状面上
の落下湿潤膜の均一な下向き流動により向上される。
本方法の重要な利益は、事前の洗浄、水洗いおよびプラ
ズマ清掃工程での汚れ除去によシ被覆溶液のろ過があま
り必要でないこと、また、水分、ガス吸収および（また
は）懸濁粒子により本質的に汚れるような、被覆流体が
周囲環境にあまりさらされないことである。有効ンリン
ダ１２の下側の孔をおおうこＪ：によシ装置内を循環す
る流体量を比例的に減少する。この情況は、せん断効果
により化学的に変えられる一方、２気圧以上の圧力で大
きさが下位ミクロンの膜フィルタを通過するフォトレジ
スト溶液にとって特に望ましい。
本発明によれば、厚みが０２ミクロン以下のきわめて薄
いポジチブフォトレジスト膜が±１パーセントの端から
端までの膜均一性でガラス、磁器および金属基板面に溶
着される。第３図に示すように、その埋みと安定度は、
溶液粒度η、ドロー速度Ｖ、流体流量Ｒ１管上基板高さ
ｈ、基板表面特性、および夫々、基板面温度Ｔｓと被罹
材温度Ｔｆに影響される蒸発速度ｅによって制御される
。
第５図に示すように、装置の残部を循環する流体よりも
数倍近い被覆材を収容する被覆材タンク内の被覆溶液の
循環により、蒸発により溶剤が除去されるため、一定時
間にわたる被覆材ソリッド濃度の変化を少なくする。
被覆流体ソリッド濃度の均一性は、被覆流体の分析によ
り設定される、被覆材タンク内の溶剤を正しく補調節す
ることによって容易に保持される。
溶剤タンクおよびダンプタンクは、被覆塗布装１３　− 置に、処理停止後に清掃能力を付与するのに望ましい。
典型的な手順は、被覆流体を被覆材タンクへ排出してか
ら、一定位の被覆材が除去されるまで装置内を溶剤で清
掃することである。
実施例　１ 基板二酸化インジウムがすでに塗布されているにインチ
厚のガラス基板。
液体結晶表示装置に使用される基板。
移送機構二 第６図および第７図に示される機械は、基板保持取付体
を次の処理ステーションへ移送する割出機構を具えてい
る： ステーション第１　号：　装荷ステーション、ステーン
ヨン第２号：表面洗浄ステ−ンヨン、ステーンヨン第３
号二表面水洗ステーンヨン、ステーンヨン第４号：プラ
ズマ表面処理ステーンヨン、 ステーションｉ　５　号：　被覆ｍ布ステーンヨン、１
４− ステーンヨン第６号：乾燥ステー／ヨン、ステーンヨン
第７号：荷卸ステーション。
被覆前の清掃手順： １　装荷ステーション 基板の反転、 ２　表面洗浄ステー７ョン 粒子、有機および無機の汚れ移動除去、外径２尾インチ
のナイロンブラン１２を１２０ｒｐｍ（５０〜２００　
ｒｐｍ範囲で調節可能）、イソプロピル・アルコールを
使用して回転ブラシを湿潤する。アルコールは常時、０
２ミクロン深さのフィルタでろ過する。
３　表面水洗ステーション 固定有孔アプリケータ８２を使用して基板面をイソプロ
ピル・アルコールで常時、洗って湿潤して汚れを除去す
る。アルコールは０．２　ミクロン深さのフィルタで常
時ろ過する。
４　プラズマ表面処理ステーション こん跡水分、吸収したガス状有機性汚れを除去し最大表
面湿潤を得る。
基板をこのステーションに割出した後、プラズマ真空室
９０を支持パレット上に押し上げる。
真空室９０を１トル真空に下げた後、酸素プラズマを４
０秒間定着させる。基板温度は５０℃に達する。
５　被覆塗布ステー７ョン シップレイ１３５０Ｊ、ポジチプフォトレジストを１５
インチソリッド含量で塗布する。
材料を０２ミクロン深さのフィルタで常時ろ過する。
円筒形アプリケータへの送シ圧力は１４ｐ、ｓ、ｉ。
である。
円筒形アプリケータの孔径は１０ミクロンである。
円筒形アプリケータの走査速度は毎分４インチである。
得られる被覆厚みは０７５ミクロンである。
６　乾燥ステーション 赤外線放射パネル９４を使用して被覆を乾燥させる。
パネル温度を３５０°Ｆに設定する。
空気の直尺流量−毎分１０リニヤフィー　１−。
乾燥時間−４分 基板温度−４分後、９０°１・。
７　荷卸しステーション 基板１０を右側に回動上昇させパレットからはずす。
この発明の目的は、基板被覆を゛清浄室“ふん囲気で行
い、基板面の清浄、水洗い、プラズマ処理および乾燥処
理工程を、メニスカス被覆と合せて高い被覆一体性（低
欠かん度）、優れた均一性および反復性を有する膜を得
ることにある。
第４図は、薄くて均一で欠かんのない被覆を得るためこ
の発明のメニスカス被覆方法と密結合できるボテンンヤ
ル処置作動を要約している。
清浄方法は、ブラシによる溶剤洗い、超音波洗浄および
（または）他の機械的洗浄方法を含む。
ついで基板は、溶剤乾燥除去前に高純度の水お主１７− び（または）溶剤でゆすぐ。また有孔円筒形アプリケー
タを利用して、溶剤で基板を清浄しゆすいでもよい。溶
剤乾燥は、制御ガス流を介する蒸発作動および（または
）真空方法を含む。さらに溶剤汚れはかま加熱および（
または）プラズマ処理により除去できる。つぎに、清浄
乾燥した基板は本方法によりメニスカス被覆される。流
体膜乾燥方法は溶剤乾燥除去作動で使用される方法と同
様である。乾燥・被覆］１程を含むいくつかの作動は窒
素および（または）他の不活性ガスを追放して酸素およ
び水分の接触を回避する。
本方法による精密被覆は、っぎのようなマイクロ電子リ
トグラフィの多くの分野で有利であることが期待されて
いる。
１　シリコンウェーハに被覆されるフォトレジスト；１
ミクロンのりｌ・を使用し、密度が６５Ｋから２５６ビ
ツト、マイクロプロセッサチップ、３２ビツト等に増大
する記憶回路を製造する。
２　ソーラ装置用に、円形、方形または長方形のシリコ
ンウェーハに被覆されるフォトレジスト。
３　ガラス基板、例えば、プラズマおよび液体結晶表示
パネル、薄膜装置、マスク等に被覆されるフォトレジス
ト。
４　磁器（セラミック）等ハイブリッド回路材に被覆さ
れるフォトレジスト。
５　ポリアミド、非反射材、導電フィルム、ド”　ｌ・
等被ｇ　材がノリコンウェーハ、ガラス、金属化ガラス
、磁器面等に被覆される。
６　清浄流体、ゆすぎ材および気体状乾燥媒体等信の被
覆材が、本方法により、基板に被覆される。
【図面の簡単な説明】
第１図は固定円筒形面の外側にある被覆相の流下にたい
し接線方向に逆基板が前進する状態を示す一部断面にし
た略図、第２図は逆基板が固定態様で支持されるが円筒
形面が逆基板にだいし縦方向に前進する変型を示す部分
斜視図、第３図は精密膜の溶着に関係するパラメータを
示した部分垂直断面図、第４図は本発明の実施に使用さ
れる清掃、被覆および乾燥を含む基板処理工程の略図、
第５図は本方法を実施するための設定案を示す略図、第
６図は基板面の清掃、被覆および乾燥アセンブリ案の垂
直正面図、第７図は第６図に示すアセンブリの平面図、
第８図は被覆材を円筒形壁に半径方向に分配する、有孔
壁を有する円筒形アプリケータを示す垂直断面図、第９
図は円筒形壁が被覆材の流れを通さないようにしたもう
１つの変型の垂直断面図、第１０図は被覆材の下向き層
流が扁球面上にある、さらに他の変型の垂直断面図、第
１１図は被覆材の下向き層流が三角形而上にある他の変
型を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 １２．８２、−アプリケータ、１４　　被覆材回収トラ
フ、１６・・・被覆材供給管、１７・・・被覆材出口、
２４゜２５　　フィルタ、２６　、２７・・ポンプ、６
２・・洗浄ブラシ、７０・・タンク、９０　　プラズマ
室、９２・　リフト・Ｌｏ・°前縁、Ｔ・・後縁。 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 ０ 特開昭５８−１３７４７０　（９） 第０図 第１０図 第１１図 特許庁長官殿 昭和５６年特許願第１８７６６２号 ２、発明の名称 メニスカス被覆方法 ３、　補正をする者 事件との関係　出、願人 ４、代理人 住所　東京都港区南青山−丁目１番１号別紙のとおシ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）物品のメニスカス被覆方法において、Ａ０通気可
    能で交差する勾配面に被覆材を流通して勾配面の外側に
    被覆材の下向き層流を形成すること；Ｂ　物品の表面が
    勾配面の頂点で被覆材の層流に交差するように、被覆さ
    れる物品を被覆材の前記層流に接線方向に平面にそい前
    進させること、Ｃ１前記物品に接触する被覆材の前縁と
    後縁の両縁で流動被覆材のメニスカスを支持すること、
    およびり、物品の被覆された表面を被覆材の前記層流か
    ら均一に離脱させることより成るメニスカス被覆方法。
  2. （２）物品のメニスカス被覆方法において、Ａ　通知可
    能で交差する勾配面に被覆材を流通して勾配面の外側に
    被覆材の下向き層流を形成すること、Ｂ　被覆される表
    面が勾配面の頂点で被覆材の層流に交差するように、通
    気可能で勾配を有する表面を物品面の方・＼接線方向に
    平面にそい前進させること、Ｃ１前記物品に接触する被
    覆材の前縁と後縁の両縁で被覆材のメニスカスを支持す
    ること、およびり、物品の被覆された表面を被覆材の前
    記下向き層流から均一に離脱させることより成るメニス
    カス被覆方法。
  3. （３）物品のメニスカス被覆方法において、Ａ　通気可
    能で交差する勾配面に被覆材を流通して勾配面の外側に
    被覆材の下向き層流を形成すること、Ｂ、物品の表面が
    勾配面の頂点で被覆材の層流に交差するように、被覆さ
    れる物品を通気可能で勾配を有する表面の方へ前進させ
    る一方、勾配面を物品の方へ同時に縦方向へ前進させる
    こと、Ｃ前記物品に接触する被覆材の前縁と後縁の両縁
    で被覆材のメニスカスを支持すること、およびり、物品
    の被覆された表面を被覆材の前記下向き層流から均一に
    離脱させることより成るメニスカス被覆方法。
JP56187662A 1981-05-20 1981-11-20 メニスカス被覆方法 Granted JPS58137470A (ja)

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