JPH04118073A - コーティング装置 - Google Patents

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】 （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。該スビンフータは、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８１の軸
心位置に対向するように配設されたデイスペンサ一部８
３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
、デイスペンサ一部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、スピンワークでは、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
イスペンサ一部８３から供給する必要がある。実際に、
デイスペンサ一部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、デイスペンサ一
部８３からの供給ｍ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ｍ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櫟供することにある。

（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、は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ｔｏト、該スロ・ノトフータ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ｌＯ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１゜の下方域から
該スロットコータｌＯ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ツト部材により
連結して構成されており、該ナツ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３
２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ツト部材により連結して構成
されており、該ナツ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・ノキング部材
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（３Ｘ３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、はぼ水
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６０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３Ｉにチャッキングされたガラス基板６０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スロットコー
タｌＯ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ＩＯ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ｌｌａが下面
に設けられた塗布へラド１１を有している。該塗布へラ
ド１１は、搬送軸６０とは直交する方向に長くなつた直
方体状をしており、コーティング材を吐出するスロット
ｌｌａ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
６゜の搬送軸６０と直交する方向の長さとほぼ同様にな
っテイル。ワーク調整機構３０は、チャッキング部材３
１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、塗布へラド１１のスロット
ｌｌａの下方に位置されるように、該搬送軸６０に沿っ
て、第２図に矢印Ａで示す方向へ移動される。

該塗布へラド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２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における塗布へラド１１のスロットｌｌ
ａと、ワーク調整機構３０におけるチャッキング部材３
１にチャッキングされたガラス基板７０とのギヤ・、ブ
が調整される。

該スロットコータｌＯ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・１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＃！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２
１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ｌＯ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、カバ一部材５０により覆われている。

該カバ一部材５０には、該カバ一部材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はカバ一部材５０の下方に気化溶剤を噴射すること
により、カバ一部材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、カバ一部材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
が上面になるように、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、は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、
塗布へノド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７
０に対向するギヤツブセンサ１２により、塗布ヘッド１
１のスロットｌｌａ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
へノド１１のスロット１１ａ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ｙ）ｌｌａ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、塗布へノド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、塗布へノド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）ｌｌａの延出方向とは直交する方向で
あるスピン式塗Ｍ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、塗布へノド１１のスロットｌｌａ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ｊ１３０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
布へ、ド１１のスロットｌｌａ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Ｍ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２
１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７
０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μ耐呈度の所定の
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３Ｉ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１
２および１３により、塗布ヘッド１１のスロッＨ１ａと
ガラス基板７０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ｌＯにより樹脂が塗布された後のガラス
基板７０は、カバ一部材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
、ガラス基板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。は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かない。

４　　　　　の　　　な！　Ｂ 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。

ｌＯ・・・スロットコータ、１１・・・塗布ヘラ）’、
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川ワ一ク調整機構、３１・・・チャック部材
、３２・・・調整軸軸、３３・・・昇降駆動軸、３５・
・・板厚センサ、５０・・・カバ一部材、５１・・・バ
ブリングノズル、７０・・・ガラス基板。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   。