JPH0673650B2 - チヤツク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板を回転させながらその表面に薬液を塗布す
る場合に、前記基板を保持して回転させるチャックに係
り、特に、矩形状をした前記基板に均一な膜厚を得るの
に好適で、しかも基板のチャックへの自動取付け、取外
しが容易なチャックに関する。

〔従来の技術〕

従来、基板を回転させながらその表面に薬液を塗布する
場合に、前記基板を保持して回転させるのに使用するチ
ャックとしては、例えば実開昭58−111941号公報に記載
されているように、裏面に基板保持面に対して垂直な中
空軸を有し、この中空軸内を通る真空空気によって前記
保持面に基板を吸着するものが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術は、シリコンウエハにレジスト、ポリイミ
ド樹脂などの薬品層を形成する場合に使用されている。

しかるに、前記シリコンウエハが円形状をしている場合
には、従来のチャックを使用してもシリコンウエハ上に
十分な薬品層を均一に形成することが可能かもしれない
が、感熱記録ヘッドに使用される基板のように紙の形状
に対応するように矩形状に形成されている場合には、十
分な薬品層を均一に形成することが困難であった。

すなわち、第５図に基板の対角線と短辺との比（以下矩
形比という）と、従来のチャックを用いてレジストを塗
布した場合のレジスト最大厚さと最小厚さとの比（以下
膜厚比という）の関係を示した図に示すように、従来の
チャックでは、円板状の基板の場合にはレジスト膜厚が
基板内で均一であるが、矩形比が大きくなるのに伴って
レジスト膜厚比が増大し、結果として均一なレジストパ
ターンを形成することができない。例えば、矩形比√10
の基板にレジストを塗布した場合について実験した結
果、第６図に示すように、基板１が矢印Ａ方向に回転す
ると、基板１の回転中心と一致する点を中心にして基板
１の幅Ｂと一致する直径までの円内では、均一な膜厚1.
0μｍを得られるが、基板１の幅Ｂを超える直径になる
と、膜厚が1.0μｍ、1.5μｍ、2.0μｍおよび2.5μｍと
いうように外周に行くのに伴って膜厚が厚くなり、不均
一な膜厚になってパターン不良の原因になる。

この理由は明確ではないが、発明者の推測によれば、基
板１の幅Ｂを超えるパターンの直径になると、該各パタ
ーンの基板１の幅Ｂを超える部分にチャックの回転に伴
う空気の乱流が発生するため、不規則な形状でレジスト
膜厚が変化するものと思われる。

そのため、従来のチャックを用いて均一なパターンを形
成するには、基板を大型化してその幅方向の内接円内の
みにパターンを形成する必要がある。

一方、ローラ・ロータ法では、基板形状によらずほぼ均
一なレジスト膜を得られるが、キシレンを溶剤とするネ
ガジストの塗布ができないという問題があって、スピン
塗布での膜厚分布改善を行う必要がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、例え
矩形比の大きい基板でも、均一な膜厚を形成可能とし、
しかも基板のチャックへの自動取付け、取外しが容易な
チャックを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、上面に矩形基板を真空吸着して保持し、該
保持された矩形基板上に回転しながら薬液を塗布する円
形状のチャック10において、該チャック10の直径を前記
矩形基板の対角線とほぼ同長とし、該チャック10上に前
記矩形基板を遊嵌可能な幅、長さおよび該矩形基板の厚
さとほぼ同じ深さとを有する矩形基板保持用の溝11を、
チャック10の回転中心部を半径方向に貫通して形成し、
該溝11の形成によりその両側のチャック10上に、割円状
の一対の均流部15が形成される構成にすることにより達
成される。

また、前記目的は、上面に矩形基板を真空吸着して保持
し、該保持された矩形基板上に回転しながら薬液を塗布
するチャック10′において、前記矩形基板の対角線とほ
ぼ同長の直径の円形板材より成形された２つの対向する
扇形部上に、前記矩形基板を遊嵌可能な幅、長さおよび
該矩形基板の厚さとほぼ同じ深さとを有する矩形基板保
持用の溝11′を形成し、該形成された溝11′に前記矩形
基板を遊嵌した際、該矩形基板の下面両側の一部が露出
するように溝11′を切り欠いた切欠き部20を形成し、前
記溝11′の形成により前記２つの扇形部上に、扇形状の
一対の均流部15′,15′が形成される構成にすることに
よっても達成される。

〔作用〕

上記構成からなるチャックの保持面に矩形基板を保持
し、回転しながら前記基板の塗布面にレジスト膜を塗布
する実験を行ったところ、従来に比較してレジスト膜の
膜厚比が減少する結果が明らかになった。

この実験結果から、チャックの回転に伴ってレジスト膜
が、基板の塗布面から外れて基板外の空間部に達した
後、再び塗布面上に位置するまでの間に乱流となり、こ
の乱流が均流部によって除去されて前記塗布面上に達す
るものと思われる。

また、発明者は、前記基板の矩形比を√10にした場合の
該基板の厚さから前記均流部の厚さを差し引いた差と、
レジスト膜厚比との関係について実験したところ、第７
図に示すように、前記基板の厚さと均流部の厚さとの差
が、−0.5mmのとき、レジスト膜厚比が最も小さく、こ
れより均流部の厚さが厚くなったり薄くなったりするの
に伴ってレジスト膜厚比が増加することが明らかになっ
た。

しかも、前記両者の厚さの差が＋0.3mmないし−1.0mmの
場合には、パターン幅が10μｍ程度のときレジスト膜厚
比が1.7以下となり、従来に比較して大幅に改善される
ことが明らかになった。

従って、基板の許容されるレジスト膜厚比に対応して、
予め基板の厚さに対する均流部の厚さを設定すれば、容
易にレジスト膜厚比を減少することができる。

本発明によるチャックは、（ｉ）チャック上面の回転中
心部を通る中央部に、半径方向に貫通する基板保持用の
溝を形成して、該基板保持面の長手方向位置には一切均
流部を設けないため、基板をその保持面上を摺動させな
がら容易にチャックに自動取付け、および取外しするこ
とが可能であり、また、（ii）前記基板保持用の溝の両
側のチャック表面の対角位置に、扇形状の一対の均流部
を形成するとともに、該基板保持用の溝の底面に、矩形
基板の両側下面の一部をチャックの端部より露出させる
切欠き部を形成したことにより、この露出部を利用し
て、例えば回転軸を有する上下アームで保持し、上方か
ら容易に自動取付け、および取外しを行うことが可能に
なる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図および第８図
により説明する。

第１図、第２図および第８図に示すように、円形状のチ
ャック10の直径は、矩形状の基板１の全面が載置される
だけの大きさ、つまり基板１の対角線の長さとほぼ同じ
になっている。チャック10表面（上面）の回転中心部を
通る中央部には、半径方向に貫通し、かつ前記基板１を
遊嵌する幅を有するとともに、基板１の厚さとほぼ同じ
深さの直線状の溝11が形成され、基板１の保持面となる
溝11の底面18の中心部には、真空源（図示せず）に接続
する真空吸引穴12が形成されている。14は真空吸引穴12
を中心にその周囲に形成されたＯリング溝で、Ｏリング
溝14には基板１を浮上した状態で支持するＯリング13が
遊嵌されている。15は溝11の形成によりその両側のチャ
ック10表面に割円状に残された一対の均流部である。

本発明によるチャック10は前記のように構成されている
から、真空吸引穴12より真空吸引して、溝11のＯリング
13の内側の溝底面18と基板１との間の圧力を減圧し、こ
れによって基板１を固定する。

ついで、チャック10を図示しない駆動機構によって、回
転軸19を中心に矢印Ａ方向に回転し、基板１上にレジス
ト膜を塗布すると、均流部15により基板１の両側、特
に、前記第６図にて説明した基板１の幅Ｂを超える直径
の各パターン部分に発生していたチャックの回転に伴な
う空気の乱流が防止され、基板１のレジスト膜塗布面の
膜厚を均一化することができる。

また、均流部15は、溝11の両端部、すなわち、基板受入
部16と基板送り出し部17には形成されていないので、基
板１を基板受入部16から溝11をガイドとして、図示しな
い押し込み機構を使用してＯリング13上および溝底面18
上を矢印Ｃ方向に摺動させながらチャック10に自動取付
けすることができ、また同様に、基板１の取外しについ
ても図示しない押し込み機構を使用して自動的に処理す
ることができる。

つぎに、本発明の他の実施例を第３図および第４図によ
り説明する。

第３図および第４図において、チャック10′は矩形状の
基板１の対角線の長さとほぼ同じ直径の円形板材より成
形された２つの対向する扇形部よりなっており、該２つ
の扇形部上には、基板１を遊嵌する幅を有するととも
に、基板１の厚さとほぼ同じ深さの矩形基板保持用の溝
11′が、その回転中心部を貫通して形成されている。基
板１の保持面となる溝11′の底面中心部には真空源（図
示せず）に接続する真空吸引穴12′が形成されている。
14′は真空吸引穴12′を中心にその周囲に形成されたＯ
リング溝が、Ｏリング溝14′には基板１を浮上した状態
で支持するＯリンク13′が遊嵌されている。15′,15′
は、溝11′の形成により２つの扇形部からなるチャック
10′上の対角位置に扇形状に形成された一対の均流部で
ある。20は溝11′の底面の切欠き部で、該切欠き部20
は、溝11′に基板１を遊嵌した際、該基板１の下面両側
の一部がチャック10′より露出するように形成されてお
り、該基板１の露出部２を，例えば図示しない回転軸を
有する上下アームで保持することにより、基板１を溝1
1′に対して、上方から容易に自動取付け、および取外
しを行うことが可能になる。

従って、本実施例においても、前記第１図、第２図およ
び第８図に示した実施例と同一効果を得ることができ
る。

なお、前記各実施例においては、レジスト塗布の場合に
ついて述べたがこれに限定されるものではなく、例え
ば、ポリイミド樹脂などの層を形成する場合にも実施可
能で、均一な膜厚の層を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、矩形比の高い基
板に実施した場合でも、均一な厚さのレジストあるいは
ポリイミドを形成することができ、しかも基板のチャッ
クへの自動取付け、取外しを容易に行い得る効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すチャックの平面図、第
２図は第１図のII−II断面図、第３図は本発明の他の実
施例を示すチャックの平面図、第４図は第３図のIV−IV
断面図、第５図は従来のチャックによるレジスト塗布の
矩形比と膜厚比との関係を示す図、第６図は従来のチャ
ックによるレジスト塗布時の膜厚分布図、第７図は本発
明によるチャックを用いて塗布したときの基板膜厚と均
流部厚さとの差とレジスト膜厚比との関係を示す図、第
８図は第１図のVIII−VIII断面図である。 １…基板、10,10′…チャック、11,11′…溝、12,12′
…真空吸引穴、13,13′…Ｏリング、14,14′…Ｏリング
溝、15,15′…均流部、16…基板受入部、17…基板送り
出し部、18…溝の底面（基板の保持面）、19…回転軸、
20…溝底面の切欠き部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に矩形基板を真空吸着して保持し、該
   保持された矩形基板上に回転しながら薬液を塗布する円
   形状のチャック10において、該チャック10の直径を前記
   矩形基板の対角線とほぼ同長とし、該チャック10上に前
   記矩形基板を遊嵌可能な幅、長さおよび該矩形基板の厚
   さとほぼ同じ深さとを有する矩形基板保持用の溝11を、
   チャック10の回転中心部を半径方向に貫通して形成し、
   該溝11の形成によりその両側のチャック10上に、割円状
   の一対の均流部15が形成される構成にしたことを特徴と
   するチャック。
2. 【請求項２】上面に矩形基板を真空吸着して保持し、該
   保持された矩形基板上に回転しながら薬液を塗布するチ
   ャック10′において、前記矩形基板の対角線とほぼ同長
   の直径の円形板材より成形された２つの対向する扇形部
   上に、前記矩形基板を遊嵌可能な幅、長さおよび該矩形
   基板の厚さとほぼ同じ深さとを有する矩形基板保持用の
   溝11′を形成し、該形成された溝11′に前記矩形基板を
   遊嵌した際、該矩形基板の下面両側の一部が露出するよ
   うに溝11′を切り欠いた切欠き部20を形成し、前記溝1
   1′の形成により前記２つの扇形部上に、扇形状の一対
   の均流部15′,15′が形成される構成にしたことを特徴
   とするチャック。