(57)【要約】      （修正有）【課題】回転塗布時の基板上における物質層厚さの均一性を改善した基板塗布装置を提供する。【解決手段】装置は、基板２を軸Ａの回りに保持し回転させる保持回転手段を含む。円板３が基板の下方に備えられる。円板は、基板に対して同軸に配置され、基板と少なくとも同じ直径を有し、基板と同期して回転できる。円板により、基板の塗布中、基板の縁部と下方における空気渦が防止される。その結果、均一な塗膜を得ることが可能となる。伝統的な把持システムによって装置への基板の出し入れをするために、出し入れの間、基板と円板の間隔が拡げられる。【選択図】図１ｂ
2010214361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料の振り落としにより基板（２、１０２）を塗布する装置であって、
基板（２、１０２）を基板平面に対して本質的に垂直な軸（Ａ）の回りに保持し回転させる保持回転手段、
基板（２、１０２）の下方に配置され、これに同軸で、基板（２、１０２）と少なくとも同じ直径の円板（３）、及び
基板（２、１０２）と円板（３）の間隔（ｄ）を変更する間隔変更手段（４）
を含む、装置。
【請求項２】
円板（３）を基板（２、１０２）と同期して軸（Ａ）の回りに回転させる手段を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
円板（３）が軸（Ａ）と同軸の穴を有し、間隔変更手段（４）が前記穴を通って延びて基板（２、１０２）を支持し、伸張できるか、又は円板（３）に対して相対的に移動可能である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
円板（３）が円板保持具（５）により間隔変更手段（４）に対して軸方向に相対移動可能である、請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
間隔変更手段（４）が保持回転手段として構成されている、請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
保持回転手段が基板（２）の軸方向穿孔に嵌る中心ピン（１）を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
保持回転手段が基板（１０２）の両側を同軸に押圧する締め付け手段として構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
基板（２、１０２）と円板（３）の間隔（ｄ）が、塗布工程中、０．１ないし０．３ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍである、請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の振り落とし（spinning-off）により基板を塗布する装置に関する。特に、塗布工程における基板の縁部や背面の汚染を防止でき、一様な塗布を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１０  ２００７  ０３３２２６Ａ１では、液体を層状に塗布する空気力学的回転（spinning）工程が開示されており、単一ウエハ器械として実現され、少なくとも１つの空気流装置と少なくとも１つの保持・移動装置を含んでいる。更なる技術的背景は、ＵＳ２００１／０００３９６５Ａ１、ＤＥ１０  ２００４  ０１１８５０Ｂ４、ＵＳ６５７６０５５Ｂ２、ＵＳ６３０６４５５Ｂ１、ＵＳ５８０３９６８Ａ、ＵＳ５７６２７０９Ａ、ＵＳ５７１８７６３Ａ、特開２００４−７２１２０号公報及び特開平２−１４９３６７号公報に開示されている。
【０００３】
通常の基板塗布装置では、基板が回転され、同時に基板塗布物質が基板に塗られる。回転運動により物質、例えばラッカーが基板上に拡げられる。物質を振り落とすとき、空気渦が基板縁部又は基板の下側で起こる。この空気渦により縁部と背面の少なくとも一方の汚染が起こる。基板上における物質層厚さの均一性を２０％未満とすることは、ほとんど不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、基板上における物質層厚さの均一性を改善した基板塗布装置を提供することである。更に、フィンガ、フォークや縁部把持具（edge gripper）のような伝統的な把持システムによる装置への基板の自動出し入れを提供する。本発明のこれらの目的は、請求項記載の特徴によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの目的の達成において、本発明は次の基本的発想から出発している。すなわち、塗布する基板の下方に基板と同軸で少なくとも基板と同じ直径の円板を備える。基板と円板の間隔を比較的狭く調節すると、塗布工程での空気渦を避けることができる。これにより塗布の均一性が増す。伝統的な把持システムによる基板塗布装置への基板の出し入れを可能とするために、基板と円板の間隔は、出し入れの期間中拡げられる。
【０００６】
基板塗布装置は、基板平面に対して本質的に垂直に延びる軸の回りに基板を保持し回転させる保持回転手段を含む。基板の下方には、基板に対して同軸で基板と少なくとも同じ直径の円板が備えられる。基板と円板の間隔が狭いとき、基板の縁部と下側における空気渦が防止される。これにより基板塗布の均一性が改善される。基板と円板の間隔は間隔変更手段により変更することができる。これによって、伝統的な把持システムによる装置への基板の出し入れが可能となる。円板回転手段を用いる場合、円板は、上記軸の回りに基板と同期して回転することができる。
【０００７】
間隔変更手段は、基板と円板の共通軸に沿い円板の穴を通って延びるよう構成することができる。基板と円板の間隔は、間隔変更手段を伸張するか、又は円板に対して軸方向に相対移動可能に構成することで変更できる。代替的に、基板と円板の間隔を変更するために、円板保持具によって間隔変更手段に沿って軸方向に円板を動かすこともできる。間隔変更手段は、保持回転手段として構成することができる。
【０００８】
基板の保持回転手段は、基板の軸方向穿孔に嵌る中心ピンを含むことができる。中心ピンは、基板が置かれる支持面の中心に設けることができる。支持面は間隔変更手段の端面で形成することができる。他に可能な基板保持回転手段は、基板の第１の側における支持面と基板の第２の側における対向面を含む。支持面は、間隔変更手段の端面で形成することができる。塗布を行う基板よりも小径の対向面により基板の第２の面に圧力が加えられ、基板が接触面と対向面の間で締め付けられる。そして、両側から基板に作用する力は、基板に対して本質的に同軸で加えられる。
【０００９】
基板塗布中、基板縁部と基板下側の空気渦を防止するため基板と円板の間隔は比較的狭く、好ましくは０．１ないし０．３ｍｍ、特に好ましくは０．２ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下では、図面中の次のような概略図を用い、本発明について更に詳細に説明する。
【図１ａ】本発明の基板塗布装置の平面図を示す。
【図１ｂ】円板と基板が比較的接近した状態の、図１ａの破線に沿った断面図である。
【図１ｃ】把持システムが基板を装置から持ち上げるか、又は装置上に置く時点における、図１ｂに類似した断面図である。
【図２ａ】円板と基板が比較的接近した状態の、本発明の他の基板保持法の概略図である。
【図２ｂ】把持システムが基板を装置から持ち上げるか、又は装置上に置く時点における、図２ａに類似した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１ａでは、装置は、塗布する基板２と共に、中心ピン１及び円板３を含んでいる。中心ピン１、基板２及び円板３は、軸Ａに対して同軸に配置されている。塗布する基板２は、中心に穴を持つウェハ、ＣＤ、ＤＶＤ等である。この場合、中心ピン１は、基板２の穴の中まで、又は穴を貫通して延びている。
【００１２】
図１ｂは、図１ａの破線に沿った断面を示している。基板２は、中心ピン１と基板２が載置されている支持面８により保持されている。支持面８は、基板２と円板３の間隔を変更する手段４の端面で形成されている。塗布工程（例えばラッカー塗り）における基板２の回転軸Ａは、図１ｂでは一点鎖線で示されている。基板２と円板３の間隔を変える間隔変更手段４の下には、間隔変更手段４を回転して基板２と中心ピン１をも回転する原動機（図１ｂでは不図示）が備えられている。円板３は基板２の下方に配置されている。円板３の直径は、少なくとも基板２の直径と同じである。塗布工程の間、基板２と円板３の間隔ｄ１は、例えば０．１ｍｍないし０．３ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍである。円板３は、円板保持具５で保持できる。円板保持具５は、間隔変更手段４で保持できる。円板３は、基板２と同期して回転することができる。この場合、円板保持具５は、間隔変更手段４と剛性連結することができる。
【００１３】
基板２と円板３の間隔ｄ１が小さいため、基板２の縁部と下方における空気渦を避けることができる。円板３が無い場合、この空気渦が縁部と背面の汚染を生じる。この場合、層厚許容範囲２０％未満での基板の均一塗布（ラッカー塗り）は、ほとんど不可能である。このような空気渦は、図示された装置を囲む筐体（図１ｂでは不図示）にも影響され得る。塗膜（ラッカー）を振り落とす間、円板３は空気渦を防止する。塗膜（ラッカー）を下方へ引き込んで端部と背面の汚染を生じる空気流は生じない。円板３により、基板縁部で塗膜（ラッカー）蓄積を生じる空気渦が生じないため、３％未満の塗膜厚均一性が可能となる。
【００１４】
円板３は、塗布（ラッカー塗り）する基板２と少なくとも同じ直径を有している。上述のように、基板２と円板３の間隔は比較的狭く、例えば０．２ｍｍである。その結果、塗布装置に自動的に基板２を出し入れすることは、通常のウエハ端部エフェクタ（フィンガ又はフォークの把持具）や通常の縁部把持端部エフェクタ（縁部把持具）では、付加的対策なしには不可能であった。したがって、本発明は、基板２と円板３の間隔を拡げられる上昇機構を備え、伝統的な把持システムによる自動出し入れを可能とする。
【００１５】
図１ｃは、基板２が基板縁部で基板２を把持する伝統的な把持システム６（縁部把持具）により本発明装置にどのように出し入れされるかを例示的に示すものである。基板２と円板３の間隔を変更する間隔変更手段４は、伸張できるか、又は円板３に対して相対移動することができる。この動作により、基板２と円板３の間隔ｄ２（図１ｂ及び図１ｃ参照）を拡げることが可能である。そうすると、図１ｃに示されているように、基板２を本発明装置に出し入れすることが可能となる。この替わりとして、基板２と円板３との間隔ｄ１を間隔ｄ２に拡げるために、円板３を含めて、円板保持具５を間隔変更手段４に沿って移動させてもよい。
【００１６】
本発明の装置が筐体内に位置する場合（図１ｂ及び図１ｃでは不図示）、基板２と円板３の双方を上方へ（筐体の縁部を超えて）移動させることが有利である。これにより基板２の装置への出し入れを簡単化できる。このためには、当然ながら、基板２と円板３の間隔を更に拡げることが必要である。
【００１７】
図２ａ及び２ｂは、基板１０２を保持することが可能な複数の代替案中の他の代替案を示している。それ故、ここでは基板１０２を保持する新たな態様だけを説明する。残りの特徴については、図１ａ、１ｂ及び１ｃの記載を参照する。この代替的保持回転手段は、中心穴を持たない基板１０２に適している。図２ａによれば、基板１０２は、第１の側（図２ａでは下側）が支持面１０８上にある。逆圧要素１０７は、対向面１０９を基板１０２の第２の側（図２ａでは上側）に対して押付ける。その結果、基板１０２は、２つの面１０８及び１０９の間で締め付けられる。逆圧要素１０７の対向面１０９は直径が十分に小さく（基板１０２と比較して）、基板１０２の塗布工程の邪魔にはならない。
【００１８】
図２ｂは、これも図１ｃと類似しており、伝統的な把持システム６による本発明の装置への基板１０２の出し入れを示している。
【００１９】
基板１０２を保持する他の代替案は、吸着カップ（不図示）とすることができる。このためには、基板１０２を吸着カップにより支持面１０８に吸着する。この場合、中心ピン１や逆圧要素１０７は不要である。
【図１ａ】
2010214361.tif 000003
【図１ｂ】
2010214361.tif 000004
【図１ｃ】
2010214361.tif 000005
【図２ａ】
2010214361.tif 000006
【図２ｂ】
2010214361.tif 000007
【外国語明細書】
2010214361.tif 000008
2010214361.tif 000009
2010214361.tif 000010
2010214361.tif 000011
2010214361.tif 000012
2010214361.tif 000013
2010214361.tif 000014
2010214361.tif 000015
2010214361.tif 000016