(57)【要約】【課題】半導体基板又はＭＥＭＳ基板に任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供する。【解決手段】第１方向へ往復移動するスライダ１５に搭載され、塗布液５５を噴射するスプレーノズル２０と、基板ホルダ３０に保持されて回転又は第１方向に直交する第２方向へ往復移動する基板５０とを対向配置し、スプレーノズル２０により塗布液５５を噴射して基板５０の表面に塗布液５５を塗布した後に、ヒータ３５、４０により加熱して乾燥させ厚膜を形成するスプレーコータにおいて、基板５０の表面がスプレーノズル２０に対して下向きとなるよう基板５０を基板ホルダ３０に保持する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向へ往復移動するスライダに搭載され、塗布液を噴射するスプレーノズルと、基板ホルダに保持されて回転又は前記第１方向に直交する第２方向へ往復移動する基板とを対向配置し、前記スプレーノズルにより前記塗布液を噴射して前記基板の表面に前記塗布液を塗布した後に、ヒータにより加熱して乾燥させ厚膜を形成するスプレーコータにおいて、
前記基板の表面が前記スプレーノズルに対して下向きとなるよう前記基板を前記基板ホルダに保持することを特徴とするスプレーコータ。
【請求項２】
前記スライダに複数のスプレーノズルを搭載し、各スプレーノズルから所定の順序で異なる種類の塗布液を噴射することを特徴とする請求項１に記載のスプレーコータ。
【請求項３】
前記スライダ又は前記基板ホルダに前記基板の表面に塗布された前記塗布液を加熱して乾燥させる加熱手段を搭載することを特徴とする請求項１に記載のスプレーコータ。
【請求項４】
前記スライダに前記厚膜の一部を照射して除外するレーザ光源を搭載することを特徴とする請求項１に記載のスプレーコータ。
【請求項５】
前記基板が表面に凹凸パターンが形成された円形又は方形の半導体基板又はＭＥＭＳ基板であることを特徴とする請求項１に記載のスプレーコータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に塗布液を塗布するスプレーコータに係り、より詳しくは、半導体基板又はＭＥＭＳ基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板又はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）基板には、パターン形成を目的としたフォトレジスト塗布液、又は、絶縁膜形成を目的としたポリシラザン（水ガラス）等の無機或いは有機の絶縁用塗布液に止まらず、導電性の塗布液等、種々の塗布液が用いられ、その用途はますます拡大している。またこれらの用途には、電子、機械部品作製のための電気鋳造法による金型作製や、基板への直接部品形成等、円形や方形の基板形状、滑らかな、又は凹凸のある基板表面への厚膜形成、多層膜形成等の制御が自由に選択できる塗布装置が、強く求められている。
【０００３】
具体的には、凹凸のある基板表面への厚膜形成の問題がある。図４は、本発明と従来とのスプレーコータによる塗布膜の比較図である。図４ａは、凹凸のある基板に、基板の上方から塗布液がスプレーされる従来のスプレーコータにより形成された塗布膜を示す。厚膜９７の表面は、下地の凹凸形状と濡れ性に起因して、形成された膜の表面が不均一になったり、場合によれば塗れない部分が生じたりしていた。
【０００４】
特許文献１には、基板に滴下された分散液をスプレーコータにより膜形成している最中に、該分散液の一部をスプレーコータに設けたブラシにより取り除き、または移動することにより、配線溝、ビアホール、コンタクトホール等の微細な凹部内を分散液で完全に埋め込む、旨の記載がある。
【０００５】
特許文献２には、半導体基板上に下層レジストを形成し、熱処理を施した後、全体に紫外線を照射し、次に、スプレーコータにより薄い層間膜層を形成して熱処理し、次に、上層レジストをスピンコートして熱処理し、フォトマスクを介して紫外線露光を行い、アルカリ性現像液により処理した後、水溶性ポリマーであるソウ層間膜と下層レジストを溶解して、パターン寸法精度の高いステンシル形状を形成する、旨の記載がある。
【０００６】
特許文献３には、ノズルは、塗布作業をしないときに、待機ポット部に移動して待機し、待機ポット部は、開口部、容器部を有し、開口部にノズルが待機状態にあるとき密閉状態を保持するためのＯリング、空気をパージするガス供給パイプ、レジストに溶剤を供給する溶剤供給パイプを備える、旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７３９４８号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４５９３号公報
【特許文献３】特開２００１−２０３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体基板又はＭＥＭＳ基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスプレーコータは、第１方向へ往復移動するスライダに搭載され、塗布液を噴射するスプレーノズルと、基板ホルダに保持されて回転又は第１方向に直交する第２方向へ往復移動する基板とを対向配置し、スプレーノズルにより塗布液を噴射して基板の表面に塗布液を塗布した後に、ヒータにより加熱して乾燥させ厚膜を形成するスプレーコータにおいて、基板の表面がスプレーノズルに対して下向きとなるよう基板を基板ホルダに保持することを特徴とする。
【００１０】
また、スライダに複数のスプレーノズルを搭載し、各スプレーノズルから所定の順序で異なる種類の塗布液を噴射することを特徴とする。
また、スライダ又は基板ホルダに基板の表面に塗布された塗布液を加熱して乾燥させる加熱手段を搭載することを特徴とする。
また、スライダに厚膜の一部を照射して除外するレーザ光源を搭載することを特徴とする。
また、基板が表面に凹凸パターンが形成された円形又は方形の半導体基板又はＭＥＭＳ基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体基板又はＭＥＭＳ基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスプレーコータの構成図。
【図２】本発明の多層膜部品の製造プロセスを示す前半の製造プロセス図。
【図３】本発明の多層膜部品の製造プロセスを示す後半の製造プロセス図。
【図４】本発明と従来とのスプレーコータによる塗布膜の比較図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例の形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明のスプレーコータの構成図である。図１において、本発明のスプレーコータ１００は、レール１０と、レール１０上を往復運動するスライダ１５と、スライダ上に取付けられて往復運動するスプレーノズル２０（ｎ個、ｎは正整数）とを下方に有している。
【００１４】
また、駆動部２５と、駆動部２５に取付けられた基板ホルダ３０とを上方に有している。基板ホルダ３０は基板５０を加熱するヒータ部３５を有するか、又は、スライダ１５上に基板５０を加熱するランプ部４０を有している。駆動部２５は、基板３０が円形のときは回転駆動し、方形のときはレール１０に対して直交方向（図１上では前後）に往復運動する。
【００１５】
始めに、図１を基に、厚膜の形成についての実施例について説明する。円形基板が基板ホルダ３０に装着されて回転するか、又は方形基板が基板ホルダ３０に装着されてレール１０に対して直交（紙面に垂直）方向に往復運動を開始する。スライダ１５がレール１０上を前進している間、スプレーノズル２０が塗布液５５を基板３０の塗布面へ噴射する。その後、スライダ１５が後退している間、ランプ部４０が点灯して塗布面の塗布液５５（図示せず）を乾燥するか、又は前進、後退中、常にヒータ部３５が動作して塗布面の塗布液を乾燥する。この動作が所定の回数繰り返されて、厚膜が形成される。この場合、スプレーノズル２０から噴射される塗布液５５の濃度は、図４ａで説明した塗布液の濃度に対し、１／２０〜１／１００に薄められている。また、成膜する膜厚に応じて、ノズルの噴き出し量、基板及びノズルの移動速度が所定の速度に制御される。さらに、スプレーノズル２０の角度は可変でき、基板５０に対して斜めに塗布液５５を噴射させるようにすることもできる。
【００１６】
図４ｂ−１は、上記において説明した塗布液が、凹凸のある基板の下方からスプレーされて形成された塗布膜を示す。塗布膜９７の表面は、下地の凹凸形状や濡れ性の影響を受けることがなく、表面が均一で平坦な厚膜となっている。また、図４ｂ−２に示されるように、塗布液５５の濃度を調整することにより、凹部に塗布液５５が入り込むことなく、凸部のみに塗布膜９７を形成することも可能となる。
【００１７】
また、スライダ１５上に、複数のスプレーノズル２０（ｎ＞１）を有し、複数のスプレーノズルから、所定の順序でそれぞれ異なる塗布液を塗布面に噴射することにより、塗布面に多層の塗布膜を形成することが可能となる。
【００１８】
次に、形成される多層膜の所定の膜同士の接続を可能とする実施例について説明する。図１において、スライダ１５上には、さらにレーザ光源４５を有し、例えば、複数のスプレーノズル（ｎ＝３）の第１スプレーノズル６０からは導電性の塗布液が、第２スプレーノズル６５からは洗浄水が、第３スプレーノズル７０からは絶縁性の塗布液が噴射される。この噴射が、それぞれ交互に複数回に亘り塗布面に噴射されて複数の導電性膜と絶縁性膜とが形成される。レーザ光源４５は、膜の形成過程において、形成された導電性塗布膜の一層置きに交互に対向する端部を取り除くことにより、複数の導電性塗布膜が、一層おきに端部に露出する。この露出した導電性塗布膜の両端部にそれぞれ独立して電極端子を接触させることにより、導電性塗布膜が一層置きに接続された電極端子を有する多層膜部品として構成することができる。
【００１９】
次に、上記多層膜部品の製造プロセスについて説明する。図２、図３は多層膜部品の製造プロセスを示す製造プロセス図である。図１を基に図２において、円形基板が基板ホルダ３０に装着されて回転するか、又は方形基板が基板ホルダ３０に装着されてレール１０に対して直交方向に往復運動を開始する（第１ステップ、図１参照）。レール１０上をスライダ１５が前進し、複数のスプレーノズル２０の第１スプレーノズル６０は、基板５０の塗布面へ無電解ニッケルメッキ液８１を噴射し、噴射が終了すると、スライダ１５が後退する（第２ステップ、図２ａ）。
【００２０】
スライダ１５が再び前進し、複数のスプレーノズル２０の第２スプレーノズル６５は、ニッケル膜８２が形成された塗布面に洗浄水８４を噴射し、噴射が終了すると、スライダ１５が後退する（第３ステップ、図２ｂ）。スライダ１５が再度前進し、レーザ光源４５が、形成されたニッケル膜８２の一方の端部を取り除き、取り除きが終了すると、スライダ１５が後退する（第４ステップ、図２ｃ）。
【００２１】
スライダ１５が再び前進し、複数のスプレーノズル２０の第３スプレーノズル７０は、基板５０の塗布面へチタン酸バリウムのゾルゲル液８３を噴射し、噴射が終了すると、スライダが後退する（第５ステップ、図２ｄ）。スライダ１５が再度前進し、ランプ部４０が、噴射されたチタン酸バリウムのゾルゲル液８３を照射して乾燥させ、チタン酸バリウム膜８６を形成させて乾燥が終了すると、スライダ１５が後退する第６ステップ、図２ｅ）。
【００２２】
レール１０上をスライダ１５が前進し、複数のスプレーノズル２０の第１スプレーノズル６０は、基板５０の塗布面へ無電解ニッケルメッキ液８１を噴射し、噴射が終了すると、スライダ１５が後退する（第７ステップ、図２ｆ）。スライダ１５が再び前進し、複数のスプレーノズル２０の第２スプレーノズル６５は、ニッケル膜８２が形成された塗布面に洗浄水８４を噴射し、噴射が終了すると、スライダが後退する（第８ステップ、図２ｇ）。
【００２３】
スライダ１５が再度前進し、レーザ光源が４５、形成されたニッケル膜８２の上記一方に対向する他方の端部を取り除き、取り除きが終了すると、スライダ１５が後退する（第９ステップ、図２ｈ）。スライダ１５が再び前進し、複数のスプレーノズル２０の第３スプレーノズル７０は、基板５０の塗布面へチタン酸バリウムのゾルゲル液８３を噴射し、噴射が終了すると、スライダが後退する（第１０ステップ、図２ｉ）。
【００２４】
スライダ１５が再度前進し、ランプ部４０が、噴射されたチタン酸バリウムのゾルゲル液８３を照射して乾燥させ、チタン酸バリウム膜８６を形成させて乾燥が終了すると、スライダ１５が後退する（第１１ステップ、図２ｊ）。第２ステップから第１１ステップが所定の回数だけ繰り返されるステップ。円形基板の回転が停止するか、又は方形基板の上記直交方向の往復運動が停止し、基板５０が取り出される（第１２ステップ、図１参照）。
【００２５】
両端部に露出したニッケル膜８２にそれぞれ独立して電極端子９０の共通電極部９２を接触させることにより、導電性塗布膜が一層置きに接続された電極端子を有する多層膜部品２００を作製することができる（図２ｋ）。この多層膜部品２００は、チタン酸バリウム膜８６を絶縁膜とし、ニッケル膜８２を電極とした積層コンデンサを構成している。このため、第２ステップから第１１ステップを繰り返すことにより、超大容量の積層コンデンサを提供することが可能となる。
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、半導体基板又はＭＥＭＳ基板に任意の平坦な膜厚の塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  レール
１５  スライダ
２０  スプレーノズル
２５  駆動部
３０  基板ホルダ
３５  ヒータ部
４０  ランプ部
４５  レーザ光源
５０  基板
５５  塗布液等
６０  第１スプレーノズル
６５  第２スプレーノズル
７０  第３スプレーノズル
８０  チタン酸バリウム基板
８１  無電解ニッケルメッキ液
８２  ニッケル膜
８３  チタン酸バリウムのゾルゲル液
８４  洗浄水
８６  チタン酸バリウム膜
９０  電極端子
９２  共通電極部
９５  凹凸のある基板
９７  塗布膜
１００  本発明のスプレーコータ
２００  本発明のスプレーコータによる多層膜部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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