レジスト塗布装置
【課題】レジスト微粒子を小さくして膜厚を均一にした電着レジスト膜を高精度に形成でき、量産性に優れたスプレーレジスト法によるレジスト膜の塗布装置を提供する。
【解決手段】レジスト塗布装置（１００）は、レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状にレジスト剤を噴霧する二流体ノズル（８２）と、レジスト容器（８０）と、レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子をキャリアガスとともに排出する排出口（８１）と、排出口からキャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズル（７１）と、吐出ノズルに取り付けられ重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針（７２）と、帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハ（１０）にレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部（７６）と、を備える。
【解決手段】レジスト塗布装置（１００）は、レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状にレジスト剤を噴霧する二流体ノズル（８２）と、レジスト容器（８０）と、レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子をキャリアガスとともに排出する排出口（８１）と、排出口からキャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズル（７１）と、吐出ノズルに取り付けられ重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針（７２）と、帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハ（１０）にレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部（７６）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレジスト膜塗布装置を技術分野とし、特に圧電振動子として形成される圧電体ウエハにレジスト膜を形成する電着塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は周波数制御素子として発信機器に組み込まれて、通信機器を含む各種の電子機器に内蔵される。通信機器の小型化、薄型化に伴い、水晶振動子の一層の小型化、薄型化が要求されている。
【０００３】
通常では、水晶振動子を圧電体ウエハの全面に設けてスプレーレジスト法によって電着レジスト膜を形成させる。たとえば特許文献１は、厚みが均一なレジスト膜を形成させるため吐出ノズル先端に設けた電極針を複数本として、吐出ノズルの外周に均等間隔で配置される。これによりムラのない膜厚が均一な電着レジストが形成できる。
【特許文献１】特開２００６−５８６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の発明は、ミスト状のレジスト微粒子を吐出ノズルの先端で帯電させる電極針を吐出ノズル外周に備えた構造のため、電極針の周辺に発生した微細な渦の影響を受け、ウエハの表面に加工された凹凸の角部分に安定して薄いレジスト膜が得られない問題があった。
【０００５】
また、レジスト剤の液温の変化により粘性が変わり、ミスト状のレジスト微粒子の大きさにバラツキが生じて、均質なレジスト膜が得られない問題があった。
さらに、レジスト剤を収容する容器が小さく吐出ノズルに供給するレジスト微粒子供給量にムラが生じ、安定して薄いレジスト膜を電着させるのに問題があった。
【０００６】
また、ウエハを１枚ずつレジスト膜塗布装置にセットして、レジスト膜の形成を行っている。このため、量産性に問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、レジスト微粒子を小さくして膜厚を均一にした電着レジスト膜を高精度に形成でき、量産性に優れたスプレーレジスト法によるレジスト膜の塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点のレジスト塗布装置は、レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状にレジスト剤を噴霧する二流体ノズルと、二流体ノズルを所定高さに設け、この二流体ノズルから噴霧されたレジスト粒子のうちの重量の大きいレジスト粒子を下部に落下させるレジスト容器と、レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子をキャリアガスとともに排出する排出口と、排出口からキャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズルと、吐出ノズルに取り付けられ、重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針と、帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハにレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部と、を備える。
この構成により、ウエハ保持部にウエハを複数枚セットできるため、複数枚のウエハに同時にレジスト膜を塗布することができる。
【０００９】
第２の観点のレジスト塗布装置のウエハ保持部は、その第１面にウエハを入れ込む凹部を有しこの凹部に接地領域が形成されている。
この第２の観点のレジスト塗布装置によると、凹部にウエハを入れ込むとウエハが接地状態になるため、接地のために特別に作業をする必要がない。
【００１０】
第３の観点のレジスト塗布装置のウエハ保持部はウエハをクランプするクランプ部を有し、このクランプ部に接地領域が形成されている。
ウエハを保持する際にクランプ部でウエハをクランプする際に入れ込むとウエハが接地状態になるため、接地のために特別に作業をする必要がない。
【００１１】
第４の観点のレジスト塗布装置は、凹部は第１面の反対の第２面に貫通する貫通開口を有する。
吐出ノズルからの吐出圧力によってはレジスト粒子が跳ね返る圧により角部又は孔部にレジスト膜が形成しにくくなる。この構成によると、吐出ノズルからのキャリアガスの圧力が高いときなどに貫通開口を使用することで、角部又は孔部であってもレジスト膜を形成しやすくする。
【００１２】
第５の観点のレジスト塗布装置のキャリアガスは、温度調整されてレジスト剤と混合される。
キャリアガスが温度調整されることでレジスト粒子の粘度が一定し、圧電体ウエハに使用されるミスト状のレジスト粒子を均一に圧電体ウエハに塗布する際に、キャリアガスの圧電体ウエハに形成された角部又は貫通孔にもレジスト層を形成しやすい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、角部であっても複数枚のウエハ上にレジスト膜の塗布厚を均一に、薄く形成することができる。
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜レジスト塗布装置の概略＞
図１は、水晶ウエハ基板１０に対してレジスト微粒子Ｒ１を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置１００の構成例を示す概略断面図である。レジスト塗布装置１００は、塗布チャンバ７０、レジスト微粒子生成チャンバ８０及びレジストタンク９０を備えている。
【００１５】
レジストタンク９０には、液体のレジスト剤Ｒ２が入っている。たとえば、レジスト剤Ｒ２は、ノボラック系ポジレジストである。レジストタンク９０内のレジスト剤Ｒ２は、液体供給ポンプ９２によってレジスト微粒子生成チャンバ８０に送られる。レジストタンク９０内は一定温度に設定されている。レジスト剤Ｒ２はたとえば１０°Ｃから３０°Ｃ、好ましくは２０°C前後に設定されている。
【００１６】
液体供給ポンプ９２によって送られたレジスト剤Ｒ２は、まずレジスト微粒子生成チャンバ８０の上部に取り付けられたスプレーノズル８２に送られる。また、レジスト剤Ｒ２を噴霧するため加圧された窒素（Ｎ２）又はアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスのキャリアガスがスプレーノズル８２に供給されている。このキャリアガスは、一定温度に温度調整されている。
【００１７】
レジスト微粒子生成チャンバ８０は、その形状が円筒形状、角筒形状又は多角筒形状であり、充分な高さ（たとえば１５００ｍｍ）がある。そして、スプレーノズル８２の先端はレジスト微粒子生成チャンバ８０の中央よりも上部位置に設けている。レジスト微粒子Ｒ１の排出口８１は、スプレーノズル８２の先端位置よりも上方に設けられ、レジスト微粒子生成チャンバ８０の容器の天井までの間の高さで排出口８１の高さを調整する調整部を設けている。
【００１８】
スプレーノズル８２は、二流体ノズルになっており、内側の配管からレジスト剤Ｒ２が噴出され、内側の配管を覆う外側配管からキャリアガスが噴出される。このためスプレーノズル８２は、レジスト剤Ｒ２を微粒子（ミスト状）に噴霧することができる。
【００１９】
微粒子となったレジスト微粒子Ｒ１はレジスト微粒子生成チャンバ８０内に漂う。レジスト微粒子Ｒ１のうち、大きな直径のレジスト微粒子Ｒ１、すなわち重量のあるレジスト微粒子Ｒ１はレジスト微粒子Ｒ１自体の自重によってレジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちる。レジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちたレジスト微粒子は、互いにくっついてレジスト剤Ｒ２となる。そしてレジスト剤Ｒ２は一時的にレジスト微粒子生成チャンバ８０の底面に蓄えられ、バルブ８４を経由して戻しポンプ９４によりレジストタンク９０に再び戻される。
【００２０】
一方、小さな直径のレジスト微粒子Ｒ１は、レジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちることなくレジスト微粒子生成チャンバ８０内で漂う。そして、レジスト微粒子Ｒ１は、排出口８１からキャリアガスとともに吐出ノズル７１に供給される。つまり、レジスト微粒子生成チャンバ８０はキャリアガスで加圧され、キャリアガスの加圧力によりレジスト微粒子Ｒ１が排出口８１を経由して塗布チャンバ７０内に配置された吐出ノズル７１に送られる。
【００２１】
レジスト微粒子Ｒ１は、塗布チャンバ７０内でキャリアガスとともに吐出ノズル７１から、水晶ウエハ基板１０の表面１０ａに向かって噴射される。水晶ウエハ基板１０は、ウエハ受台板７６の基板セット位置で水平に保持されている。ウエハ受台板７６は、チャック７３に固定され、チャック７３は、Ｙ方向駆動手段７５に接続され、図１で左右方向に移動可能である。また、Ｙ方向駆動手段７５がＸ方向駆動手段７７に接続され、チャック７３は、図１中で紙面表裏方向（前後方向）に移動可能である。この構成については、図３を使って詳述する。
【００２２】
本実施例では、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井に近い位置に排出口８１ｂを設け、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井から遠い位置、すなわちスプレーノズル８２の噴霧口に近い位置に排出口８１ｃを設け、第１バルブ８６又は第２バルブ８７を開閉して排出口８１ｂと排出口８１ｃとを切り換えている。レジスト微粒子Ｒ１は、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井に近いほど粒径は小さくなる。このため排出口８１ｂと排出口８１ｃを切り換えることにより、水晶ウエハ基板１０に適したレジスト微粒子Ｒ１の大きさを選択することができる。
【００２３】
塗布チャンバ７０内で水晶ウエハ基板１０に塗布されなかったレジスト微粒子Ｒ１は、互いに引っ付きあい自重により塗布チャンバ７０底面に落ちる。これらが集まることによりレジスト剤Ｒ２となり、バルブ８５を経由して戻しポンプ９４によりレジストタンク９０に再び戻される。なお、レジスト剤Ｒ２からレジスト微粒子Ｒ１にする過程で、レジスト剤Ｒ２の溶剤、たとえばシンナーが気化していくので徐々にレジスト剤Ｒ２の濃度が濃くなっていく。このため、塗布チャンバ７０又は他の配管に溶剤を定期的に補充していくことが好ましい。
【００２４】
レジスト剤の種類により粘度が変わり、またレジスト剤の温度によっても粘度が変わるため、水晶ウエハ基板１０の角部及び孔部に対しても均一な膜厚を形成する際にはレジスト剤の温度調整が必要である。さらに、水晶ウエハ基板１０の角部及び孔部に対しても均一な膜厚を形成するためにはレジスト微粒子Ｒ１の粒径も大きく影響する。本実施形態では、レジスト微粒子Ｒ１の粒径を選択することができるので、水晶ウエハ基板１０により均一なレジスト膜を形成し易い。また、レジスト微粒子Ｒ１はスプレーノズル８２からキャリアガスの圧力により形成し、その際にキャリアガスがレジスト微粒子Ｒ１の熱を奪ったり又は熱を与えたりするため、キャリアガスの温度調整は重要である。
【００２５】
キャリアガスの温度が上がれば、レジスト剤Ｒ２又はレジスト微粒子Ｒ１の粘度が下がり、レジスト微粒子Ｒ１の粒径が小さくなる方向になるため、キャリアガスの温度に応じて排出口８１の高さを低くすることで、常に一定の粒径のレジスト微粒子Ｒ１を吐出ノズル７１に送ることもできる。
＜水晶ウエハ基板＞
【００２６】
図２（ａ）は、本実施形態に用いる円形の水晶ウエハ基板１０の構成を示す斜視図である。円形の水晶ウエハ基板１０は、たとえば厚さ０．８ｍｍの人工単結晶水晶からなり、円形の水晶ウエハ基板１０の直径は３インチ又は４インチである。さらに、円形の水晶ウエハ基板１０は軸方向が特定できるように、水晶ウエハ基板１０の周縁部１０ｅの一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１０ｃが形成されている。
【００２７】
図２（ｂ）は、本実施形態に用いる矩形の水晶ウエハ基板１５の構成を示す斜視図である。矩形の水晶ウエハ基板１５は、たとえば厚さ約０．８ｍｍの人工水晶からなり、矩形の水晶ウエハ基板１５の一辺は２インチである。さらに、矩形の水晶ウエハ基板１５は軸方向が特定できるように、水晶ウエハ基板１５の周縁部１５ｅの一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１５ｃが形成されている。
【００２８】
図２（ａ）の円形の水晶ウエハ基板１０及び図２（ｂ）の矩形の水晶ウエハ基板１５は、すでに音叉型水晶振動片２０が形成された状況を示している。音叉型水晶振動片２０は、完全に１個の振動片とはなっておらず、音叉型水晶振動片２０の基部の一部が円形の水晶ウエハ基板１０又は矩形の水晶ウエハ基板１５と接続されている。このため、一つ一つの音叉型水晶振動片２０をパレットなどに並べて処理することなく、数百から数千個の音叉型水晶振動片２０を一枚の水晶ウエハ基板１０及び水晶ウエハ基板１５として、取り扱うことができる。
【００２９】
水晶ウエハ基板１０は音叉型水晶振動片２０が形成された後、電極膜１８がスパッタリングなどで形成される。電極膜１８は、水晶ウエハ基板１０にクロム（Ｃｒ）層を数百オングストロームで形成し、そのクロム層の上に金（Ａｕ）層を数百オングストロームで形成した構成である。電極膜１８は、音叉型水晶振動片２０が形成されたことによる貫通孔及びオリエンテーションフラット１０ｃなどにも形成される。なお、以下の実施形態では、図２（ａ）に示すオリエンテーションフラット１０ｃを有する円形の水晶ウエハ基板１０で説明する。
【００３０】
＜ウエハ駆動手段の構成＞
図３（ａ）は、図１の塗布チャンバ７０内の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の平面図である。吐出ノズル７１から吐出されたレジスト微粒子Ｒ１は、水晶ウエハ基板１０を均一な厚さで満遍なく塗布するために、Ｙ方向駆動手段７５及びＸ方向駆動手段７７が矢印ＡＲ１方向及び矢印ＡＲ２方向に移動可能である。これによりウエハ受台板７６と共に水晶ウエハ基板１０が移動する。Ｙ方向駆動手段７５及びＸ方向駆動手段７７は、リニアモータで構成されたり、ステッピングモータとボールネジとから構成されたりする。ウエハ受台板７６の移動速度は、水晶ウエハ基板１０のレジスト微粒子Ｒ１の膜厚と、吐出ノズル７１からのレジスト微粒子Ｒ１の供給量によって適宜設定する。
【００３１】
ウエハ受台板７６、チャック７３、Ｚ方向駆動手段７５又はＸ方向駆動手段７７の外側表面は、プラスチックなどの非導電性材料で覆う。ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０を保持する。ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０の電極膜１８と接する部分７８のみ導電性材料が表面に出ている。レジスト微粒子Ｒ１がウエハ受台板７６又は駆動手段などに付着しにくくするためである。
ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０の形状、大きさにより各種類のものを準備し、必要に応じて取り換え使用する。
【００３２】
吐出ノズル７１は中央に電極針７２が備えられ、その電極針７２には直流電源部ＤＣから５０ｋＶ〜１５０ｋＶ程度の高電圧の直流が印加されている。一方、水晶ウエハ基板１０の電極膜１８は接地されるように構成されている。レジスト微粒子Ｒ１が電極針７２の近傍を通過する際にレジスト微粒子Ｒ１が帯電される。このため、吐出ノズル７から吐出されたレジスト微粒子Ｒ１は吐出圧力とともにクーロン力によって水晶ウエハ基板１０に塗布される。
【００３３】
水晶ウエハ基板１０には、数百から数千個の音叉型水晶振動片２０が設けられているため、複数の貫通穴又は凹凸が水晶ウエハ基板１０に形成されている。塗布されるレジスト微粒子Ｒ１は、クーロン力により貫通穴内部にもそして角部にも均一に形成される。
【００３４】
本実施形態では、吐出ノズル７１が固定され水晶ウエハ基板１０がＸＹ平面で移動する構成にしたが、吐出ノズル７１がＸＹ平面で移動し水晶ウエハ基板１０が固定される構成でもよい。また、レジスト微粒子Ｒ１はクーロン力で水晶ウエハ基板１０に引っ付くため、重力作用はほとんど無視できるため、吐出ノズル７１を水平に固定し水晶ウエハ基板１０をＸＺ平面又はＹＺ平面に移動する構成としてもよい。
【００３５】
図４Ａは、第１ウエハ受台板７６−１と水晶ウエハ基板１０の構成を示した部分断面図である。
図４Ａ（ａ）に示す第１ウエハ受台板７６−１は、５枚の水晶ウエハ基板１０を設置できるアルミ合金又はステンレスなどの導電性金属板である。第１ウエハ受台板７６−１には水晶ウエハ基板１０の直径より多少大きめの凹んだ凹部７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ及び７８ｅが形成されている。第１ウエハ受台板７６−１の凹部７８の深さはほぼ水晶ウエハ基板１０の厚さと同等又は多少厚くなっている。凹部７８の内側はさらに凹んだ窪み部９７を有しており、第１ウエハ受台板７６−１の裏面側に貫通していない。
【００３６】
水晶ウエハ基板１０は凹部７８にセットされる。窪み部９７が形成されているため、水晶ウエハ基板１０がセットされた際に水晶ウエハ基板１０の周囲のみが凹部７８と接するようになっている。第１ウエハ受台板７６−１は、凹部７８にセットされた水晶ウエハ基板１０を上から押さえるクランプ部７９を有している。
【００３７】
図４Ａ（ｂ−１）及び（ｂ−２）は第１ウエハ受台板７６−１の凹部７８の拡大図である。
水晶ウエハ基板１０の周囲が接する凹部７８には、導通部ＥＣが形成されている。ウエハ受台板７６は上述したように導電性金属板であり、導通部ＥＣは絶縁層がその部分に形成されていない状態である。つまり、ウエハ受台板７６は導通部ＥＣを除いて絶縁層で覆われている。絶縁層としてはプラスチックなどの非導電性材料であり、好ましくはフッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂)が適している。本来、帯電したレジスト微粒子Ｒ１は接地された水晶ウエハ基板１０にのみにレジスト層を形成するが、不要にレジスト微粒子Ｒ１がウエハ受台板７６が付着した際に、不フッ素樹脂の絶縁層はレジスト微粒子Ｒ１を掃除し易いからである。
【００３８】
図４Ａ（ｂ−１）の凹部７８では、凹部７８の水平面と垂直面とに導通部ＥＣが形成されている。そして、凹部７８にセットされた水晶ウエハ基板１０が上からクランプ部７９で押さえられ、ネジＳＣで固定されている。
一方、図４Ａ（ｂ−２）の凹部７８では、凹部７８の水平面に導通部ＥＣが形成されている。そして、水晶ウエハ基板１０を押さえるクランプ部７９の下面に導通部ＥＣが形成され、そのクランプ部７９の導通部ＥＣも接地されている。本実施形態では、基板押え７９は金属製ブロック４個を均等に配置しているが、１個の金属製リングを用いてウエハを押えてもよい。
【００３９】
窪み部９７が窪んでいるため直接水晶ウエハ基板１０の中央部がウエハ受台板７６に接することはない。水晶ウエハ基板１０の片面にレジスト層を形成した後、他方の面にレジスト層を形成する際にはすでに形成されたレジスト層が傷つかないようにするためである。また、水晶ウエハ基板１０の周辺部には音叉型水晶振動片２０が形成されていないためレジスト層が傷ついても問題がない。
【００４０】
図４Ｂは、第２ウエハ受台板７６−２と水晶ウエハ基板１０の構成を示した部分断面図である。
図４Ｂ（ａ）に示す第２ウエハ受台板７６−１も、５枚の水晶ウエハ基板１０を設置できるアルミ合金又はステンレスなどの導電性金属板である。第２ウエハ受台板７６−１には水晶ウエハ基板１０の直径より多少大きめの凹んだ凹部７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ及び７８ｅが形成されている。第２ウエハ受台板７６−１の凹部７８の内側は貫通開口９８が形成されている。
【００４１】
図４Ｂ（ｂ−１）及び（ｂ−２）は第２ウエハ受台板７６−２の凹部７８の拡大図である。
第１ウエハ受台板７６−１と同様に凹部７８には、導通部ＥＣが形成されている。第２ウエハ受台板７６−２は導通部ＥＣを除いて絶縁層で覆われている。絶縁層としてはプラスチックなどの非導電性材料であり、好ましくはフッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂)が適している。第１ウエハ受台板７６−１と同様に、本実施形態では、基板押え７９は金属製ブロック４個を均等に配置しているが、１個の金属製リングを用いてウエハを押えてもよい。
【００４２】
第１ウエハ受台板７６−１と第２ウエハ受台板７６−２とは、窪み部９７があるか貫通開口９８があるかの違いである。吐出ノズル７１から吐出されるレジスト微粒子Ｒ１は、電極針７２の近傍を通過する際に帯電する。このため、帯電しているレジスト微粒子Ｒ１は接地されている水晶ウエハ基板１０に均一に塗布されるが、角部又は孔部にはなかなか均一に付きにくい。吐出ノズル７１の吐出圧力によっては窪み部９７から跳ね返る風圧が邪魔して角部又は孔部にレジスト膜が形成しにくくなる。そこで、吐出ノズル７１からのキャリアガスの圧力が高いときなどに貫通開口９８を使用することが好ましい。一方、吐出ノズル７１からのキャリアガスの圧力が弱いとき又は適切なときには、窪み部９７からの跳ね返る風圧がレジスト微粒子Ｒ１が角部又は孔部に付きやすくなる。なお、貫通開口９８で第２ウエハ受台板７６−２の底面が解放されていると、水晶ウエハ基板１０の脱着が容易になる。
【００４３】
＜窒素ガス加温装置の概略＞
図５は、キャリアガスの一つとして窒素ガスを一定温度に調整するガス温調装置１１０の構成例を示す概略断面図である。ガス温調装置１１０は、窒素ガス温調槽１２０、循環液温調タンク１３０及び温度制御盤１４０を備えている。
【００４４】
窒素ガス温調槽１２０には、液体たとえば水が入っており、その中を窒素が流れる供給配管１２１及び排出配管１２２が配置されている。供給配管１２１又は排出配管１２２は液体との接触面積が大きくなるようにらせん状に形成されている。配管と液体との接触面積が大きくなれば蛇行状であってもよい。また供給配管１２１又は排出配管１２２に羽（フィン）を設けて接触面積を増やしてもよい。窒素ガスはたとえば１０°Ｃから３０°Ｃ、好ましくは２０°Ｃ前後になるように設定されている。窒素ガス温度はレジスト剤Ｒ２と同じであることが好ましい。
【００４５】
循環液温調タンク１３０内には循環水が蓄えられる。そして、循環液温調タンク１３０内に水温を調整する温調器１４２と水温度を検知するサーモカップル１４４とが設置されている。そして、窒素ガス温調槽１２０と循環液温調タンク１３０との間には循環ポンプ１３１が配置され、循環液温調タンク１３０内の温度調整された水は窒素ガス温調槽１２０に送られる。循環液温調タンク１３０内からの循環される水によって窒素ガス温調槽１２０内は一定温度に保たれる。
【００４６】
温度制御盤１４０は、温調器１４２と温調ケーブル１４１を介して接続され、サーモカップル１４４と温度ケーブル１４３を介して接続されている。温度制御盤１４０は、サーモカップル１４４からの温度を検知し、所定温度より高いか低いかを判断しその結果に基づいて、温調器１４２内のヒーター又はクーラのＯＮ―ＯＦＦを行う。温度制御盤１４０は、温調器１４２内のＯＮ−ＯＦＦのタイミングをたとえばＰＩＤ制御によって、循環液温調タンク１３０内の循環液を一定温度に保っている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
スプレーノズル８２は、レジスト剤Ｒ２を噴霧するため加圧された窒素又はアルゴンなどの不活性ガスのキャリアガスが供給されるとしたが、基本的には加圧ガスであれば適用できる。
また、レジスト膜の形成される対象物は凹凸を有する水晶ウエハ基板１０としたが、平板状であっても他の材料であっても適用できる。また上記実施形態では水晶ウエハで説明しているが、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態では循環液温調タンク１３０に温調器１４２とサーモカップル１４４とを設置したが、窒素ガス温調槽１２０に温調器１４２を設置し循環液温調タンク１３０にサーモカップル１４４を設置してもよい。
また、窒素ガスの温度を調節する設備として、循環液温調タンク１３０と循環ポンプ１３１とを設けたが、これらを設けることなく直接窒素ガス温調槽１２０の液体を温度調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】レジスト微粒子の塗布に関する一実施例を説明するレジスト膜塗布装置１００の構成例を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に用いる円形の水晶ウエハ基板１０を示す斜視図、（ｂ）は矩形のウエハ基板１５を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図１の塗布チャンバ７０内の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図４Ａ】（ａ）は第１ウエハ受台板７６−１と水晶ウエハ基板１０の部分断面図であり、（ｂ）はその拡大図である。
【図４Ｂ】（ａ）は第２ウエハ受台板７６−２と水晶ウエハ基板１０の部分断面図であり、（ｂ）はその拡大図である。
【図５】窒素ガスを一定温度に加温する装置１１０の構成例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ … 水晶ウエハ基板、（１０ｃ … オリエンテーションフラット）
１５ … 水晶ウエハ基板（１５ｃ … オリエンテーションフラット）
１８ … 電極膜
２０ … 音叉型水晶振動片
７０ … 塗布チャンバ
７１ … 吐出ノズル
７２ … 電極針
７３ … チャック
７５ … Ｙ方向駆動手段
７６ … ウエハ受台板（７６−１ … 第１ウエハ受台板，７６−２ … 第１ウエハ受台板）
７７ … Ｘ方向駆動手段
７８ … 凹部（７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅ）
７９ … クランプ部
８０ … レジスト微粒子生成チャンバ
８１ … 排出口
８２ … スプレーノズル
８４，８５、８６，８７ … バルブ
９０ … レジストタンク
９７ … 窪み部
９８ … 貫通開口
１００ … レジスト塗布装置
１１０ … 窒素ガス加温装置
１２０ … 窒素ガス温調槽
１２１，１２２ … 窒素ガス配管
１３０ … 循環液温調タンク
１３１ … 循環ポンプ
１４０ … 温度制御盤
１４２ … 温調器
１４４ … サーモカップル
ＡＲ１，ＡＲ２ … 矢印
Ｒ１ … レジスト微粒子
Ｒ２ … レジスト剤
【技術分野】
【０００１】
本発明はレジスト膜塗布装置を技術分野とし、特に圧電振動子として形成される圧電体ウエハにレジスト膜を形成する電着塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は周波数制御素子として発信機器に組み込まれて、通信機器を含む各種の電子機器に内蔵される。通信機器の小型化、薄型化に伴い、水晶振動子の一層の小型化、薄型化が要求されている。
【０００３】
通常では、水晶振動子を圧電体ウエハの全面に設けてスプレーレジスト法によって電着レジスト膜を形成させる。たとえば特許文献１は、厚みが均一なレジスト膜を形成させるため吐出ノズル先端に設けた電極針を複数本として、吐出ノズルの外周に均等間隔で配置される。これによりムラのない膜厚が均一な電着レジストが形成できる。
【特許文献１】特開２００６−５８６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の発明は、ミスト状のレジスト微粒子を吐出ノズルの先端で帯電させる電極針を吐出ノズル外周に備えた構造のため、電極針の周辺に発生した微細な渦の影響を受け、ウエハの表面に加工された凹凸の角部分に安定して薄いレジスト膜が得られない問題があった。
【０００５】
また、レジスト剤の液温の変化により粘性が変わり、ミスト状のレジスト微粒子の大きさにバラツキが生じて、均質なレジスト膜が得られない問題があった。
さらに、レジスト剤を収容する容器が小さく吐出ノズルに供給するレジスト微粒子供給量にムラが生じ、安定して薄いレジスト膜を電着させるのに問題があった。
【０００６】
また、ウエハを１枚ずつレジスト膜塗布装置にセットして、レジスト膜の形成を行っている。このため、量産性に問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、レジスト微粒子を小さくして膜厚を均一にした電着レジスト膜を高精度に形成でき、量産性に優れたスプレーレジスト法によるレジスト膜の塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点のレジスト塗布装置は、レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状にレジスト剤を噴霧する二流体ノズルと、二流体ノズルを所定高さに設け、この二流体ノズルから噴霧されたレジスト粒子のうちの重量の大きいレジスト粒子を下部に落下させるレジスト容器と、レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子をキャリアガスとともに排出する排出口と、排出口からキャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズルと、吐出ノズルに取り付けられ、重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針と、帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハにレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部と、を備える。
この構成により、ウエハ保持部にウエハを複数枚セットできるため、複数枚のウエハに同時にレジスト膜を塗布することができる。
【０００９】
第２の観点のレジスト塗布装置のウエハ保持部は、その第１面にウエハを入れ込む凹部を有しこの凹部に接地領域が形成されている。
この第２の観点のレジスト塗布装置によると、凹部にウエハを入れ込むとウエハが接地状態になるため、接地のために特別に作業をする必要がない。
【００１０】
第３の観点のレジスト塗布装置のウエハ保持部はウエハをクランプするクランプ部を有し、このクランプ部に接地領域が形成されている。
ウエハを保持する際にクランプ部でウエハをクランプする際に入れ込むとウエハが接地状態になるため、接地のために特別に作業をする必要がない。
【００１１】
第４の観点のレジスト塗布装置は、凹部は第１面の反対の第２面に貫通する貫通開口を有する。
吐出ノズルからの吐出圧力によってはレジスト粒子が跳ね返る圧により角部又は孔部にレジスト膜が形成しにくくなる。この構成によると、吐出ノズルからのキャリアガスの圧力が高いときなどに貫通開口を使用することで、角部又は孔部であってもレジスト膜を形成しやすくする。
【００１２】
第５の観点のレジスト塗布装置のキャリアガスは、温度調整されてレジスト剤と混合される。
キャリアガスが温度調整されることでレジスト粒子の粘度が一定し、圧電体ウエハに使用されるミスト状のレジスト粒子を均一に圧電体ウエハに塗布する際に、キャリアガスの圧電体ウエハに形成された角部又は貫通孔にもレジスト層を形成しやすい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、角部であっても複数枚のウエハ上にレジスト膜の塗布厚を均一に、薄く形成することができる。
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜レジスト塗布装置の概略＞
図１は、水晶ウエハ基板１０に対してレジスト微粒子Ｒ１を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置１００の構成例を示す概略断面図である。レジスト塗布装置１００は、塗布チャンバ７０、レジスト微粒子生成チャンバ８０及びレジストタンク９０を備えている。
【００１５】
レジストタンク９０には、液体のレジスト剤Ｒ２が入っている。たとえば、レジスト剤Ｒ２は、ノボラック系ポジレジストである。レジストタンク９０内のレジスト剤Ｒ２は、液体供給ポンプ９２によってレジスト微粒子生成チャンバ８０に送られる。レジストタンク９０内は一定温度に設定されている。レジスト剤Ｒ２はたとえば１０°Ｃから３０°Ｃ、好ましくは２０°C前後に設定されている。
【００１６】
液体供給ポンプ９２によって送られたレジスト剤Ｒ２は、まずレジスト微粒子生成チャンバ８０の上部に取り付けられたスプレーノズル８２に送られる。また、レジスト剤Ｒ２を噴霧するため加圧された窒素（Ｎ２）又はアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスのキャリアガスがスプレーノズル８２に供給されている。このキャリアガスは、一定温度に温度調整されている。
【００１７】
レジスト微粒子生成チャンバ８０は、その形状が円筒形状、角筒形状又は多角筒形状であり、充分な高さ（たとえば１５００ｍｍ）がある。そして、スプレーノズル８２の先端はレジスト微粒子生成チャンバ８０の中央よりも上部位置に設けている。レジスト微粒子Ｒ１の排出口８１は、スプレーノズル８２の先端位置よりも上方に設けられ、レジスト微粒子生成チャンバ８０の容器の天井までの間の高さで排出口８１の高さを調整する調整部を設けている。
【００１８】
スプレーノズル８２は、二流体ノズルになっており、内側の配管からレジスト剤Ｒ２が噴出され、内側の配管を覆う外側配管からキャリアガスが噴出される。このためスプレーノズル８２は、レジスト剤Ｒ２を微粒子（ミスト状）に噴霧することができる。
【００１９】
微粒子となったレジスト微粒子Ｒ１はレジスト微粒子生成チャンバ８０内に漂う。レジスト微粒子Ｒ１のうち、大きな直径のレジスト微粒子Ｒ１、すなわち重量のあるレジスト微粒子Ｒ１はレジスト微粒子Ｒ１自体の自重によってレジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちる。レジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちたレジスト微粒子は、互いにくっついてレジスト剤Ｒ２となる。そしてレジスト剤Ｒ２は一時的にレジスト微粒子生成チャンバ８０の底面に蓄えられ、バルブ８４を経由して戻しポンプ９４によりレジストタンク９０に再び戻される。
【００２０】
一方、小さな直径のレジスト微粒子Ｒ１は、レジスト微粒子生成チャンバ８０の下方に落ちることなくレジスト微粒子生成チャンバ８０内で漂う。そして、レジスト微粒子Ｒ１は、排出口８１からキャリアガスとともに吐出ノズル７１に供給される。つまり、レジスト微粒子生成チャンバ８０はキャリアガスで加圧され、キャリアガスの加圧力によりレジスト微粒子Ｒ１が排出口８１を経由して塗布チャンバ７０内に配置された吐出ノズル７１に送られる。
【００２１】
レジスト微粒子Ｒ１は、塗布チャンバ７０内でキャリアガスとともに吐出ノズル７１から、水晶ウエハ基板１０の表面１０ａに向かって噴射される。水晶ウエハ基板１０は、ウエハ受台板７６の基板セット位置で水平に保持されている。ウエハ受台板７６は、チャック７３に固定され、チャック７３は、Ｙ方向駆動手段７５に接続され、図１で左右方向に移動可能である。また、Ｙ方向駆動手段７５がＸ方向駆動手段７７に接続され、チャック７３は、図１中で紙面表裏方向（前後方向）に移動可能である。この構成については、図３を使って詳述する。
【００２２】
本実施例では、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井に近い位置に排出口８１ｂを設け、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井から遠い位置、すなわちスプレーノズル８２の噴霧口に近い位置に排出口８１ｃを設け、第１バルブ８６又は第２バルブ８７を開閉して排出口８１ｂと排出口８１ｃとを切り換えている。レジスト微粒子Ｒ１は、レジスト微粒子生成チャンバ８０の天井に近いほど粒径は小さくなる。このため排出口８１ｂと排出口８１ｃを切り換えることにより、水晶ウエハ基板１０に適したレジスト微粒子Ｒ１の大きさを選択することができる。
【００２３】
塗布チャンバ７０内で水晶ウエハ基板１０に塗布されなかったレジスト微粒子Ｒ１は、互いに引っ付きあい自重により塗布チャンバ７０底面に落ちる。これらが集まることによりレジスト剤Ｒ２となり、バルブ８５を経由して戻しポンプ９４によりレジストタンク９０に再び戻される。なお、レジスト剤Ｒ２からレジスト微粒子Ｒ１にする過程で、レジスト剤Ｒ２の溶剤、たとえばシンナーが気化していくので徐々にレジスト剤Ｒ２の濃度が濃くなっていく。このため、塗布チャンバ７０又は他の配管に溶剤を定期的に補充していくことが好ましい。
【００２４】
レジスト剤の種類により粘度が変わり、またレジスト剤の温度によっても粘度が変わるため、水晶ウエハ基板１０の角部及び孔部に対しても均一な膜厚を形成する際にはレジスト剤の温度調整が必要である。さらに、水晶ウエハ基板１０の角部及び孔部に対しても均一な膜厚を形成するためにはレジスト微粒子Ｒ１の粒径も大きく影響する。本実施形態では、レジスト微粒子Ｒ１の粒径を選択することができるので、水晶ウエハ基板１０により均一なレジスト膜を形成し易い。また、レジスト微粒子Ｒ１はスプレーノズル８２からキャリアガスの圧力により形成し、その際にキャリアガスがレジスト微粒子Ｒ１の熱を奪ったり又は熱を与えたりするため、キャリアガスの温度調整は重要である。
【００２５】
キャリアガスの温度が上がれば、レジスト剤Ｒ２又はレジスト微粒子Ｒ１の粘度が下がり、レジスト微粒子Ｒ１の粒径が小さくなる方向になるため、キャリアガスの温度に応じて排出口８１の高さを低くすることで、常に一定の粒径のレジスト微粒子Ｒ１を吐出ノズル７１に送ることもできる。
＜水晶ウエハ基板＞
【００２６】
図２（ａ）は、本実施形態に用いる円形の水晶ウエハ基板１０の構成を示す斜視図である。円形の水晶ウエハ基板１０は、たとえば厚さ０．８ｍｍの人工単結晶水晶からなり、円形の水晶ウエハ基板１０の直径は３インチ又は４インチである。さらに、円形の水晶ウエハ基板１０は軸方向が特定できるように、水晶ウエハ基板１０の周縁部１０ｅの一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１０ｃが形成されている。
【００２７】
図２（ｂ）は、本実施形態に用いる矩形の水晶ウエハ基板１５の構成を示す斜視図である。矩形の水晶ウエハ基板１５は、たとえば厚さ約０．８ｍｍの人工水晶からなり、矩形の水晶ウエハ基板１５の一辺は２インチである。さらに、矩形の水晶ウエハ基板１５は軸方向が特定できるように、水晶ウエハ基板１５の周縁部１５ｅの一部には、水晶の結晶方向を特定するオリエンテーションフラット１５ｃが形成されている。
【００２８】
図２（ａ）の円形の水晶ウエハ基板１０及び図２（ｂ）の矩形の水晶ウエハ基板１５は、すでに音叉型水晶振動片２０が形成された状況を示している。音叉型水晶振動片２０は、完全に１個の振動片とはなっておらず、音叉型水晶振動片２０の基部の一部が円形の水晶ウエハ基板１０又は矩形の水晶ウエハ基板１５と接続されている。このため、一つ一つの音叉型水晶振動片２０をパレットなどに並べて処理することなく、数百から数千個の音叉型水晶振動片２０を一枚の水晶ウエハ基板１０及び水晶ウエハ基板１５として、取り扱うことができる。
【００２９】
水晶ウエハ基板１０は音叉型水晶振動片２０が形成された後、電極膜１８がスパッタリングなどで形成される。電極膜１８は、水晶ウエハ基板１０にクロム（Ｃｒ）層を数百オングストロームで形成し、そのクロム層の上に金（Ａｕ）層を数百オングストロームで形成した構成である。電極膜１８は、音叉型水晶振動片２０が形成されたことによる貫通孔及びオリエンテーションフラット１０ｃなどにも形成される。なお、以下の実施形態では、図２（ａ）に示すオリエンテーションフラット１０ｃを有する円形の水晶ウエハ基板１０で説明する。
【００３０】
＜ウエハ駆動手段の構成＞
図３（ａ）は、図１の塗布チャンバ７０内の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の平面図である。吐出ノズル７１から吐出されたレジスト微粒子Ｒ１は、水晶ウエハ基板１０を均一な厚さで満遍なく塗布するために、Ｙ方向駆動手段７５及びＸ方向駆動手段７７が矢印ＡＲ１方向及び矢印ＡＲ２方向に移動可能である。これによりウエハ受台板７６と共に水晶ウエハ基板１０が移動する。Ｙ方向駆動手段７５及びＸ方向駆動手段７７は、リニアモータで構成されたり、ステッピングモータとボールネジとから構成されたりする。ウエハ受台板７６の移動速度は、水晶ウエハ基板１０のレジスト微粒子Ｒ１の膜厚と、吐出ノズル７１からのレジスト微粒子Ｒ１の供給量によって適宜設定する。
【００３１】
ウエハ受台板７６、チャック７３、Ｚ方向駆動手段７５又はＸ方向駆動手段７７の外側表面は、プラスチックなどの非導電性材料で覆う。ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０を保持する。ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０の電極膜１８と接する部分７８のみ導電性材料が表面に出ている。レジスト微粒子Ｒ１がウエハ受台板７６又は駆動手段などに付着しにくくするためである。
ウエハ受台板７６は、水晶ウエハ基板１０の形状、大きさにより各種類のものを準備し、必要に応じて取り換え使用する。
【００３２】
吐出ノズル７１は中央に電極針７２が備えられ、その電極針７２には直流電源部ＤＣから５０ｋＶ〜１５０ｋＶ程度の高電圧の直流が印加されている。一方、水晶ウエハ基板１０の電極膜１８は接地されるように構成されている。レジスト微粒子Ｒ１が電極針７２の近傍を通過する際にレジスト微粒子Ｒ１が帯電される。このため、吐出ノズル７から吐出されたレジスト微粒子Ｒ１は吐出圧力とともにクーロン力によって水晶ウエハ基板１０に塗布される。
【００３３】
水晶ウエハ基板１０には、数百から数千個の音叉型水晶振動片２０が設けられているため、複数の貫通穴又は凹凸が水晶ウエハ基板１０に形成されている。塗布されるレジスト微粒子Ｒ１は、クーロン力により貫通穴内部にもそして角部にも均一に形成される。
【００３４】
本実施形態では、吐出ノズル７１が固定され水晶ウエハ基板１０がＸＹ平面で移動する構成にしたが、吐出ノズル７１がＸＹ平面で移動し水晶ウエハ基板１０が固定される構成でもよい。また、レジスト微粒子Ｒ１はクーロン力で水晶ウエハ基板１０に引っ付くため、重力作用はほとんど無視できるため、吐出ノズル７１を水平に固定し水晶ウエハ基板１０をＸＺ平面又はＹＺ平面に移動する構成としてもよい。
【００３５】
図４Ａは、第１ウエハ受台板７６−１と水晶ウエハ基板１０の構成を示した部分断面図である。
図４Ａ（ａ）に示す第１ウエハ受台板７６−１は、５枚の水晶ウエハ基板１０を設置できるアルミ合金又はステンレスなどの導電性金属板である。第１ウエハ受台板７６−１には水晶ウエハ基板１０の直径より多少大きめの凹んだ凹部７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ及び７８ｅが形成されている。第１ウエハ受台板７６−１の凹部７８の深さはほぼ水晶ウエハ基板１０の厚さと同等又は多少厚くなっている。凹部７８の内側はさらに凹んだ窪み部９７を有しており、第１ウエハ受台板７６−１の裏面側に貫通していない。
【００３６】
水晶ウエハ基板１０は凹部７８にセットされる。窪み部９７が形成されているため、水晶ウエハ基板１０がセットされた際に水晶ウエハ基板１０の周囲のみが凹部７８と接するようになっている。第１ウエハ受台板７６−１は、凹部７８にセットされた水晶ウエハ基板１０を上から押さえるクランプ部７９を有している。
【００３７】
図４Ａ（ｂ−１）及び（ｂ−２）は第１ウエハ受台板７６−１の凹部７８の拡大図である。
水晶ウエハ基板１０の周囲が接する凹部７８には、導通部ＥＣが形成されている。ウエハ受台板７６は上述したように導電性金属板であり、導通部ＥＣは絶縁層がその部分に形成されていない状態である。つまり、ウエハ受台板７６は導通部ＥＣを除いて絶縁層で覆われている。絶縁層としてはプラスチックなどの非導電性材料であり、好ましくはフッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂)が適している。本来、帯電したレジスト微粒子Ｒ１は接地された水晶ウエハ基板１０にのみにレジスト層を形成するが、不要にレジスト微粒子Ｒ１がウエハ受台板７６が付着した際に、不フッ素樹脂の絶縁層はレジスト微粒子Ｒ１を掃除し易いからである。
【００３８】
図４Ａ（ｂ−１）の凹部７８では、凹部７８の水平面と垂直面とに導通部ＥＣが形成されている。そして、凹部７８にセットされた水晶ウエハ基板１０が上からクランプ部７９で押さえられ、ネジＳＣで固定されている。
一方、図４Ａ（ｂ−２）の凹部７８では、凹部７８の水平面に導通部ＥＣが形成されている。そして、水晶ウエハ基板１０を押さえるクランプ部７９の下面に導通部ＥＣが形成され、そのクランプ部７９の導通部ＥＣも接地されている。本実施形態では、基板押え７９は金属製ブロック４個を均等に配置しているが、１個の金属製リングを用いてウエハを押えてもよい。
【００３９】
窪み部９７が窪んでいるため直接水晶ウエハ基板１０の中央部がウエハ受台板７６に接することはない。水晶ウエハ基板１０の片面にレジスト層を形成した後、他方の面にレジスト層を形成する際にはすでに形成されたレジスト層が傷つかないようにするためである。また、水晶ウエハ基板１０の周辺部には音叉型水晶振動片２０が形成されていないためレジスト層が傷ついても問題がない。
【００４０】
図４Ｂは、第２ウエハ受台板７６−２と水晶ウエハ基板１０の構成を示した部分断面図である。
図４Ｂ（ａ）に示す第２ウエハ受台板７６−１も、５枚の水晶ウエハ基板１０を設置できるアルミ合金又はステンレスなどの導電性金属板である。第２ウエハ受台板７６−１には水晶ウエハ基板１０の直径より多少大きめの凹んだ凹部７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ及び７８ｅが形成されている。第２ウエハ受台板７６−１の凹部７８の内側は貫通開口９８が形成されている。
【００４１】
図４Ｂ（ｂ−１）及び（ｂ−２）は第２ウエハ受台板７６−２の凹部７８の拡大図である。
第１ウエハ受台板７６−１と同様に凹部７８には、導通部ＥＣが形成されている。第２ウエハ受台板７６−２は導通部ＥＣを除いて絶縁層で覆われている。絶縁層としてはプラスチックなどの非導電性材料であり、好ましくはフッ素樹脂(４フッ化エチレン樹脂)が適している。第１ウエハ受台板７６−１と同様に、本実施形態では、基板押え７９は金属製ブロック４個を均等に配置しているが、１個の金属製リングを用いてウエハを押えてもよい。
【００４２】
第１ウエハ受台板７６−１と第２ウエハ受台板７６−２とは、窪み部９７があるか貫通開口９８があるかの違いである。吐出ノズル７１から吐出されるレジスト微粒子Ｒ１は、電極針７２の近傍を通過する際に帯電する。このため、帯電しているレジスト微粒子Ｒ１は接地されている水晶ウエハ基板１０に均一に塗布されるが、角部又は孔部にはなかなか均一に付きにくい。吐出ノズル７１の吐出圧力によっては窪み部９７から跳ね返る風圧が邪魔して角部又は孔部にレジスト膜が形成しにくくなる。そこで、吐出ノズル７１からのキャリアガスの圧力が高いときなどに貫通開口９８を使用することが好ましい。一方、吐出ノズル７１からのキャリアガスの圧力が弱いとき又は適切なときには、窪み部９７からの跳ね返る風圧がレジスト微粒子Ｒ１が角部又は孔部に付きやすくなる。なお、貫通開口９８で第２ウエハ受台板７６−２の底面が解放されていると、水晶ウエハ基板１０の脱着が容易になる。
【００４３】
＜窒素ガス加温装置の概略＞
図５は、キャリアガスの一つとして窒素ガスを一定温度に調整するガス温調装置１１０の構成例を示す概略断面図である。ガス温調装置１１０は、窒素ガス温調槽１２０、循環液温調タンク１３０及び温度制御盤１４０を備えている。
【００４４】
窒素ガス温調槽１２０には、液体たとえば水が入っており、その中を窒素が流れる供給配管１２１及び排出配管１２２が配置されている。供給配管１２１又は排出配管１２２は液体との接触面積が大きくなるようにらせん状に形成されている。配管と液体との接触面積が大きくなれば蛇行状であってもよい。また供給配管１２１又は排出配管１２２に羽（フィン）を設けて接触面積を増やしてもよい。窒素ガスはたとえば１０°Ｃから３０°Ｃ、好ましくは２０°Ｃ前後になるように設定されている。窒素ガス温度はレジスト剤Ｒ２と同じであることが好ましい。
【００４５】
循環液温調タンク１３０内には循環水が蓄えられる。そして、循環液温調タンク１３０内に水温を調整する温調器１４２と水温度を検知するサーモカップル１４４とが設置されている。そして、窒素ガス温調槽１２０と循環液温調タンク１３０との間には循環ポンプ１３１が配置され、循環液温調タンク１３０内の温度調整された水は窒素ガス温調槽１２０に送られる。循環液温調タンク１３０内からの循環される水によって窒素ガス温調槽１２０内は一定温度に保たれる。
【００４６】
温度制御盤１４０は、温調器１４２と温調ケーブル１４１を介して接続され、サーモカップル１４４と温度ケーブル１４３を介して接続されている。温度制御盤１４０は、サーモカップル１４４からの温度を検知し、所定温度より高いか低いかを判断しその結果に基づいて、温調器１４２内のヒーター又はクーラのＯＮ―ＯＦＦを行う。温度制御盤１４０は、温調器１４２内のＯＮ−ＯＦＦのタイミングをたとえばＰＩＤ制御によって、循環液温調タンク１３０内の循環液を一定温度に保っている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
スプレーノズル８２は、レジスト剤Ｒ２を噴霧するため加圧された窒素又はアルゴンなどの不活性ガスのキャリアガスが供給されるとしたが、基本的には加圧ガスであれば適用できる。
また、レジスト膜の形成される対象物は凹凸を有する水晶ウエハ基板１０としたが、平板状であっても他の材料であっても適用できる。また上記実施形態では水晶ウエハで説明しているが、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態では循環液温調タンク１３０に温調器１４２とサーモカップル１４４とを設置したが、窒素ガス温調槽１２０に温調器１４２を設置し循環液温調タンク１３０にサーモカップル１４４を設置してもよい。
また、窒素ガスの温度を調節する設備として、循環液温調タンク１３０と循環ポンプ１３１とを設けたが、これらを設けることなく直接窒素ガス温調槽１２０の液体を温度調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】レジスト微粒子の塗布に関する一実施例を説明するレジスト膜塗布装置１００の構成例を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に用いる円形の水晶ウエハ基板１０を示す斜視図、（ｂ）は矩形のウエハ基板１５を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図１の塗布チャンバ７０内の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図４Ａ】（ａ）は第１ウエハ受台板７６−１と水晶ウエハ基板１０の部分断面図であり、（ｂ）はその拡大図である。
【図４Ｂ】（ａ）は第２ウエハ受台板７６−２と水晶ウエハ基板１０の部分断面図であり、（ｂ）はその拡大図である。
【図５】窒素ガスを一定温度に加温する装置１１０の構成例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ … 水晶ウエハ基板、（１０ｃ … オリエンテーションフラット）
１５ … 水晶ウエハ基板（１５ｃ … オリエンテーションフラット）
１８ … 電極膜
２０ … 音叉型水晶振動片
７０ … 塗布チャンバ
７１ … 吐出ノズル
７２ … 電極針
７３ … チャック
７５ … Ｙ方向駆動手段
７６ … ウエハ受台板（７６−１ … 第１ウエハ受台板，７６−２ … 第１ウエハ受台板）
７７ … Ｘ方向駆動手段
７８ … 凹部（７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ，７８ｅ）
７９ … クランプ部
８０ … レジスト微粒子生成チャンバ
８１ … 排出口
８２ … スプレーノズル
８４，８５、８６，８７ … バルブ
９０ … レジストタンク
９７ … 窪み部
９８ … 貫通開口
１００ … レジスト塗布装置
１１０ … 窒素ガス加温装置
１２０ … 窒素ガス温調槽
１２１，１２２ … 窒素ガス配管
１３０ … 循環液温調タンク
１３１ … 循環ポンプ
１４０ … 温度制御盤
１４２ … 温調器
１４４ … サーモカップル
ＡＲ１，ＡＲ２ … 矢印
Ｒ１ … レジスト微粒子
Ｒ２ … レジスト剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状に前記レジスト剤を噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルを所定高さに設け、この二流体ノズルから噴霧されたレジスト粒子のうちの重量の大きいレジスト粒子を下部に落下させるレジスト容器と、
前記レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子を前記キャリアガスとともに排出する排出口と、
前記排出口から前記キャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルに取り付けられ、前記重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針と、
前記帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハにレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部と、
を備えることを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項２】
前記ウエハ保持部はその第１面に前記ウエハを入れ込む凹部を有し、この凹部に前記接地領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記ウエハ保持部は前記ウエハをクランプするクランプ部を有し、このクランプ部に前記接地領域が形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記凹部は前記第１面の反対の第２面に貫通する貫通開口を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のレジスト塗布装置。
【請求項５】
前記キャリアガスは、温度調整されて前記レジスト剤と混合されることを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
【請求項１】
レジスト剤とキャリアガスと混合して霧状に前記レジスト剤を噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルを所定高さに設け、この二流体ノズルから噴霧されたレジスト粒子のうちの重量の大きいレジスト粒子を下部に落下させるレジスト容器と、
前記レジスト粒子のうちの重量の小さいレジスト粒子を前記キャリアガスとともに排出する排出口と、
前記排出口から前記キャリアガスにより送り込まれる重量の小さいレジスト粒子を吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルに取り付けられ、前記重量の小さいレジスト粒子を帯電させる電極針と、
前記帯電したレジスト粒子を使って複数のウエハにレジスト膜を形成するため、それぞれのウエハに対して接地領域を有するウエハ保持部と、
を備えることを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項２】
前記ウエハ保持部はその第１面に前記ウエハを入れ込む凹部を有し、この凹部に前記接地領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記ウエハ保持部は前記ウエハをクランプするクランプ部を有し、このクランプ部に前記接地領域が形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記凹部は前記第１面の反対の第２面に貫通する貫通開口を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のレジスト塗布装置。
【請求項５】
前記キャリアガスは、温度調整されて前記レジスト剤と混合されることを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２００９−５９９８５（Ｐ２００９−５９９８５Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２７３４３（Ｐ２００７−２２７３４３）
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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