両面塗布装置
【課題】薬液を両面に塗布する両面塗布装置であって、ウエハ上の有効チップ面を覆うようなウエハチャックを有する装置において、裏面洗浄機構を省略出来るようにする。
【解決手段】ウエハチャックを有する両面塗布装置において、ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有するとともに、ウエハチャックが円形であり、チャック面の半径寸法を着工ウエハの半径寸法に対して小さくして、その差が１ｍｍから１０ｍｍであるようにする。
【解決手段】ウエハチャックを有する両面塗布装置において、ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有するとともに、ウエハチャックが円形であり、チャック面の半径寸法を着工ウエハの半径寸法に対して小さくして、その差が１ｍｍから１０ｍｍであるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハあるいは光ディスク等の被塗布体の両面に薬液を塗布するための両面塗布装置、薬液塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハにレジストを塗布したり、光ディスクに保護コーティング剤を塗布する方法として、一般には被塗布体の中央に塗布薬液を上部より供給して、被塗布体を高速回転させ、遠心力により、被塗布体表面に塗り広げるスピンコート法が用いられる。
【０００３】
図２は、一般的なスピンコート装置の構成を示した断面図である。スピンコート部は薬液供給系（１）を有し、ウエハ（４）を保持し回転させるウエハチャック（３）がモーター（６）とつながっている。モーターは、インナーカップ（５）による薬液等から分離されインナーカップとチャック機構は、アウターカップ（７）により外界と分離される。一般に塗布は、薬液供給系（１）により中央に薬液が滴下されウエハを回転させて、表面全体に塗り広げられる。ウエハ外部に至った薬液のうち、液体分は、アウターカップ（７）の下部に設けられた廃液口（D）によりカップ外部に排出される。またカップ内に巻き上げられた薬液ミストの大部分は、同様にカップ排気口（C）より排出される。（A）薬液ミストの一部分は、ウエハの回転によりウエハ（４）とインナーカップ（５）の隙間が減圧され引き込まれる。（B）そのうちの一部がウエハ裏面に再付着する。これらを洗浄するために裏面洗浄ノズル（２）が設けられている。裏面洗浄は、使用薬液の溶剤、または、それと同等な溶解力を有する溶剤にて行われる。裏面ミストに対して削減させる試みは下記のような試みがなされている。
【特許文献１】特開２０００−４９０７５号公報
【特許文献２】特開平０５−２０６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクの記憶容量大容量化のため、両面に記録するものがでている。そのため光ディスクの両面に保護膜を成膜させる必要がある。また一方でシリコンウエハを使用した微小機械の作成のために上記、半導体用薬液塗布装置を流用し両面に薬液を塗布する工程がある。両面塗布においては、片面塗布時に有効であった裏面洗浄機構を使用すると、２面め塗布時に裏側は薬液が塗られており、薬液の溶媒またはそれに準じた溶媒による裏面洗浄では塗布物裏面の表面が溶解して、次工程でのさまざまなトラブル、または、製品の歩留り低下が引き起こされている。裏面洗浄を行わない場合は、裏面にミストが回り込み、再付着し同様に、次工程以降でのさまざまなトラブル、または製品の歩留り低下が引き起こされる。また、片面のみの加工をし、塗布薬液が前述の溶剤で洗浄可能な状態にしてから、もう片面を塗布するなどとする方法も考えられる。その場合工程数が増え結果コストアップになる問題がある。本発明は、上記のような問題を低コストで、工程数を増やすことなく両面塗布を行う薬液塗布方法と薬液塗布装置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】
【０００５】
上記課題を解決するために、上記課題を解決するために、本発明に係る両面塗布装置は、
薬液をウエハの両面に塗布する両面塗布装置であって、
前記ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有すると共に、
前記ウエハチャックが円形であり、
前記チャック面の半径寸法Ａが着工ウエハの半径寸法Ｂに対して
Ｂ−Ａが１ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
懸念された、ウエハ保持力や反りウエハへの対応も適応工程には、十分な性能であり、また、両面塗布されたものの有効チップ領域で薬液ミストの問題がなくなった。また、装置価格も裏面洗浄機構が不要になることで、チャック加工費上昇分を補って安く作成でき効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【０００８】
一般にウエハチャック（３）は、ウエハ（４）の高速回転に対してウエハを確実に保持するために平滑な面が必要とされる。その上経時劣化なくその平滑性を維持するために、硬度の硬いものや変形しづらいものが選ばれる。一般にこれらを満たすものにテフロン（登録商標）があげられる。上記のような大口径のものにすると、重量の増加に通常使用のモーター６では、回転の上限に制限がかかるため、モーターの性能をアップさせることも検討したが、モーター自体の重量増加など基本フレームの設計にまで手を入れないといけないことが判明したため、チャックの材質をテフロン（登録商標）からＰＥＥＫにすることで重量増加を抑えて、既存のモーターを使えるようにした。
【実施例１】
【０００９】
以下に、インクジェット記録ヘッド（図３）への生産適用例を示す。
【００１０】
図４−（A）〜図４−（Ｆ）は、図３のＡ−Ａ断面図であり、本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す為の断面模式図である。
【００１１】
本発明の両面塗布方法は、ノズル材11とシリコン基板8の密着層17および、裏面インク供給口形成のマスク材として使用されるポリエーテルアミド樹脂層18の両面塗布に適用した。
【００１２】
図４−（A）に示される基板8上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子9が複数個配置されている。また前記基板8の裏面はSiO2膜16で全面覆われている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口13を形成する時に犠牲層14が基板8に設けてある。ヒータの配線やそのヒータを駆動する為の半導体素子は不図示である。この犠牲層はアルカリ溶液でエッチングできるもので、ポリシリコンやエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などで形成される。
【００１３】
次に、図４−（B）に示すように、基板８の両面にポリエーテルアミド樹脂層17,18をスピンコート等により塗布し、ベークにより硬化させる。本実施例では、日立化成製のHIMALを使用しベーク後2umになるように塗布時に1500回転15秒で回転させた。そのとき本発明の構造を有する塗布装置を使用した。その後、アルカリ性の溶液によってインク供給口13を形成するために裏面のポリエーテルアミド樹脂層18をパターニングする。裏面側に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布する。その後、露光、現像し、ポリエーテルアミド樹脂層17をドライエッチング等によりパターニングする。その後、前記ポジ型レジストを剥離する。
【００１４】
次に図４−（Ｃ）に示すようにノズル流路2１となる型材19を塗布する。この場合東京応化製ODUR（登録商標）を使用して、膜厚１３umを塗布した。次に型材19をパターニングして、ノズル流路を形成する。次に図４−（Ｄ）に示すように、ノズル材である被覆感光性樹脂11をスピンコート等により塗布する。前記被覆感光性樹脂11上には撥水材20がドライフィルムのラミネート等により形成する。インク吐出口12は、被覆感光性樹脂11を紫外線やDeepUV等による露光、現像を行うことにより、流路側壁とインク吐出口が形成される。
【００１５】
次に図４−（Ｅ）に示すように、被覆観光性樹脂材料11及び、撥水材20がパターン形成されている前記基板8の表面及び側面を保護樹脂材22でスピンコート等により覆う。前記保護樹脂材22は、装置搬送等のキズ防止の保護材であり、また異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料である。その為、異方性エッチングを行う事による前記撥水材20等の劣化防止を可能とする。前記基板8の裏面のSiO2膜16は、ポリエーテルアミド樹脂18をマスクとしてウエットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるSi面が露出される。基板を化学的にエッチング、例えばTMAH等の強アルカリ溶液によりエッチングを行い基板8の結晶方位が１００の為、表面の犠牲層14に到達し、インク供給口13が形成される。次にポリエーテルアミド樹脂18を除去する。その後保護膜15をエッチングにより除去した後、保護樹脂材22を除去する。
【００１６】
次に型材19を前記インク供給口13から溶出させる事により、インク流路21および発泡室が形成される。型材料19の除去は、DeepUV光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬すれば十分である。これにより、インク流路１3が貫通しノズル部完成する。
【００１７】
以上の工程により、ノズル部が形成された基板8をダイシングソー等により切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子を駆動させる為の電気的接合を行った後、インク供給の為のチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００１８】
この適用例において、密着層の塗布時のミスト付着による、欠陥は、少なく、作成中に吸着エラーを起こすこともなかった。
【００１９】
これらの構成を説明するために記載した膜厚が実施例を説明するための参考値であり、特許の請求範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の塗布装置のスピンコート部の断面図
【図２】従来の塗布装置のスピンコート部の断面図
【図３】本発明の実施例で適用したインクジェットノズルの模式図
【図４】本発明の実施例で適用したインクジェットノズル工程の断面図
【符号の説明】
【００２１】
1 薬液供給ノズル
2 裏面洗浄ノズル
3 ウエハチャック
4 ウエハ
5 インナーカップ
6 モーター
7 アウターカップ
8 シリコン基板
9 インク吐出圧発生素子
10 電極（ＰＡＤ）
11 被覆観光性樹脂（ノズル材）
12 インク吐出口
13 共通インク供給口
14 犠牲層
15 保護膜
16 裏面に形成された酸化膜
17 ポリエ−テルアミド樹脂層（表）
18 ポリエーテルアミド樹脂層（裏）
19 型材料
20 撥水材
21 流路
22 保護樹脂膜
A カップ排気による薬液ミストを含む空気の流れ
B チャック及びウエハの回転によるウエハ裏面に回りこむ空気の流れ
C カップ排気の引き込み口
D 廃液口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハあるいは光ディスク等の被塗布体の両面に薬液を塗布するための両面塗布装置、薬液塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハにレジストを塗布したり、光ディスクに保護コーティング剤を塗布する方法として、一般には被塗布体の中央に塗布薬液を上部より供給して、被塗布体を高速回転させ、遠心力により、被塗布体表面に塗り広げるスピンコート法が用いられる。
【０００３】
図２は、一般的なスピンコート装置の構成を示した断面図である。スピンコート部は薬液供給系（１）を有し、ウエハ（４）を保持し回転させるウエハチャック（３）がモーター（６）とつながっている。モーターは、インナーカップ（５）による薬液等から分離されインナーカップとチャック機構は、アウターカップ（７）により外界と分離される。一般に塗布は、薬液供給系（１）により中央に薬液が滴下されウエハを回転させて、表面全体に塗り広げられる。ウエハ外部に至った薬液のうち、液体分は、アウターカップ（７）の下部に設けられた廃液口（D）によりカップ外部に排出される。またカップ内に巻き上げられた薬液ミストの大部分は、同様にカップ排気口（C）より排出される。（A）薬液ミストの一部分は、ウエハの回転によりウエハ（４）とインナーカップ（５）の隙間が減圧され引き込まれる。（B）そのうちの一部がウエハ裏面に再付着する。これらを洗浄するために裏面洗浄ノズル（２）が設けられている。裏面洗浄は、使用薬液の溶剤、または、それと同等な溶解力を有する溶剤にて行われる。裏面ミストに対して削減させる試みは下記のような試みがなされている。
【特許文献１】特開２０００−４９０７５号公報
【特許文献２】特開平０５−２０６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクの記憶容量大容量化のため、両面に記録するものがでている。そのため光ディスクの両面に保護膜を成膜させる必要がある。また一方でシリコンウエハを使用した微小機械の作成のために上記、半導体用薬液塗布装置を流用し両面に薬液を塗布する工程がある。両面塗布においては、片面塗布時に有効であった裏面洗浄機構を使用すると、２面め塗布時に裏側は薬液が塗られており、薬液の溶媒またはそれに準じた溶媒による裏面洗浄では塗布物裏面の表面が溶解して、次工程でのさまざまなトラブル、または、製品の歩留り低下が引き起こされている。裏面洗浄を行わない場合は、裏面にミストが回り込み、再付着し同様に、次工程以降でのさまざまなトラブル、または製品の歩留り低下が引き起こされる。また、片面のみの加工をし、塗布薬液が前述の溶剤で洗浄可能な状態にしてから、もう片面を塗布するなどとする方法も考えられる。その場合工程数が増え結果コストアップになる問題がある。本発明は、上記のような問題を低コストで、工程数を増やすことなく両面塗布を行う薬液塗布方法と薬液塗布装置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】
【０００５】
上記課題を解決するために、上記課題を解決するために、本発明に係る両面塗布装置は、
薬液をウエハの両面に塗布する両面塗布装置であって、
前記ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有すると共に、
前記ウエハチャックが円形であり、
前記チャック面の半径寸法Ａが着工ウエハの半径寸法Ｂに対して
Ｂ−Ａが１ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
懸念された、ウエハ保持力や反りウエハへの対応も適応工程には、十分な性能であり、また、両面塗布されたものの有効チップ領域で薬液ミストの問題がなくなった。また、装置価格も裏面洗浄機構が不要になることで、チャック加工費上昇分を補って安く作成でき効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【０００８】
一般にウエハチャック（３）は、ウエハ（４）の高速回転に対してウエハを確実に保持するために平滑な面が必要とされる。その上経時劣化なくその平滑性を維持するために、硬度の硬いものや変形しづらいものが選ばれる。一般にこれらを満たすものにテフロン（登録商標）があげられる。上記のような大口径のものにすると、重量の増加に通常使用のモーター６では、回転の上限に制限がかかるため、モーターの性能をアップさせることも検討したが、モーター自体の重量増加など基本フレームの設計にまで手を入れないといけないことが判明したため、チャックの材質をテフロン（登録商標）からＰＥＥＫにすることで重量増加を抑えて、既存のモーターを使えるようにした。
【実施例１】
【０００９】
以下に、インクジェット記録ヘッド（図３）への生産適用例を示す。
【００１０】
図４−（A）〜図４−（Ｆ）は、図３のＡ−Ａ断面図であり、本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す為の断面模式図である。
【００１１】
本発明の両面塗布方法は、ノズル材11とシリコン基板8の密着層17および、裏面インク供給口形成のマスク材として使用されるポリエーテルアミド樹脂層18の両面塗布に適用した。
【００１２】
図４−（A）に示される基板8上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子9が複数個配置されている。また前記基板8の裏面はSiO2膜16で全面覆われている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口13を形成する時に犠牲層14が基板8に設けてある。ヒータの配線やそのヒータを駆動する為の半導体素子は不図示である。この犠牲層はアルカリ溶液でエッチングできるもので、ポリシリコンやエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などで形成される。
【００１３】
次に、図４−（B）に示すように、基板８の両面にポリエーテルアミド樹脂層17,18をスピンコート等により塗布し、ベークにより硬化させる。本実施例では、日立化成製のHIMALを使用しベーク後2umになるように塗布時に1500回転15秒で回転させた。そのとき本発明の構造を有する塗布装置を使用した。その後、アルカリ性の溶液によってインク供給口13を形成するために裏面のポリエーテルアミド樹脂層18をパターニングする。裏面側に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布する。その後、露光、現像し、ポリエーテルアミド樹脂層17をドライエッチング等によりパターニングする。その後、前記ポジ型レジストを剥離する。
【００１４】
次に図４−（Ｃ）に示すようにノズル流路2１となる型材19を塗布する。この場合東京応化製ODUR（登録商標）を使用して、膜厚１３umを塗布した。次に型材19をパターニングして、ノズル流路を形成する。次に図４−（Ｄ）に示すように、ノズル材である被覆感光性樹脂11をスピンコート等により塗布する。前記被覆感光性樹脂11上には撥水材20がドライフィルムのラミネート等により形成する。インク吐出口12は、被覆感光性樹脂11を紫外線やDeepUV等による露光、現像を行うことにより、流路側壁とインク吐出口が形成される。
【００１５】
次に図４−（Ｅ）に示すように、被覆観光性樹脂材料11及び、撥水材20がパターン形成されている前記基板8の表面及び側面を保護樹脂材22でスピンコート等により覆う。前記保護樹脂材22は、装置搬送等のキズ防止の保護材であり、また異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料である。その為、異方性エッチングを行う事による前記撥水材20等の劣化防止を可能とする。前記基板8の裏面のSiO2膜16は、ポリエーテルアミド樹脂18をマスクとしてウエットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるSi面が露出される。基板を化学的にエッチング、例えばTMAH等の強アルカリ溶液によりエッチングを行い基板8の結晶方位が１００の為、表面の犠牲層14に到達し、インク供給口13が形成される。次にポリエーテルアミド樹脂18を除去する。その後保護膜15をエッチングにより除去した後、保護樹脂材22を除去する。
【００１６】
次に型材19を前記インク供給口13から溶出させる事により、インク流路21および発泡室が形成される。型材料19の除去は、DeepUV光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬すれば十分である。これにより、インク流路１3が貫通しノズル部完成する。
【００１７】
以上の工程により、ノズル部が形成された基板8をダイシングソー等により切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子を駆動させる為の電気的接合を行った後、インク供給の為のチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００１８】
この適用例において、密着層の塗布時のミスト付着による、欠陥は、少なく、作成中に吸着エラーを起こすこともなかった。
【００１９】
これらの構成を説明するために記載した膜厚が実施例を説明するための参考値であり、特許の請求範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の塗布装置のスピンコート部の断面図
【図２】従来の塗布装置のスピンコート部の断面図
【図３】本発明の実施例で適用したインクジェットノズルの模式図
【図４】本発明の実施例で適用したインクジェットノズル工程の断面図
【符号の説明】
【００２１】
1 薬液供給ノズル
2 裏面洗浄ノズル
3 ウエハチャック
4 ウエハ
5 インナーカップ
6 モーター
7 アウターカップ
8 シリコン基板
9 インク吐出圧発生素子
10 電極（ＰＡＤ）
11 被覆観光性樹脂（ノズル材）
12 インク吐出口
13 共通インク供給口
14 犠牲層
15 保護膜
16 裏面に形成された酸化膜
17 ポリエ−テルアミド樹脂層（表）
18 ポリエーテルアミド樹脂層（裏）
19 型材料
20 撥水材
21 流路
22 保護樹脂膜
A カップ排気による薬液ミストを含む空気の流れ
B チャック及びウエハの回転によるウエハ裏面に回りこむ空気の流れ
C カップ排気の引き込み口
D 廃液口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液をウエハの両面に塗布する両面塗布装置であって、
前記ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有すると共に、
前記ウエハチャックが円形であり、
前記チャック面の半径寸法Ａが着工ウエハの半径寸法Ｂに対して
Ｂ−Ａが１ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする両面塗布装置。
【請求項１】
薬液をウエハの両面に塗布する両面塗布装置であって、
前記ウエハ上の有効チップ面を覆うような形状のウエハチャックを有すると共に、
前記ウエハチャックが円形であり、
前記チャック面の半径寸法Ａが着工ウエハの半径寸法Ｂに対して
Ｂ−Ａが１ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする両面塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３４３９９（Ｐ２０１０−３４３９９Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９６３９０（Ｐ２００８−１９６３９０）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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