塗布方法、及び塗布装置
【課題】タクト短縮が可能であり、安価で安定して基板上に液体材料を塗布できる塗布方法、及び塗布装置を提供する。
【解決手段】基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を基板の表面に塗り広げる塗布方法に関するものである。基板載置位置にあるチャック部に対して基板を載置する載置工程Ｓ１と、基板を載置したチャック部を基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程Ｓ３と、回転位置においてチャック部が回転する回転工程Ｓ４と、を含む。そして、載置工程Ｓ１と移動工程Ｓ３との間に、チャック部に載置された基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程Ｓ２を有する。
【解決手段】基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を基板の表面に塗り広げる塗布方法に関するものである。基板載置位置にあるチャック部に対して基板を載置する載置工程Ｓ１と、基板を載置したチャック部を基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程Ｓ３と、回転位置においてチャック部が回転する回転工程Ｓ４と、を含む。そして、載置工程Ｓ１と移動工程Ｓ３との間に、チャック部に載置された基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程Ｓ２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布方法、及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池が様々な用途において注目されている。太陽電池用基板の製造工程では、半導体基板の表面に拡散材を塗布する工程がある。このような太陽電池用塗布装置には安価、且つ高速タクトの装置が要求されている。
【０００３】
ところで、従来から、ＩＣ等の半導体装置を製造する際、ウエハを回転させ、その表面に遠心力でレジストを塗布する塗布装置としてスピンコータが知られている（例えば、特許文献１参照）。そこで、太陽電池用基板に拡散材を塗布するための装置として上述のスピンコータを用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２０９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、スピンコータをそのまま拡散材の塗布に適用すると、処理時間がかかるため、太陽電池用基板を安価に製造することができず、実用性が低いといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、タクト短縮が可能であり、安価で安定して基板上に液体材料を塗布できる塗布方法、及び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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る塗布方法は、基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を前記基板の表面に塗り広げる塗布方法において、基板載置位置にある前記チャック部に対して基板を載置する載置工程と、前記基板を載置した前記チャック部を前記基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程と、前記回転位置において前記チャック部が回転する回転工程と、を含み、前記載置工程と前記移動工程との間に、前記チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の塗布方法によれば、載置工程と移動工程との間において、チャック部に載置された基板の表面に液体材料を滴下するので、塗布工程におけるタクトの短縮を図ることができる。
【０００９】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程においては、前記チャック部を回転させた状態で行うのが好ましい。
この構成によれば、基板の表面に液体材料を予め塗り広げておくことができ、タクト短縮を実現できる。
【００１０】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程における前記チャック部の回転速度は、前記回転工程における前記チャック部の回転速度よりも低く設定されるのが好ましい。
この構成によれば、基板からはみ出さない範囲内で液体材料を良好に塗り広げることができる。
【００１１】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程における前記チャック部の回転速度が５０ｒｐｍ以下に設定されるのが好ましい。
この構成によれば、基板からはみ出さないように液体材料を塗り広げることができるので、液体材料を振り切る回転工程の時間を短くすることができる。
【００１２】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程においては、前記チャック部が前記液体材料の飛散を防止する飛散防止用カップ内で回転するのが好ましい。
この構成によれば、回転工程時に液体材料が周囲に飛び散るのを確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程における前記チャック部の回転動作は、４０００ｒｐｍ以上の回転数であり、且つ５秒以内で行われるのが好ましい。
この構成によれば、液体材料を基板の全面に亘って確実に塗り広げることができる。
【００１４】
また、上記塗布装置においては、前記基板に前記液体材料を滴下するノズルを前記チャック部に対して進退させるのが好ましい。
この構成によれば、ノズルがチャック部に対して進退する構成を採用するため、ノズルが基板のチャック部への搬入工程を妨げることがない。
【００１５】
また、上記塗布装置においては、前記ノズルにおける進退方向は、前記基板の前記チャック部に対する搬入方向と平行であるのが好ましい。
この構成によれば、ノズルの移動距離を短くすることができ、塗布工程全体のタクトの短縮を図ることができる。
【００１６】
また、上記塗布装置においては、前記基板を前記チャック部に載置するタイミングと同時に前記ノズルを前記基板に対向させるのが好ましい。
この構成によれば、基板がチャック部に載置するタイミングと同時にノズルが基板に対向するため、ノズルがチャック部まで移動する際の待ち時間を無くしている。
【００１７】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程においては、前記基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を行うのが好ましい。
この構成によれば、回転工程時にバックリンス処理を同時に行うことで液体材料が裏面側に回りこむのを防止できる。よって、回転工程の後にバックリンスを別途行う場合に比べて、タクト短縮を図ることができる。
【００１８】
また、上記塗布装置においては、前記液体材料として、粘度が２０ｃｐ以上の材料を用いるのが好ましい。
この構成によれば、粘度が２０ｃｐ以上の液体材料を用いるので、回転工程において液体材料が基板の裏面側に回りこむのを防止することができる。よって、基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を省略することができ、タクトの短縮を図ることができる。
【００１９】
また、上記塗布装置においては、前記基板が太陽電池用基板であるのが好ましい。
本発明を採用すれば、スピンコートを用いて、太陽電池用基板に例えば拡散材を塗布することができるので、太陽電池用基板を安価に提供できる。
【００２０】
本発明の塗布装置は、基板を回転させることで前記基板の表面に液体材料を塗り広げる塗布装置において、前記基板に前記液体材料を滴下するノズルと、前記基板を保持した状態で回転可能であり、前記基板を載置する基板載置位置と前記回転を行う回転位置との間で昇降動作を行うチャック部と、前記チャック部が前記回転位置への移動を開始する前のタイミングで、前記基板載置位置にある該チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下するように前記ノズルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の塗布装置によれば、チャック部が回転位置への移動を開始する前のタイミングでチャック部に載置された基板の表面に液体材料を滴下するので、タクト短縮が可能となり、安価で安定した液体材料の塗布が可能な装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、タクト短縮が可能であり、安価で安定して基板上に液体材料を塗布できる塗布方法及び塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は基板処理装置の構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】塗布装置の要部構成を示す図である。
【図４】ノズル部の要部構成を示す図である。
【図５】塗布装置による拡散材料の塗布工程を示すフローチャートを示す図である。
【図６】塗布装置における塗布工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１（ａ）は本発明の塗布装置を含む基板処理装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視による断面図である。図２は基板処理装置１００の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係る基板処理装置は太陽電池を構成する太陽電池用基板に不純物を拡散するための拡散材料を塗布及び乾燥する処理を行うためのものであり、基板塗布装置は太陽電池用基板（以下、基板と称す）に拡散材を塗布するために用いられる。
【００２５】
以下、基板処理装置１００の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。基板処理装置１００の長手方向であって基板の搬送方向をＸ方向と表記する。平面視でＸ方向（基板搬送方向）に直交する方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向軸及びＹ方向軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとする。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板処理装置１００は、被処理物である基板Ｗを搬入するための搬入部１と、該搬入部１の下流側（＋Ｘ方向）に設けられた塗布装置１０と、該塗布装置１０の下流側（＋Ｘ方向）に設けられた乾燥装置３と、これら搬入部１から乾燥装置３まで基板Ｗを搬送する第１搬送装置６と、乾燥装置３の部分において基板Ｗを搬送する第２搬送装置７と、を備えている。
【００２７】
基板処理装置１００は、図２に示すように、搬入部１、塗布装置１０、乾燥装置３、第１搬送装置６、及び第２搬送装置７の各々の駆動を制御する制御部９を備えている。
【００２８】
乾燥装置３は、下流側（＋Ｘ方向）に向かって順に配置された３台のホットプレート３ａ、３ｂ、３ｃから構成されている。各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃは、基板の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に３分割され、各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃ間に隙間５１が形成されている。
【００２９】
上記第２搬送装置７は、隙間５１を介してホットプレート３ａ、３ｂ、３ｃの裏面側と表面との間を進退可能な薄板状の基板支持部材５２と、該基板支持部材５２をＸ方向に沿ってガイドするガイドロッド５３と、該ガイドロッド５３に沿って基板支持部材５２をＸ方向に沿って移動するシリンダユニット５４と、を含む。乾燥装置３は、制御部９と電気的に接続されており、各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃの駆動が制御部９により制御されている。
【００３０】
塗布装置１０は、基板Ｗを保持するチャック部２０と、チャック部２０に保持された基板Ｗに対して拡散材料（液体材料）を滴下するノズル部２１と、回転中のチャック部２０を収容するカップ部（飛散防止用カップ）２２と、を含む。本実施形態に係る塗布装置１０は、所謂スピンコータである。塗布装置１０は、制御部９と電気的に接続されており、チャック部２０の動作が制御部９により制御されている。
【００３１】
第１搬送装置６は、基板処理装置１００の一端（−Ｙ方向）側に沿って設けられたレール６０と、該レール６０に沿って移動する複数の移動体６１と、該各移動体６１から上方（＋Ｚ方向）に昇降自在であり基板Ｗを支持する複数の基板支持部材６２と、を含む。基板支持部材６２は、基板Ｗを支持するための複数の支持爪６３が設けられている。第１搬送装置６は、制御部９と電気的に接続されており、移動体６１及び基板支持部材６２の駆動が制御部９により制御されている。
【００３２】
第１搬送装置６は、複数の移動体６１を独立して駆動可能となっている。これら移動体６１はレール６０に沿って移動する際、各々が干渉しない位置に設けられている。これにより、第１搬送装置６は、例えば一の移動体６１に設けられた基板支持部材６２が拡散材料２００の塗布後の基板Ｗを塗布装置１０内から搬出して乾燥装置３内に搬入するタイミングと同時に、他の移動体６１に設けられた基板支持部材６２が搬入部１から別の基板Ｗを塗布装置１０内に搬入することが可能となっている。これにより、基板処理装置１００は基板Ｗに対する拡散材料２００の塗布工程及び乾燥工程に要するタクトを短縮している。
【００３３】
第２搬送装置７は、制御部９と電気的に接続されており、シリンダユニット５４の駆動が制御部９により制御されている。第２搬送装置７は、シリンダユニット５４によるＺ方向の伸長動作を行うことで、基板支持部材５２の上端を隙間５１から突出させることでホットプレート３ａ上の基板Ｗを持ち上げ、この状態でガイドロッド５３に沿ってシリンダユニット５４とともに基板支持部材５２を下流側へ移動し、次いでシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ａの上面より下げることで、基板Ｗを下流側のホットプレート３ｂに移し換える。このような動作を繰り返すことで、順次下流側のホットプレート３ｃへと基板Ｗを移し換えるようになっている。
【００３４】
図３は、塗布装置１０の要部構成を示す図である。チャック部２０は基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能とされており、図３に示すようにカップ部２２に対して昇降可能となっている。具体的にチャック部２０は、基板Ｗを載置する載置ポジション（基板載置位置）からカップ部２２内において回転動作を行う回転ポジション（回転位置）との間で昇降可能となっている。
【００３５】
カップ部２２は、基板Ｗに滴下された拡散材の周囲への飛散を防止するためのものであり、基板Ｗの裏面側を洗浄する裏面洗浄ノズル２２ａを備えている。裏面洗浄ノズル２２ａは、図示しない洗浄液供給源が接続されている。この洗浄液供給源は加圧することで洗浄液を裏面洗浄ノズル２２ａから噴射するようになっている。
【００３６】
図４はノズル部２１の要部構成を示す図である。
ノズル部２１は、図４に示すように、拡散材料を滴下する開口部２３ａが形成されたノズル２３と、ノズル２３を収容する収容部２４と、を有している。収容部２４は、図４に示すように、ノズル２３に一体に設けられる蓋部２４ａと、該蓋部２４ａとともにノズル２３を収容する密閉空間を形成する本体部２４ｂと、を有している。このように収容部２４は、ノズル２３を密閉状態で収容することで開口部２３ａが乾燥するのを防止することができる。なお、蓋部２４ａはノズル２３とともに移動し、本体部２４ｂはノズル部２１の待機位置から動くことが無い。
【００３７】
ノズル２３には移動機構２５が設けられており、該移動機構２５によってノズル２３はチャック部２０に対して進退可能となっている。これにより、ノズル２３は基板Ｗのチャック部２０に対する搬入方向（Ｘ方向）と平行に進退可能となっている。これにより、ノズル２３の移動距離を少なくすることができ、塗布工程全体のタクトを短縮することができる。
【００３８】
また、ノズル２３の内部には拡散材料２００を開口部２３ａに流通させる図示しない流通路が設けられており、この流通路には図示しない拡散材供給源が接続されている。この拡散材供給源は例えば図示しないポンプを有しており、当該ポンプで拡散材を開口部２３ａへと押し出すことで開口部２３ａから拡散材料が滴下されるようになっている。
【００３９】
ここで、ノズル２３から基板Ｗ上に滴下する拡散材料について説明する。
本実施形態で使用する拡散材料２００に添加する不純物元素としては、１３族元素として、ホウ素、ガリウム等が、１５族元素として、リン、ヒ素、アンチモン等が、その他の元素として、亜鉛、銅等が挙げられる。そして、上記不純物元素は、酸化物、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩等の無機塩、酢酸等の有機酸の塩の形で膜形成組成物に添加することができる。具体的には、Ｐ２Ｏ５、ＮＨ４Ｈ２・ＰＯ４、（ＲＯ）３Ｐ、（ＲＯ）２Ｐ（ＯＨ）、（ＲＯ）３ＰＯ、（ＲＯ）２Ｐ２Ｏ３（ＯＨ）３、（ＲＯ）Ｐ（ＯＨ）２等のリン化合物、Ｂ２Ｏ３、（ＲＯ）３Ｂ、ＲＢ（ＯＨ）２、Ｒ２Ｂ（ＯＨ）等のホウ素化合物、Ｈ３ＳｂＯ４、（ＲＯ）３Ｓｂ、ＳｂＸ３、ＳｂＯＸ、Ｓｂ４Ｏ５Ｘ等のアンチモン化合物、Ｈ３ＡｓＯ３、Ｈ２ＡｓＯ４、（ＲＯ）３Ａｓ、（ＲＯ）５Ａｓ、（ＲＯ）２Ａｓ（ＯＨ）、Ｒ３ＡｓＯ、ＲＡｓ＝ＡｓＲ等のヒ素化合物、Ｚｎ（ＯＲ）２、ＺｎＸ２、Ｚｎ（ＮＯ２）２等の亜鉛化合物、（ＲＯ）３Ｇａ、ＲＧａ（ＯＨ）、ＲＧａ（ＯＨ）２、Ｒ２Ｇａ〔ＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ−ＣＯ−（ＣＨ３）〕等のガリウム化合物等が挙げられる（ただし、Ｒはハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基又はアリール基、Ｘはハロゲン原子を表す）。これらの化合物の中では、酸化ホウ素、酸化リン等を好ましく用いることができる。
【００４０】
本実施形態に係る拡散材料２００は、拡散と同時に基板上への絶縁膜、平坦化膜、又は保護膜の形成するために、Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎで表されるアルコキシシランのうちの少なくとも一種を出発原料とする加水分解・縮合重合物を含んでも良い。（式中、Ｒ１は水素原子、又は１価の有機基であり、Ｒ２は１価の有機基であり、ｎは１〜３の整数を示す。）
【００４１】
ここで、１価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基を挙げることができる。これらの中では、アルキル基及びアリール基が好ましい。アルキル基の炭素数は１〜５が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。また、アルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよく、水素がフッ素により置換されていてもよい。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
【００４２】
（ｉ）ｎ＝１の場合、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリプロポキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラン、モノエチルトリプロポキシシラン、モノプロピルトリメトキシシラン、及びモノプロピルトリエトキシシラン等のモノアルキルトリアルコキシシラン、モノフェニルトリオキシシラン、及びモノフェニルトリエトキシシラン等のモノフェニルトリアルコキシシラン等。
【００４３】
（ｉｉ）ｎ＝２の場合、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルプロポキシシラン、ジプロピルメトキシシラン、及びジプロピルエトキシシラン等のジアルキルアルコキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、及びジフェニルエトキシシラン等のジフェニルアルコキシシラン等。
【００４４】
（ｉｉｉ）ｎ＝３の場合、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルプロポキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、及びトリプロピルエトキシシラン等のトリアルキルアルコキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等のトリフェニルアルコキシシラン等。
【００４５】
これらの中では、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、及びモノメチルトリプロポキシシラン等のモノメチルトリアルコキシシランを好ましく用いることができる。
【００４６】
本実施形態に係る拡散材料２００は、膜厚及び塗布成分の均一性、及び塗布性を向上させるために、溶剤を含有させることが好ましい。この場合、溶剤としては、従来用いられている有機溶剤を使用することができる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、及び３−メトキシ−１−ブタノール等の１価アルコール；メチル−３−メトキシプロピオネート、及びエチル−３−エトキシプロピオネート等のアルキルカルボン酸エステル；エチレングリコール、ジエチレングリコール、及びプロピレングリコール等の多価アルコール；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセエート等の多価アルコール誘導体；酢酸、及びプロピオン酸等の脂肪酸；アセトン、メチルエチルケトン、２−ヘプタノンのようなケトンを挙げることができる。これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
続いて、基板処理装置１００の動作について説明する。本発明は、拡散材料２００の塗布方法に特徴を有していることから、主に塗布装置１０による半導体基板Ｗ上への拡散材料の塗布工程について説明する。
【００４８】
図５は塗布装置１０による拡散材料の塗布工程を示すフローチャートを示す図である。
塗布装置１０における拡散材料の塗布工程は、基板載置位置にあるチャック部２０に対して基板Ｗを載置する載置工程Ｓ１と、基板Ｗを載置したチャック部２０を基板載置ポジションからカップ部２２内で回転動作を行う回転ポジションへと移動する移動工程Ｓ３と、回転ポジションにおいてチャック部２０が回転する回転工程Ｓ４とを含み、さらに載置工程Ｓ１と移動工程Ｓ３との間に、チャック部２０に載置された基板Ｗの表面に拡散材料を滴下する滴下工程Ｓ２を有している。
【００４９】
以下、図６を参照しつつ、塗布工程について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、基板処理装置１００は搬入部１に搬入された基板Ｗを第１搬送装置６により塗布装置１０へと受け渡す（載置工程Ｓ１）。このとき、チャック部２０は基板支持部材６２により搬送される基板Ｗを載置する載置ポジションまで上昇している。このとき、基板処理装置１００は、次の塗布工程に備えて、搬入部１内に他の基板Ｗを搬入しておく。
【００５０】
本実施形態では、基板Ｗをチャック部２０に載置するタイミングと同時にノズル部２１を基板Ｗに対向させるようにしている。このように基板Ｗがチャック部２０に載置されるタイミングと同時にノズル部２１が基板Ｗに対向するため、ノズル部２１がチャック部２０まで移動する際の待ち時間を無くしている。
【００５１】
制御部９は、基板Ｗが載置されると該基板Ｗを吸着保持するようにチャック部２０を駆動し、チャック部２０に載置された基板Ｗに対して、ノズル２３の開口部２３ａから拡散材料２００を滴下する（滴下工程Ｓ２）。
【００５２】
本実施形態では、制御部９が、図６（ｂ）に示すように、ノズル２３から拡散材料２００を滴下する際、チャック部２０を回転させるように制御する。具体的に本実施形態では、制御部９は、５０ｒｐｍ以下でチャック部２０を回転させる。これにより、基板Ｗの表面からはみ出さない範囲まで拡散材料２００を広げることができる。
【００５３】
次に、制御部９は、図６（ｃ）に示すようにチャック部２０を回転させた状態のまま下降させ、カップ部２２内に移動する（移動工程Ｓ３）。このとき、制御部９はノズル２３をチャック部２０に対向する位置から待機位置まで退避させる。ノズル２３は、待機位置において蓋部２４ａと本体部２４ｂとが当接することで構成される収容部２４内に収容されることとなる（図４参照）。
【００５４】
そして、制御部９は、図６（ｄ）に示すようにチャック部２０をカップ部２２内に配置し、チャック部２０がカップ部２２に収まると同時に４０００ｒｐｍ以上の回転数且つ５秒以内回転させる（回転工程Ｓ４）。これにより、基板Ｗの表面から拡散材料２００を振り切ることができる。
【００５５】
チャック部２０は、例えば５０ｒｐｍ以下の回転数から４０００ｒｐｍ以上の回転数へと１．０秒以内に加速するとともに、回転動作の停止時には４０００ｒｐｍ以上の回転数から回転数０ｒｐｍへと０．５秒以内に減速するのが望ましい。これにより、基板Ｗ上に拡散材料２００を良好に塗り広げることができる。
【００５６】
なお、基板Ｗから拡散材料２００がはみ出さないように５０ｒｐｍ以下の回転速度から４０００ｒｐｍまでゆるやかな加速をしつつ、移動工程Ｓ３を行う構成を採用することもできる。このようにすれば、移動工程Ｓ３から回転工程Ｓ４への移行をスムーズに行うことができ、塗布工程のタクトを短縮できる。
【００５７】
本実施形態では、チャック部２０が回転するのと同時に裏面洗浄ノズル２２ａから基板Ｗの裏面に洗浄液としてアルコールを噴射する所謂バックリンス処理を行うようにしている。洗浄液の噴射は、チャック部２０の回転開始から３秒以内で行う。当該洗浄液としてのアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、及び３−メトキシ−１−ブタノール等の炭素数１〜５のアルコールが挙げられる。
【００５８】
これにより、基板Ｗの裏面では、洗浄液が遠心力の働きにより基板Ｗの外周端部へと拡がることで、拡散材料２００が基板の裏面側に回りこむのを防止することができる。よって、回転工程の後、基板Ｗの裏面を洗浄する工程を設ける必要が無くなる。よって、塗布装置１０の処理に要するタクトを短縮することができる。
【００５９】
回転工程の終了後、チャック部２０が上昇することでカップ部２２内から退避する。続いて、制御部９は第１搬送装置６の基板支持部材６２を駆動し、チャック部２０から基板Ｗを受け取り、乾燥装置３内に搬送する。そして、基板Ｗ上の拡散材料２００が乾燥される。
【００６０】
本実施形態では、拡散材料２００を塗布した基板Ｗをチャック部２０から搬出した後、制御部９は他の基板Ｗを搬入部１から塗布装置１０へと受け渡す。このとき、制御部９は第１搬送装置６の他の基板支持部材６２を用いて基板Ｗをチャック部２０に載置する。そして、乾燥装置３内に拡散材料２００を塗布済みの基板Ｗを搬入している間に、塗布装置１０内では基板Ｗに対して、同様に拡散材料２００を塗布しておく。
【００６１】
続いて、制御部９は、基板Ｗを乾燥装置３内に搬入する。乾燥装置３では、一枚の基板Ｗに対してホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃを用いて１５０℃で１０秒間ずつ乾燥処理を行う。このような構成に基づき、基板処理装置１００は乾燥装置３内に基板Ｗを１０秒毎に搬入することが可能となっており、塗布装置１０から搬出される基板Ｗを乾燥装置３内に順次搬送することで処理速度を大幅に向上させている。
【００６２】
具体的に基板処理装置１００は、まず拡散材料２００を塗布した基板Ｗを最上流に位置するホットプレート３ａに載置する。ホットプレート３ａは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。その後、制御部９はシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ａの上面より下げることで基板Ｗを下流のホットプレート３ｂに移し換える。ホットプレート３ｂは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。その後、制御部９はシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ｂの上面より下げることで、ホットプレート３ｂによる乾燥後の基板Ｗを下流のホットプレート３ｃに移し換える。ホットプレート３ｃは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。これにより、基板Ｗに対し、１５０℃で３０秒間の乾燥処理が施すことができる。
【００６３】
本実施形態では基板Ｗをホットプレート３ａからホットプレート３ｂに移動するとともに第１搬送装置６の基板支持部材６２が塗布装置１０から搬出した基板Ｗをホットプレート３ａに載置する。また、一の基板Ｗをホットプレート３ｂからホットプレート３ｃに移動するとともにホットプレート３ｃから他の基板Ｗを不図示の搬出用アームが基板処理装置１００内から搬出する。
【００６４】
このように本実施形態では、各基板Ｗをホットプレート３ａ〜３ｃ間に順次送ることで拡散材料２００の乾燥処理を行うようにしている。これにより、基板Ｗの表面に拡散膜を形成することができる。
【００６５】
以上述べたように、本実施形態によれば塗布装置１０が基板Ｗをチャック部２０に載置する載置工程Ｓ１と、チャック部２０がカップ部２２内に移動する移動工程Ｓ３との間にノズル２３から基板Ｗ上に拡散材料２００を滴下する滴下工程Ｓ２を行う構成としたので、拡散材料２００を基板Ｗに塗布する塗布工程におけるタクトの短縮を図ることができる。また、滴下工程Ｓ２のタイミングを制御することで、塗布装置１０として従来のスピンコータと同様の構成のものを採用することができる。よって、基板処理装置１００のコストを抑えることができる。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、チャック部２０を回転させるのと同時に、基板Ｗの裏面に対して洗浄液を供給する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ノズル２３から基板Ｗ上に滴下する拡散材料２００の粘度を２０ｃｐ以下に設定することで、チャック部２０の回転時に基板Ｗに滴下した拡散材料２００が基板Ｗの裏面に回りこむのを防止するようにしてもよい。このようにすれば、拡散材料２００は粘度が低く、基板Ｗの回転時に基板の裏面側に回りこむことが無いので、上記洗浄液を噴射する必要が無い。
【符号の説明】
【００６７】
Ｗ…基板、Ｓ１…載置工程、Ｓ２…滴下工程、Ｓ３…移動工程、Ｓ４…回転工程、１０…塗布装置、２０…チャック部、２２…カップ部（飛散防止用カップ）、１００…基板処理装置、２００…拡散材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布方法、及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池が様々な用途において注目されている。太陽電池用基板の製造工程では、半導体基板の表面に拡散材を塗布する工程がある。このような太陽電池用塗布装置には安価、且つ高速タクトの装置が要求されている。
【０００３】
ところで、従来から、ＩＣ等の半導体装置を製造する際、ウエハを回転させ、その表面に遠心力でレジストを塗布する塗布装置としてスピンコータが知られている（例えば、特許文献１参照）。そこで、太陽電池用基板に拡散材を塗布するための装置として上述のスピンコータを用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２０９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、スピンコータをそのまま拡散材の塗布に適用すると、処理時間がかかるため、太陽電池用基板を安価に製造することができず、実用性が低いといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、タクト短縮が可能であり、安価で安定して基板上に液体材料を塗布できる塗布方法、及び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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る塗布方法は、基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を前記基板の表面に塗り広げる塗布方法において、基板載置位置にある前記チャック部に対して基板を載置する載置工程と、前記基板を載置した前記チャック部を前記基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程と、前記回転位置において前記チャック部が回転する回転工程と、を含み、前記載置工程と前記移動工程との間に、前記チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の塗布方法によれば、載置工程と移動工程との間において、チャック部に載置された基板の表面に液体材料を滴下するので、塗布工程におけるタクトの短縮を図ることができる。
【０００９】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程においては、前記チャック部を回転させた状態で行うのが好ましい。
この構成によれば、基板の表面に液体材料を予め塗り広げておくことができ、タクト短縮を実現できる。
【００１０】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程における前記チャック部の回転速度は、前記回転工程における前記チャック部の回転速度よりも低く設定されるのが好ましい。
この構成によれば、基板からはみ出さない範囲内で液体材料を良好に塗り広げることができる。
【００１１】
また、上記塗布装置においては、前記滴下工程における前記チャック部の回転速度が５０ｒｐｍ以下に設定されるのが好ましい。
この構成によれば、基板からはみ出さないように液体材料を塗り広げることができるので、液体材料を振り切る回転工程の時間を短くすることができる。
【００１２】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程においては、前記チャック部が前記液体材料の飛散を防止する飛散防止用カップ内で回転するのが好ましい。
この構成によれば、回転工程時に液体材料が周囲に飛び散るのを確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程における前記チャック部の回転動作は、４０００ｒｐｍ以上の回転数であり、且つ５秒以内で行われるのが好ましい。
この構成によれば、液体材料を基板の全面に亘って確実に塗り広げることができる。
【００１４】
また、上記塗布装置においては、前記基板に前記液体材料を滴下するノズルを前記チャック部に対して進退させるのが好ましい。
この構成によれば、ノズルがチャック部に対して進退する構成を採用するため、ノズルが基板のチャック部への搬入工程を妨げることがない。
【００１５】
また、上記塗布装置においては、前記ノズルにおける進退方向は、前記基板の前記チャック部に対する搬入方向と平行であるのが好ましい。
この構成によれば、ノズルの移動距離を短くすることができ、塗布工程全体のタクトの短縮を図ることができる。
【００１６】
また、上記塗布装置においては、前記基板を前記チャック部に載置するタイミングと同時に前記ノズルを前記基板に対向させるのが好ましい。
この構成によれば、基板がチャック部に載置するタイミングと同時にノズルが基板に対向するため、ノズルがチャック部まで移動する際の待ち時間を無くしている。
【００１７】
また、上記塗布装置においては、前記回転工程においては、前記基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を行うのが好ましい。
この構成によれば、回転工程時にバックリンス処理を同時に行うことで液体材料が裏面側に回りこむのを防止できる。よって、回転工程の後にバックリンスを別途行う場合に比べて、タクト短縮を図ることができる。
【００１８】
また、上記塗布装置においては、前記液体材料として、粘度が２０ｃｐ以上の材料を用いるのが好ましい。
この構成によれば、粘度が２０ｃｐ以上の液体材料を用いるので、回転工程において液体材料が基板の裏面側に回りこむのを防止することができる。よって、基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を省略することができ、タクトの短縮を図ることができる。
【００１９】
また、上記塗布装置においては、前記基板が太陽電池用基板であるのが好ましい。
本発明を採用すれば、スピンコートを用いて、太陽電池用基板に例えば拡散材を塗布することができるので、太陽電池用基板を安価に提供できる。
【００２０】
本発明の塗布装置は、基板を回転させることで前記基板の表面に液体材料を塗り広げる塗布装置において、前記基板に前記液体材料を滴下するノズルと、前記基板を保持した状態で回転可能であり、前記基板を載置する基板載置位置と前記回転を行う回転位置との間で昇降動作を行うチャック部と、前記チャック部が前記回転位置への移動を開始する前のタイミングで、前記基板載置位置にある該チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下するように前記ノズルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の塗布装置によれば、チャック部が回転位置への移動を開始する前のタイミングでチャック部に載置された基板の表面に液体材料を滴下するので、タクト短縮が可能となり、安価で安定した液体材料の塗布が可能な装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、タクト短縮が可能であり、安価で安定して基板上に液体材料を塗布できる塗布方法及び塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は基板処理装置の構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】塗布装置の要部構成を示す図である。
【図４】ノズル部の要部構成を示す図である。
【図５】塗布装置による拡散材料の塗布工程を示すフローチャートを示す図である。
【図６】塗布装置における塗布工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１（ａ）は本発明の塗布装置を含む基板処理装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視による断面図である。図２は基板処理装置１００の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係る基板処理装置は太陽電池を構成する太陽電池用基板に不純物を拡散するための拡散材料を塗布及び乾燥する処理を行うためのものであり、基板塗布装置は太陽電池用基板（以下、基板と称す）に拡散材を塗布するために用いられる。
【００２５】
以下、基板処理装置１００の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。基板処理装置１００の長手方向であって基板の搬送方向をＸ方向と表記する。平面視でＸ方向（基板搬送方向）に直交する方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向軸及びＹ方向軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとする。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板処理装置１００は、被処理物である基板Ｗを搬入するための搬入部１と、該搬入部１の下流側（＋Ｘ方向）に設けられた塗布装置１０と、該塗布装置１０の下流側（＋Ｘ方向）に設けられた乾燥装置３と、これら搬入部１から乾燥装置３まで基板Ｗを搬送する第１搬送装置６と、乾燥装置３の部分において基板Ｗを搬送する第２搬送装置７と、を備えている。
【００２７】
基板処理装置１００は、図２に示すように、搬入部１、塗布装置１０、乾燥装置３、第１搬送装置６、及び第２搬送装置７の各々の駆動を制御する制御部９を備えている。
【００２８】
乾燥装置３は、下流側（＋Ｘ方向）に向かって順に配置された３台のホットプレート３ａ、３ｂ、３ｃから構成されている。各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃは、基板の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に３分割され、各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃ間に隙間５１が形成されている。
【００２９】
上記第２搬送装置７は、隙間５１を介してホットプレート３ａ、３ｂ、３ｃの裏面側と表面との間を進退可能な薄板状の基板支持部材５２と、該基板支持部材５２をＸ方向に沿ってガイドするガイドロッド５３と、該ガイドロッド５３に沿って基板支持部材５２をＸ方向に沿って移動するシリンダユニット５４と、を含む。乾燥装置３は、制御部９と電気的に接続されており、各ホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃの駆動が制御部９により制御されている。
【００３０】
塗布装置１０は、基板Ｗを保持するチャック部２０と、チャック部２０に保持された基板Ｗに対して拡散材料（液体材料）を滴下するノズル部２１と、回転中のチャック部２０を収容するカップ部（飛散防止用カップ）２２と、を含む。本実施形態に係る塗布装置１０は、所謂スピンコータである。塗布装置１０は、制御部９と電気的に接続されており、チャック部２０の動作が制御部９により制御されている。
【００３１】
第１搬送装置６は、基板処理装置１００の一端（−Ｙ方向）側に沿って設けられたレール６０と、該レール６０に沿って移動する複数の移動体６１と、該各移動体６１から上方（＋Ｚ方向）に昇降自在であり基板Ｗを支持する複数の基板支持部材６２と、を含む。基板支持部材６２は、基板Ｗを支持するための複数の支持爪６３が設けられている。第１搬送装置６は、制御部９と電気的に接続されており、移動体６１及び基板支持部材６２の駆動が制御部９により制御されている。
【００３２】
第１搬送装置６は、複数の移動体６１を独立して駆動可能となっている。これら移動体６１はレール６０に沿って移動する際、各々が干渉しない位置に設けられている。これにより、第１搬送装置６は、例えば一の移動体６１に設けられた基板支持部材６２が拡散材料２００の塗布後の基板Ｗを塗布装置１０内から搬出して乾燥装置３内に搬入するタイミングと同時に、他の移動体６１に設けられた基板支持部材６２が搬入部１から別の基板Ｗを塗布装置１０内に搬入することが可能となっている。これにより、基板処理装置１００は基板Ｗに対する拡散材料２００の塗布工程及び乾燥工程に要するタクトを短縮している。
【００３３】
第２搬送装置７は、制御部９と電気的に接続されており、シリンダユニット５４の駆動が制御部９により制御されている。第２搬送装置７は、シリンダユニット５４によるＺ方向の伸長動作を行うことで、基板支持部材５２の上端を隙間５１から突出させることでホットプレート３ａ上の基板Ｗを持ち上げ、この状態でガイドロッド５３に沿ってシリンダユニット５４とともに基板支持部材５２を下流側へ移動し、次いでシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ａの上面より下げることで、基板Ｗを下流側のホットプレート３ｂに移し換える。このような動作を繰り返すことで、順次下流側のホットプレート３ｃへと基板Ｗを移し換えるようになっている。
【００３４】
図３は、塗布装置１０の要部構成を示す図である。チャック部２０は基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能とされており、図３に示すようにカップ部２２に対して昇降可能となっている。具体的にチャック部２０は、基板Ｗを載置する載置ポジション（基板載置位置）からカップ部２２内において回転動作を行う回転ポジション（回転位置）との間で昇降可能となっている。
【００３５】
カップ部２２は、基板Ｗに滴下された拡散材の周囲への飛散を防止するためのものであり、基板Ｗの裏面側を洗浄する裏面洗浄ノズル２２ａを備えている。裏面洗浄ノズル２２ａは、図示しない洗浄液供給源が接続されている。この洗浄液供給源は加圧することで洗浄液を裏面洗浄ノズル２２ａから噴射するようになっている。
【００３６】
図４はノズル部２１の要部構成を示す図である。
ノズル部２１は、図４に示すように、拡散材料を滴下する開口部２３ａが形成されたノズル２３と、ノズル２３を収容する収容部２４と、を有している。収容部２４は、図４に示すように、ノズル２３に一体に設けられる蓋部２４ａと、該蓋部２４ａとともにノズル２３を収容する密閉空間を形成する本体部２４ｂと、を有している。このように収容部２４は、ノズル２３を密閉状態で収容することで開口部２３ａが乾燥するのを防止することができる。なお、蓋部２４ａはノズル２３とともに移動し、本体部２４ｂはノズル部２１の待機位置から動くことが無い。
【００３７】
ノズル２３には移動機構２５が設けられており、該移動機構２５によってノズル２３はチャック部２０に対して進退可能となっている。これにより、ノズル２３は基板Ｗのチャック部２０に対する搬入方向（Ｘ方向）と平行に進退可能となっている。これにより、ノズル２３の移動距離を少なくすることができ、塗布工程全体のタクトを短縮することができる。
【００３８】
また、ノズル２３の内部には拡散材料２００を開口部２３ａに流通させる図示しない流通路が設けられており、この流通路には図示しない拡散材供給源が接続されている。この拡散材供給源は例えば図示しないポンプを有しており、当該ポンプで拡散材を開口部２３ａへと押し出すことで開口部２３ａから拡散材料が滴下されるようになっている。
【００３９】
ここで、ノズル２３から基板Ｗ上に滴下する拡散材料について説明する。
本実施形態で使用する拡散材料２００に添加する不純物元素としては、１３族元素として、ホウ素、ガリウム等が、１５族元素として、リン、ヒ素、アンチモン等が、その他の元素として、亜鉛、銅等が挙げられる。そして、上記不純物元素は、酸化物、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩等の無機塩、酢酸等の有機酸の塩の形で膜形成組成物に添加することができる。具体的には、Ｐ２Ｏ５、ＮＨ４Ｈ２・ＰＯ４、（ＲＯ）３Ｐ、（ＲＯ）２Ｐ（ＯＨ）、（ＲＯ）３ＰＯ、（ＲＯ）２Ｐ２Ｏ３（ＯＨ）３、（ＲＯ）Ｐ（ＯＨ）２等のリン化合物、Ｂ２Ｏ３、（ＲＯ）３Ｂ、ＲＢ（ＯＨ）２、Ｒ２Ｂ（ＯＨ）等のホウ素化合物、Ｈ３ＳｂＯ４、（ＲＯ）３Ｓｂ、ＳｂＸ３、ＳｂＯＸ、Ｓｂ４Ｏ５Ｘ等のアンチモン化合物、Ｈ３ＡｓＯ３、Ｈ２ＡｓＯ４、（ＲＯ）３Ａｓ、（ＲＯ）５Ａｓ、（ＲＯ）２Ａｓ（ＯＨ）、Ｒ３ＡｓＯ、ＲＡｓ＝ＡｓＲ等のヒ素化合物、Ｚｎ（ＯＲ）２、ＺｎＸ２、Ｚｎ（ＮＯ２）２等の亜鉛化合物、（ＲＯ）３Ｇａ、ＲＧａ（ＯＨ）、ＲＧａ（ＯＨ）２、Ｒ２Ｇａ〔ＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ−ＣＯ−（ＣＨ３）〕等のガリウム化合物等が挙げられる（ただし、Ｒはハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基又はアリール基、Ｘはハロゲン原子を表す）。これらの化合物の中では、酸化ホウ素、酸化リン等を好ましく用いることができる。
【００４０】
本実施形態に係る拡散材料２００は、拡散と同時に基板上への絶縁膜、平坦化膜、又は保護膜の形成するために、Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎで表されるアルコキシシランのうちの少なくとも一種を出発原料とする加水分解・縮合重合物を含んでも良い。（式中、Ｒ１は水素原子、又は１価の有機基であり、Ｒ２は１価の有機基であり、ｎは１〜３の整数を示す。）
【００４１】
ここで、１価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基を挙げることができる。これらの中では、アルキル基及びアリール基が好ましい。アルキル基の炭素数は１〜５が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。また、アルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよく、水素がフッ素により置換されていてもよい。アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
【００４２】
（ｉ）ｎ＝１の場合、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリプロポキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラン、モノエチルトリプロポキシシラン、モノプロピルトリメトキシシラン、及びモノプロピルトリエトキシシラン等のモノアルキルトリアルコキシシラン、モノフェニルトリオキシシラン、及びモノフェニルトリエトキシシラン等のモノフェニルトリアルコキシシラン等。
【００４３】
（ｉｉ）ｎ＝２の場合、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルプロポキシシラン、ジプロピルメトキシシラン、及びジプロピルエトキシシラン等のジアルキルアルコキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、及びジフェニルエトキシシラン等のジフェニルアルコキシシラン等。
【００４４】
（ｉｉｉ）ｎ＝３の場合、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルプロポキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、及びトリプロピルエトキシシラン等のトリアルキルアルコキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等のトリフェニルアルコキシシラン等。
【００４５】
これらの中では、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、及びモノメチルトリプロポキシシラン等のモノメチルトリアルコキシシランを好ましく用いることができる。
【００４６】
本実施形態に係る拡散材料２００は、膜厚及び塗布成分の均一性、及び塗布性を向上させるために、溶剤を含有させることが好ましい。この場合、溶剤としては、従来用いられている有機溶剤を使用することができる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、及び３−メトキシ−１−ブタノール等の１価アルコール；メチル−３−メトキシプロピオネート、及びエチル−３−エトキシプロピオネート等のアルキルカルボン酸エステル；エチレングリコール、ジエチレングリコール、及びプロピレングリコール等の多価アルコール；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセエート等の多価アルコール誘導体；酢酸、及びプロピオン酸等の脂肪酸；アセトン、メチルエチルケトン、２−ヘプタノンのようなケトンを挙げることができる。これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
続いて、基板処理装置１００の動作について説明する。本発明は、拡散材料２００の塗布方法に特徴を有していることから、主に塗布装置１０による半導体基板Ｗ上への拡散材料の塗布工程について説明する。
【００４８】
図５は塗布装置１０による拡散材料の塗布工程を示すフローチャートを示す図である。
塗布装置１０における拡散材料の塗布工程は、基板載置位置にあるチャック部２０に対して基板Ｗを載置する載置工程Ｓ１と、基板Ｗを載置したチャック部２０を基板載置ポジションからカップ部２２内で回転動作を行う回転ポジションへと移動する移動工程Ｓ３と、回転ポジションにおいてチャック部２０が回転する回転工程Ｓ４とを含み、さらに載置工程Ｓ１と移動工程Ｓ３との間に、チャック部２０に載置された基板Ｗの表面に拡散材料を滴下する滴下工程Ｓ２を有している。
【００４９】
以下、図６を参照しつつ、塗布工程について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、基板処理装置１００は搬入部１に搬入された基板Ｗを第１搬送装置６により塗布装置１０へと受け渡す（載置工程Ｓ１）。このとき、チャック部２０は基板支持部材６２により搬送される基板Ｗを載置する載置ポジションまで上昇している。このとき、基板処理装置１００は、次の塗布工程に備えて、搬入部１内に他の基板Ｗを搬入しておく。
【００５０】
本実施形態では、基板Ｗをチャック部２０に載置するタイミングと同時にノズル部２１を基板Ｗに対向させるようにしている。このように基板Ｗがチャック部２０に載置されるタイミングと同時にノズル部２１が基板Ｗに対向するため、ノズル部２１がチャック部２０まで移動する際の待ち時間を無くしている。
【００５１】
制御部９は、基板Ｗが載置されると該基板Ｗを吸着保持するようにチャック部２０を駆動し、チャック部２０に載置された基板Ｗに対して、ノズル２３の開口部２３ａから拡散材料２００を滴下する（滴下工程Ｓ２）。
【００５２】
本実施形態では、制御部９が、図６（ｂ）に示すように、ノズル２３から拡散材料２００を滴下する際、チャック部２０を回転させるように制御する。具体的に本実施形態では、制御部９は、５０ｒｐｍ以下でチャック部２０を回転させる。これにより、基板Ｗの表面からはみ出さない範囲まで拡散材料２００を広げることができる。
【００５３】
次に、制御部９は、図６（ｃ）に示すようにチャック部２０を回転させた状態のまま下降させ、カップ部２２内に移動する（移動工程Ｓ３）。このとき、制御部９はノズル２３をチャック部２０に対向する位置から待機位置まで退避させる。ノズル２３は、待機位置において蓋部２４ａと本体部２４ｂとが当接することで構成される収容部２４内に収容されることとなる（図４参照）。
【００５４】
そして、制御部９は、図６（ｄ）に示すようにチャック部２０をカップ部２２内に配置し、チャック部２０がカップ部２２に収まると同時に４０００ｒｐｍ以上の回転数且つ５秒以内回転させる（回転工程Ｓ４）。これにより、基板Ｗの表面から拡散材料２００を振り切ることができる。
【００５５】
チャック部２０は、例えば５０ｒｐｍ以下の回転数から４０００ｒｐｍ以上の回転数へと１．０秒以内に加速するとともに、回転動作の停止時には４０００ｒｐｍ以上の回転数から回転数０ｒｐｍへと０．５秒以内に減速するのが望ましい。これにより、基板Ｗ上に拡散材料２００を良好に塗り広げることができる。
【００５６】
なお、基板Ｗから拡散材料２００がはみ出さないように５０ｒｐｍ以下の回転速度から４０００ｒｐｍまでゆるやかな加速をしつつ、移動工程Ｓ３を行う構成を採用することもできる。このようにすれば、移動工程Ｓ３から回転工程Ｓ４への移行をスムーズに行うことができ、塗布工程のタクトを短縮できる。
【００５７】
本実施形態では、チャック部２０が回転するのと同時に裏面洗浄ノズル２２ａから基板Ｗの裏面に洗浄液としてアルコールを噴射する所謂バックリンス処理を行うようにしている。洗浄液の噴射は、チャック部２０の回転開始から３秒以内で行う。当該洗浄液としてのアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、及び３−メトキシ−１−ブタノール等の炭素数１〜５のアルコールが挙げられる。
【００５８】
これにより、基板Ｗの裏面では、洗浄液が遠心力の働きにより基板Ｗの外周端部へと拡がることで、拡散材料２００が基板の裏面側に回りこむのを防止することができる。よって、回転工程の後、基板Ｗの裏面を洗浄する工程を設ける必要が無くなる。よって、塗布装置１０の処理に要するタクトを短縮することができる。
【００５９】
回転工程の終了後、チャック部２０が上昇することでカップ部２２内から退避する。続いて、制御部９は第１搬送装置６の基板支持部材６２を駆動し、チャック部２０から基板Ｗを受け取り、乾燥装置３内に搬送する。そして、基板Ｗ上の拡散材料２００が乾燥される。
【００６０】
本実施形態では、拡散材料２００を塗布した基板Ｗをチャック部２０から搬出した後、制御部９は他の基板Ｗを搬入部１から塗布装置１０へと受け渡す。このとき、制御部９は第１搬送装置６の他の基板支持部材６２を用いて基板Ｗをチャック部２０に載置する。そして、乾燥装置３内に拡散材料２００を塗布済みの基板Ｗを搬入している間に、塗布装置１０内では基板Ｗに対して、同様に拡散材料２００を塗布しておく。
【００６１】
続いて、制御部９は、基板Ｗを乾燥装置３内に搬入する。乾燥装置３では、一枚の基板Ｗに対してホットプレート３ａ，３ｂ，３ｃを用いて１５０℃で１０秒間ずつ乾燥処理を行う。このような構成に基づき、基板処理装置１００は乾燥装置３内に基板Ｗを１０秒毎に搬入することが可能となっており、塗布装置１０から搬出される基板Ｗを乾燥装置３内に順次搬送することで処理速度を大幅に向上させている。
【００６２】
具体的に基板処理装置１００は、まず拡散材料２００を塗布した基板Ｗを最上流に位置するホットプレート３ａに載置する。ホットプレート３ａは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。その後、制御部９はシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ａの上面より下げることで基板Ｗを下流のホットプレート３ｂに移し換える。ホットプレート３ｂは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。その後、制御部９はシリンダユニット５４を圧縮し、基板支持部材５２の上端をホットプレート３ｂの上面より下げることで、ホットプレート３ｂによる乾燥後の基板Ｗを下流のホットプレート３ｃに移し換える。ホットプレート３ｃは基板Ｗを１５０℃で１０秒間乾燥する。これにより、基板Ｗに対し、１５０℃で３０秒間の乾燥処理が施すことができる。
【００６３】
本実施形態では基板Ｗをホットプレート３ａからホットプレート３ｂに移動するとともに第１搬送装置６の基板支持部材６２が塗布装置１０から搬出した基板Ｗをホットプレート３ａに載置する。また、一の基板Ｗをホットプレート３ｂからホットプレート３ｃに移動するとともにホットプレート３ｃから他の基板Ｗを不図示の搬出用アームが基板処理装置１００内から搬出する。
【００６４】
このように本実施形態では、各基板Ｗをホットプレート３ａ〜３ｃ間に順次送ることで拡散材料２００の乾燥処理を行うようにしている。これにより、基板Ｗの表面に拡散膜を形成することができる。
【００６５】
以上述べたように、本実施形態によれば塗布装置１０が基板Ｗをチャック部２０に載置する載置工程Ｓ１と、チャック部２０がカップ部２２内に移動する移動工程Ｓ３との間にノズル２３から基板Ｗ上に拡散材料２００を滴下する滴下工程Ｓ２を行う構成としたので、拡散材料２００を基板Ｗに塗布する塗布工程におけるタクトの短縮を図ることができる。また、滴下工程Ｓ２のタイミングを制御することで、塗布装置１０として従来のスピンコータと同様の構成のものを採用することができる。よって、基板処理装置１００のコストを抑えることができる。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、チャック部２０を回転させるのと同時に、基板Ｗの裏面に対して洗浄液を供給する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ノズル２３から基板Ｗ上に滴下する拡散材料２００の粘度を２０ｃｐ以下に設定することで、チャック部２０の回転時に基板Ｗに滴下した拡散材料２００が基板Ｗの裏面に回りこむのを防止するようにしてもよい。このようにすれば、拡散材料２００は粘度が低く、基板Ｗの回転時に基板の裏面側に回りこむことが無いので、上記洗浄液を噴射する必要が無い。
【符号の説明】
【００６７】
Ｗ…基板、Ｓ１…載置工程、Ｓ２…滴下工程、Ｓ３…移動工程、Ｓ４…回転工程、１０…塗布装置、２０…チャック部、２２…カップ部（飛散防止用カップ）、１００…基板処理装置、２００…拡散材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を前記基板の表面に塗り広げる塗布方法において、
基板載置位置にある前記チャック部に対して基板を載置する載置工程と、
前記基板を載置した前記チャック部を前記基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程と、
前記回転位置において前記チャック部が回転する回転工程と、を含み、
前記載置工程と前記移動工程との間に、前記チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程を有することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記滴下工程においては、前記チャック部を回転させた状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記滴下工程における前記チャック部の回転速度は、前記回転工程における前記チャック部の回転速度よりも低く設定されることを特徴とする請求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記滴下工程における前記チャック部の回転速度が５０ｒｐｍ以下に設定されることを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。
【請求項５】
前記回転工程においては、前記チャック部が前記液体材料の飛散を防止する飛散防止用カップ内で回転することを特徴とする請求項３又は４に記載の塗布方法。
【請求項６】
前記回転工程における前記チャック部の回転動作は、４０００ｒｐｍ以上の回転数であり、且つ５秒以内で行われることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項７】
前記基板に前記液体材料を滴下するノズルを前記チャック部に対して進退させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項８】
前記ノズルにおける進退方向は、前記基板の前記チャック部に対する搬入方向と平行であることを特徴とする請求項７に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記基板を前記チャック部に載置するタイミングと同時に前記ノズルを前記基板に対向させることを特徴とする請求項７又は８に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記回転工程においては、前記基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１１】
前記液体材料として、粘度が２０ｃｐ以上の材料を用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記基板が太陽電池用基板であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１３】
基板を回転させることで前記基板の表面に液体材料を塗り広げる塗布装置において、
前記基板に前記液体材料を滴下するノズルと、
前記基板を保持した状態で回転可能であり、前記基板を載置する基板載置位置と前記回転を行う回転位置との間で昇降動作を行うチャック部と、
前記チャック部が前記回転位置への移動を開始する前のタイミングで、前記基板載置位置にある該チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下するように前記ノズルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項１】
基板を保持したチャック部が回転することで液体材料を前記基板の表面に塗り広げる塗布方法において、
基板載置位置にある前記チャック部に対して基板を載置する載置工程と、
前記基板を載置した前記チャック部を前記基板載置位置から回転動作を行う回転位置へと移動する移動工程と、
前記回転位置において前記チャック部が回転する回転工程と、を含み、
前記載置工程と前記移動工程との間に、前記チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下する滴下工程を有することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記滴下工程においては、前記チャック部を回転させた状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記滴下工程における前記チャック部の回転速度は、前記回転工程における前記チャック部の回転速度よりも低く設定されることを特徴とする請求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記滴下工程における前記チャック部の回転速度が５０ｒｐｍ以下に設定されることを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。
【請求項５】
前記回転工程においては、前記チャック部が前記液体材料の飛散を防止する飛散防止用カップ内で回転することを特徴とする請求項３又は４に記載の塗布方法。
【請求項６】
前記回転工程における前記チャック部の回転動作は、４０００ｒｐｍ以上の回転数であり、且つ５秒以内で行われることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項７】
前記基板に前記液体材料を滴下するノズルを前記チャック部に対して進退させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項８】
前記ノズルにおける進退方向は、前記基板の前記チャック部に対する搬入方向と平行であることを特徴とする請求項７に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記基板を前記チャック部に載置するタイミングと同時に前記ノズルを前記基板に対向させることを特徴とする請求項７又は８に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記回転工程においては、前記基板の裏面を洗浄するバックリンス処理を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１１】
前記液体材料として、粘度が２０ｃｐ以上の材料を用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記基板が太陽電池用基板であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１３】
基板を回転させることで前記基板の表面に液体材料を塗り広げる塗布装置において、
前記基板に前記液体材料を滴下するノズルと、
前記基板を保持した状態で回転可能であり、前記基板を載置する基板載置位置と前記回転を行う回転位置との間で昇降動作を行うチャック部と、
前記チャック部が前記回転位置への移動を開始する前のタイミングで、前記基板載置位置にある該チャック部に載置された前記基板の表面に前記液体材料を滴下するように前記ノズルを制御する制御部と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３０１５９（Ｐ２０１２−３０１５９Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０４７５（Ｐ２０１０−１７０４７５）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
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