塗布装置
【課題】太陽電池用基板のような薄い角型の基板に対して良好に拡散材を塗布できる塗布装置を提供する。
【解決手段】平面形状が角型の基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能なチャック部２０と、回転状態の基板Ｗの表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、基板Ｗの裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズル２２ａと、を備えた塗布装置である。チャック部２０は平面視した状態で円形状からなり、且つ基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有する。
【解決手段】平面形状が角型の基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能なチャック部２０と、回転状態の基板Ｗの表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、基板Ｗの裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズル２２ａと、を備えた塗布装置である。チャック部２０は平面視した状態で円形状からなり、且つ基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ウエハを保持したチャック部を回転させ、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、太陽電池用基板はウエハよりも薄いため、例えば上記スピンコータをそのまま拡散材の塗布に適用すると、チャック部に保持された太陽電池用基板が下方に垂れ下がることで安定性に欠ける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、太陽電池用基板のような薄い角型の基板に対して良好に拡散材を塗布できる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、本発明に係る塗布装置は、平面形状が角型の基板を吸着保持した状態で回転可能なチャック部と、回転状態の前記基板の表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、前記基板の裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズルと、を備えた塗布装置において、前記チャック部は平面視した状態で円形状からなり、且つ前記基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の塗布装置によれば、チャック部が基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有するので、例えば平面形状が角型であり且つ厚みの薄い基板であってもチャック部が良好に保持できる。よって、チャック部が保持する基板上に拡散材を良好に塗布することができる。
【０００９】
また、上記塗布装置においては、前記洗浄ノズルは、平面視した状態で前記チャック部に対して同心状であり、且つ前記チャック部の外縁と前記基板の外縁との略中央に配置されるのが好ましい。
この構成によれば、チャック部の外縁と基板の外縁との略中央に洗浄ノズルが配置されるため、基板の裏面におけるチャック部の外縁に対して略同心円状となる位置に洗浄液を供給することができる。
【００１０】
また、上記塗布装置においては、前記洗浄ノズルは前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されるのが好ましい。
このように洗浄ノズルが前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されるので、洗浄ノズルから供給された洗浄液が基板の裏面の外縁端に良好に広がるようになる。よって、拡散材の基板裏面への回り込みを防止することで、拡散材の塗布後に基板の裏面を洗浄する所謂バックリンス処理を別途行う必要がなくなり、塗布工程のタクトを短縮することができる。
【００１１】
また、上記塗布装置においては、前記基板は四隅が面取りされた形状であるのが好ましい。さらに、前記基板が太陽電池用基板であるのが望ましい。
このような四隅が面取りされた形状の基板は太陽電池用途として好適である。本発明を採用すれば、一般的に半導体ウエハよりも薄く安定性にかける太陽電池用基板であっても上記チャック部が安定して保持するため、拡散材料を良好に塗布できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池用基板のような薄い角型の基板に対して良好に拡散材を塗布できる塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
図３は、塗布装置１０の要部構成を示す図であり、図３（ａ）は側断面図を示すものであり、図３（ｂ）は平面図を示すものである。なお、図３においては塗布装置１０内に基板Ｗが設置された状態を図示している。
【００２５】
チャック部２０は、図３（ａ）に示すように基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能とされており、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。
【００２６】
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（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により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。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係るチャック部２０は平面視した状態で円形状からなる。一方、チャック部２０が保持する基板Ｗは太陽電池用途であることから平面形状が角型であり、四隅が面取りされた形状となっている。
【００２８】
チャック部２０は基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有している。本実施形態では、チャック部２０の直径は例えば基板Ｗの短辺の長さの略２／３となっている。このようにチャック部２０が基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有するため、上述のように四隅が面取りされるため、回転時にバタツキが生じるおそれのある基板Ｗであってもチャック部２０が良好に保持できるようになっている。また、基板Ｗとして厚みが薄いものを採用する場合であってもチャック部２０が確実に保持することができる。
【００２９】
続いて、チャック部２０及び裏面洗浄ノズル２２ａにおける配置関係について説明する。裏面洗浄ノズル２２ａは、図３（ｂ）に示すように平面視した状態でチャック部２０の外縁と基板Ｗの外縁との略中央に配置されている。この構成によれば、チャック部２０により回転する基板Ｗの裏面におけるチャック部２０の外縁に対して略同心円状となる位置に洗浄液を供給することが可能となっている。
【００３０】
ところで、本実施形態に係る塗布装置１０は後述するように基板Ｗの表面に拡散材料を滴下するタイミングと同時に基板Ｗの裏面に裏面洗浄ノズル２２ａから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。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。
【００３１】
具体的に本実施形態では、裏面洗浄ノズル２２ａはチャック部２０に保持された基板Ｗの短辺の外縁端からの距離Ｄが１０ｍｍ以内となっている。これにより、裏面洗浄ノズル２２ａから基板Ｗの裏面に供給された洗浄液が基板Ｗの外縁端まで良好に拡がり、基板Ｗの裏面への拡散材料の回り込みを防止することで、拡散材料の塗布後に別途バックリンス処理を行う必要が無くなり、塗布工程のタクトを短縮している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。）
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
本実施形態では、例えば基板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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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を行うようにしてもよい。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。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施形態によれば、裏面洗浄ノズル２２ａが図３を参照して説明したように基板Ｗの外縁端から１０ｍｍ以内に配置されているので、基板Ｗの裏面に供給された洗浄液が基板Ｗの外縁端まで良好に拡がらせることができる。よって、基板Ｗの裏面への拡散材料２００の回り込みを防止し、塗布工程の後に別途バックリンス処理を行う必要が無い。したがって、塗布工程のタクトを大幅に短縮できる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態によれば塗布装置１０におけるチャック部２０が基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有しているので、半導体ウエハよりも薄く且つ四隅が面取りされるために保持時の安定性に欠ける太陽電池用基板である基板Ｗについてもチャック部２０が確実に保持することができる。
【００６２】
また、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。
【符号の説明】
【００６３】
Ｗ…基板、１０…塗布装置、２０…チャック部、２２…カップ部（飛散防止用カップ）、２２ａ…裏面洗浄ノズル（洗浄ノズル）、１００…基板処理装置、２００…拡散材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ウエハを保持したチャック部を回転させ、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、太陽電池用基板はウエハよりも薄いため、例えば上記スピンコータをそのまま拡散材の塗布に適用すると、チャック部に保持された太陽電池用基板が下方に垂れ下がることで安定性に欠ける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、太陽電池用基板のような薄い角型の基板に対して良好に拡散材を塗布できる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、本発明に係る塗布装置は、平面形状が角型の基板を吸着保持した状態で回転可能なチャック部と、回転状態の前記基板の表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、前記基板の裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズルと、を備えた塗布装置において、前記チャック部は平面視した状態で円形状からなり、且つ前記基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の塗布装置によれば、チャック部が基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有するので、例えば平面形状が角型であり且つ厚みの薄い基板であってもチャック部が良好に保持できる。よって、チャック部が保持する基板上に拡散材を良好に塗布することができる。
【０００９】
また、上記塗布装置においては、前記洗浄ノズルは、平面視した状態で前記チャック部に対して同心状であり、且つ前記チャック部の外縁と前記基板の外縁との略中央に配置されるのが好ましい。
この構成によれば、チャック部の外縁と基板の外縁との略中央に洗浄ノズルが配置されるため、基板の裏面におけるチャック部の外縁に対して略同心円状となる位置に洗浄液を供給することができる。
【００１０】
また、上記塗布装置においては、前記洗浄ノズルは前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されるのが好ましい。
このように洗浄ノズルが前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されるので、洗浄ノズルから供給された洗浄液が基板の裏面の外縁端に良好に広がるようになる。よって、拡散材の基板裏面への回り込みを防止することで、拡散材の塗布後に基板の裏面を洗浄する所謂バックリンス処理を別途行う必要がなくなり、塗布工程のタクトを短縮することができる。
【００１１】
また、上記塗布装置においては、前記基板は四隅が面取りされた形状であるのが好ましい。さらに、前記基板が太陽電池用基板であるのが望ましい。
このような四隅が面取りされた形状の基板は太陽電池用途として好適である。本発明を採用すれば、一般的に半導体ウエハよりも薄く安定性にかける太陽電池用基板であっても上記チャック部が安定して保持するため、拡散材料を良好に塗布できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池用基板のような薄い角型の基板に対して良好に拡散材を塗布できる塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
図３は、塗布装置１０の要部構成を示す図であり、図３（ａ）は側断面図を示すものであり、図３（ｂ）は平面図を示すものである。なお、図３においては塗布装置１０内に基板Ｗが設置された状態を図示している。
【００２５】
チャック部２０は、図３（ａ）に示すように基板Ｗを吸着保持した状態で回転可能とされており、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。
【００２６】
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（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により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。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係るチャック部２０は平面視した状態で円形状からなる。一方、チャック部２０が保持する基板Ｗは太陽電池用途であることから平面形状が角型であり、四隅が面取りされた形状となっている。
【００２８】
チャック部２０は基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有している。本実施形態では、チャック部２０の直径は例えば基板Ｗの短辺の長さの略２／３となっている。このようにチャック部２０が基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有するため、上述のように四隅が面取りされるため、回転時にバタツキが生じるおそれのある基板Ｗであってもチャック部２０が良好に保持できるようになっている。また、基板Ｗとして厚みが薄いものを採用する場合であってもチャック部２０が確実に保持することができる。
【００２９】
続いて、チャック部２０及び裏面洗浄ノズル２２ａにおける配置関係について説明する。裏面洗浄ノズル２２ａは、図３（ｂ）に示すように平面視した状態でチャック部２０の外縁と基板Ｗの外縁との略中央に配置されている。この構成によれば、チャック部２０により回転する基板Ｗの裏面におけるチャック部２０の外縁に対して略同心円状となる位置に洗浄液を供給することが可能となっている。
【００３０】
ところで、本実施形態に係る塗布装置１０は後述するように基板Ｗの表面に拡散材料を滴下するタイミングと同時に基板Ｗの裏面に裏面洗浄ノズル２２ａから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。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。
【００３１】
具体的に本実施形態では、裏面洗浄ノズル２２ａはチャック部２０に保持された基板Ｗの短辺の外縁端からの距離Ｄが１０ｍｍ以内となっている。これにより、裏面洗浄ノズル２２ａから基板Ｗの裏面に供給された洗浄液が基板Ｗの外縁端まで良好に拡がり、基板Ｗの裏面への拡散材料の回り込みを防止することで、拡散材料の塗布後に別途バックリンス処理を行う必要が無くなり、塗布工程のタクトを短縮している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。）
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
本実施形態では、例えば基板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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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を行うようにしてもよい。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。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施形態によれば、裏面洗浄ノズル２２ａが図３を参照して説明したように基板Ｗの外縁端から１０ｍｍ以内に配置されているので、基板Ｗの裏面に供給された洗浄液が基板Ｗの外縁端まで良好に拡がらせることができる。よって、基板Ｗの裏面への拡散材料２００の回り込みを防止し、塗布工程の後に別途バックリンス処理を行う必要が無い。したがって、塗布工程のタクトを大幅に短縮できる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態によれば塗布装置１０におけるチャック部２０が基板Ｗの短辺の長さの４０〜７０％の直径を有しているので、半導体ウエハよりも薄く且つ四隅が面取りされるために保持時の安定性に欠ける太陽電池用基板である基板Ｗについてもチャック部２０が確実に保持することができる。
【００６２】
また、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。
【符号の説明】
【００６３】
Ｗ…基板、１０…塗布装置、２０…チャック部、２２…カップ部（飛散防止用カップ）、２２ａ…裏面洗浄ノズル（洗浄ノズル）、１００…基板処理装置、２００…拡散材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が角型の基板を吸着保持した状態で回転可能なチャック部と、回転状態の前記基板の表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、前記基板の裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズルと、を備えた塗布装置において、
前記チャック部は平面視した状態で円形状からなり、且つ前記基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記洗浄ノズルは、平面視した状態で前記チャック部の外縁と前記基板の外縁との略中央に配置されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記洗浄ノズルは前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記基板は四隅が面取りされた形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項５】
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４に記載の塗布装置。
【請求項１】
平面形状が角型の基板を吸着保持した状態で回転可能なチャック部と、回転状態の前記基板の表面に対して拡散材を滴下する滴下ノズルと、前記基板の裏面側に洗浄液を供給する洗浄ノズルと、を備えた塗布装置において、
前記チャック部は平面視した状態で円形状からなり、且つ前記基板の短辺の長さの４０〜７０％の直径を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記洗浄ノズルは、平面視した状態で前記チャック部の外縁と前記基板の外縁との略中央に配置されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記洗浄ノズルは前記基板の短辺の外縁端から１０ｍｍ以内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記基板は四隅が面取りされた形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項５】
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４に記載の塗布装置。
【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２０１２−３０１６０（Ｐ２０１２−３０１６０Ａ）
【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２０１０−１７０４７６（Ｐ２０１０−１７０４７６）
【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）】
[ Back to top ]