Uniform Layer Forming Head for Spin Coater
スピンコーター均一塗布治具「APヘッドII」
(GaAs,InP等用)

「A.P.ヘッドU」とは


 粘性液等をGaAs・InP等の角型基板にスピンナーで塗布すると、角型基板コーナー部及び四辺の膜厚が大きくなる傾向があります。このため、コンタクト露光するとマスクを傷つけマスク寿命を縮めます。更に、露光精度が低下し、歩留りを下げます。
そこで角型基板コーナー部及び四辺の膜厚を均一化する目的で「A.P.ヘッドU」が開発されました。「A.P.ヘッドU」はどのようなスピンナーにも適合でき、マスク寿命を伸ばし、歩留りを向上できます。


基本構造と取扱い

 上治具及び下治具には各々磁石が埋めこまれています。上下治具はこの磁力で垂直に引き合うだけでなく、水平方向にも引き合います。従いまして、角型基版を一旦上下治具にセットしますと、基板は常時磁力により水平方向にしめつけられ、ずれることはありません。この角型基板を含む上下治具を治具吸着ヘッドにセットします。
真空スイッチをONにすることで、上下治具は治具吸着ヘッドに強力に吸引されます。
あとは通常のスピンコーティングと同じ要領です。

A.P.ヘッドUの作用

  • 磁石が上下治具内に埋め込まれており、一旦セットすると基板寸法が多少ばらついても、常に上下治具が基板をしめつけ密着します。このとき、基板とこれに接する上下治具の高さは同じ高さです。
  • 一旦真空スイッチをONにしますと、下治具と治具吸着ヘッドはもちろん上治具と下治具の間も真空力で密着されます。
  • 回転中上治具は穴のあいた側が軽いことから、反対方向へ遠心力が作用し、基板をしめつけます。従いまして、回転速度が大きい程、治具と基板は密着し、ずれることがなく、基板上の粘性液はスムースに治具側へのり移り、基板周辺の盛りあがりを防止でき、均一な膜厚を形成できます。
  • 粘性液の裏回りは一切ありません。これは基板周辺部に太い大気溝(常に大気圧と同じ)があり、真空による吸引力と毛細管現象をカットできるからです。

A.P.ヘッドUの利点

  • 均一な膜厚が得られ、コンタクト露光を可能としマスク寿命を伸ばし、歩留りを向上できます。
  • 治具吸着ヘッドを1セット用意すれば、あとは基板サイズに応じて上下治具を用意するだけですみます。
  • 取り付け、取り外しは上下治具だけでよく、塗布基板の入れかえ作業は楽です。
  • 上下治具にはOリング等一切使用しておらず、又、特殊コーティングにより塗布液はほとんど付着しません。
  • 基板の裏面が汚染されません。
「A.P.へッドU」の効果確認実験 (その1)

(塗布条件)

1.基板 20mm x 15mm 厚さ 350マイクロmのGaAs
2.レジスト
コーティング条件
・上記の基板サイズ用に作られたA.P.ヘッドU使用
・プライマ(Shipley) 2000rpm 30秒
レジスト 1400−17(Shipley)をシンナー(Shipiey)で3倍に希釈したものを使用 4800rpm 20秒
3.膜厚測定 ・入:550〜785hmの光の干渉光から膜厚を求める干渉膜厚計を使用

(塗布結果)

 基板の対角線に沿って膜厚を測定した


セット可能基板サイズ
 A.P.ヘッドUは基板サイズに合せて製作します。A.P.ヘッドUのセット可能範囲は通常基板サイズ(aミリ×bミリ×tミリ)に対し、a±1ミリ  b±1ミリです。

基板サイズ
 基板サイズに合せて「A.P.ヘッドU」を製作しますが、以下の基板サイズにつきましては既に図面があり、納期が早くなります。(t は客先仕様に合せます)

基板サイズ
(axb)
5×5
5.7×5.7
9.5×18.5
10×10
10×12
10×15
12×18
12×21
15×19
15×20
15×25
15×45
19×21.5
19×26
20×20
(axb)
20×23
20×25
20×26
20×27
20×28.5
20×30
20×32
23×33
25×30
25×80
26×76
27.5×44.5
30×30
36×36
なおウェハーは
φ50があります

原理の詳細

 原理等詳細につきましては、電子材料1999年2月号を御参照下さい。又は、当社へお申し付け下さい。

特許

 本製品は特許(4件)出願中です。

実績
 0.35ミリ厚で割れやすい小型基板(ガリウムヒ素、インジウムリン)等で特に多くの実積(約60件)をあげています。
 小型基板の場合、周辺のもりあがりのためマスク寿命を縮め、更には露光精度が低下するという欠点がありましたが、「A.P.ヘッドU」の採用により解決、好評を得ております。
また、円形(一部直線部あり)のウェーハーや、より大型の基板(例えば250×125)でも成功事例ありますので、お問い合わせください。今後は、円形ウェーハーに開発重点を移していきたいと考えています。又、スピンコーターそのものの改良も考慮しています。スピンコーターメーカーで、ご興味のある方はお問い合わせください。


「A.P.へッドU」の効果確認実験 (その2)

(塗布条件)

1.基板 125mm x 250mm 厚さ 1.1oのガラス基板
2.レジスト
コーティング条件
・上記の基板サイズ用に作られたA.P.ヘッドU使用
・レジスト PFR 3004A 55CPS JSRを使用
・800rpm×5sec. 更に2500rpm×30sec.
3.膜厚測定 ・DECTAC

(塗布結果)

 基板の対角線に沿って膜厚を測定した



新規考案
上記の考案の他、更に考案を重ね、ガラス基板(35×195×5mm)の 中央部(15×175mm)の平均厚さ約±2%以内を達成しています。(詳細は現在公表できません。)

当社はスピンコーターそのものを生産していませんが、スピンコーター冶具を生産しております。 本技術、ノウハウ等を有料にて譲渡することを考えています。ご希望の方は当社までお問い合わせください。


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