| 【発明の名称】 |
回転塗布装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松村 吉雄
【氏名】木▲崎▼ 幸治
【氏名】佐々木 忠司
【氏名】山本 正昭
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板の上面に塗布液を塗布する回転塗布装置において、前記基板を収納する空間が内部に形成され、該空間内に前記基板を水平支持した状態で回転させる回転台と、前記回転台を取り囲むように配置され、前記塗布液の飛散を防止するカップと、前記回転台の外周部外面に向けて前記塗布液を溶解する洗浄液を吐出するノズルとを備え、前記回転台を回転させながら、前記ノズルより洗浄液を前記回転台に吐出することを特徴とする回転塗布装置。
【請求項２】 請求項１に記載の回転塗布装置において、前記ノズルは前記カップに取り付けられていることを特徴とする回転塗布装置。
【請求項３】 請求項１または２に記載の回転塗布装置において、前記ノズルは前記回転台の外周部に設けられたテーパ部に向けて洗浄液を吐出するものであることを特徴とする回転塗布装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示パネル用のガラス基板、半導体ウエハ、半導体製造用のマスク基板などの基板（以下、単に「基板」という）の表面にフォトレジスト液などの塗布液を塗布するための回転塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転塗布装置では、水平な回転台上に基板を載置し、さらにその基板上面中央部に塗布液を滴下した後、その基板を搭載した状態のままで回転台を回転させることによって塗布液を拡張離散させて、均一な薄膜を基板上面に形成する。そのため、上記のように基板を回転させた際に、その遠心力により塗布液の一部が基板周辺部に飛散して、装置の周辺を汚染するおそれがある。そこで、従来より、回転台の周囲に飛散防止用のカップが付設されている。
【０００３】ところで、塗布液には、例えばフォトレジストのように乾燥して固化するタイプのものがあるが、この塗布液がカップに付着し、乾燥固化すると、つぎのような問題が生じる。すなわち、カップの内面に乾燥した塗布液が付着した状態のままで、塗布液の基板への塗布工程を行うと、回転台の回転振動、あるいは飛散する塗布液の衝撃力によって乾燥した塗布液の破片が粉末状の塵埃として飛散し、基板上面に付着し、その結果、不良品が生じてしまうことがある。
【０００４】そこで、この不都合に対処すべく、例えば、実開平３−７９７８号公報や実開昭６２−１８７６７９号公報などにカップ内面を洗浄する技術が提案されている。
【０００５】この実開平３−７９７８号公報では、カップの上部内面に複数の洗浄液吐出口を設けるとともに、洗浄導管を経由して送給されてきた洗浄液を吐出口から吐出させることにより、洗浄液をカップ内面に沿って流下させて、カップ内面に付着した塗布液を洗い流すようにしている。
【０００６】また、実開昭６２−１８７６７９号公報では、カップの上方端部にフランジが垂設されるとともに、カップの上面に導管が付設されている。そして、カップとフランジの接合部と、導管との間に複数の送液管がうず巻き状に配置されており、導管に送給された洗浄液がこれら送液管を介してその接合部の内面側に送られ、さらにカップ内面に沿って流れるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれの従来例でも、カップの内面全周を均一に洗浄することはできない。というのも、前者（実開平３−７９７８号公報記載の技術）によれば、吐出口から吐出した洗浄液はほぼ一定の経路を通ってカップ内面を流れるため、洗浄されない部分が生じる。
【０００８】また、後者（実開昭６２−１８７６７９号公報記載の技術）によれば、送液管をうず巻き状に配置することによって洗浄液がカップ内面を広がりやすいように構成しているが、洗浄液がカップ内面全周に拡散するまでには至らず、全面を良好に洗浄することはなお困難であった。
【０００９】この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、洗浄液をカップ内面全周にわたって均一に拡散させて、カップ内面全面を良好に洗浄することができ、かつ基板を収納する空間や基板を汚染することがない回転塗布装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板の上面に塗布液を塗布する回転塗布装置において、前記基板を収納する空間が内部に形成され、該空間内に前記基板を水平支持した状態で回転させる回転台と、前記回転台を取り囲むように配置され、前記塗布液の飛散を防止するカップと、前記回転台の外周部外面に向けて前記塗布液を溶解する洗浄液を吐出するノズルとを備え、 前記回転台を回転させながら、前記ノズルより洗浄液を前記回転台に吐出するようにしている。
【００１１】この構成によれば、回転している回転台の外周部外面にノズルから洗浄液が吐出され、その回転台から飛散する洗浄液によりカップ内面が均一に洗浄される。このとき、基板を収納する空間は回転台の内部に形成されているので、基板を収納する空間や基板が回転台から飛散した洗浄液によって汚染されることはない。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の回転塗布装置において、前記ノズルは前記カップに取り付けられている。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１または２に記載の回転塗布装置において、前記ノズルは前記回転台の外周部に設けられたテーパ部に向けて洗浄液を吐出するものである。
【００１４】この構成によれば、回転している回転台の外周部に設けられたテーパ部にノズルから洗浄液が吐出され、洗浄液はそのテーパ部から均一に飛散する。飛散した洗浄液によりカップ内面が均一に洗浄される。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる回転塗布装置の一実施形態を示す断面図である。また、図２は図１の装置の平面図である。この回転塗布装置では、例えば角形の基板２を搭載でき、しかも回転軸４回りに回転自在な回転台６が設けられている。すなわち、回転軸４に沿って回転シャフト８が垂設されており、その上端に連結ボス１０を介して下部回転板１２が水平に取り付けられる一方、その下端に図示を省略するモータが連結されている。また、この下部回転板１２の上面側に基板支持用のピン１４が複数本突設されて基板２裏面を支持するとともに、下部回転板１２に立設された４組の係合ピン１６が基板２の四隅と係合されて基板２を水平固定する。このように、回転台６では、基板２を水平に支持しながら回転軸４回りに水平回転させることができるようになっている。
【００１６】下部回転板１２の上面には、その外周に沿った形のリングスペーサ２０が、下部回転板１２の上面との間に隙間４８（図３参照）を保って取り付けられている。リングスペーサ２０は、その内面が下広がりの傾斜状に形成され、塗布時の回転台６の回転により基板２から飛散した塗布液が、隙間４８から排出されるように構成されている。また、リングスペーサ２０には、その上面外周側から外側面にかけて円錐台形状になしたテーパ部２０ａが形成されている。
【００１７】また、下部回転板１２の上方側には、リングスペーサ２０と嵌合してそのリングスペーサ２０や下部回転板１２と一体化できるように仕上げられた上部回転板１８が配置されている。この上部回転板１８は、図１に示すように、上下方向に移動自在であり、下部回転板１２と一体化した状態で回転軸４回りに回転するようになっている。
【００１８】このように、この実施形態では、下部回転板１２，上部回転板１８及びリングスペーサ２０とで空間を形成し、その空間に基板２を収納する、いわゆる半密閉型の回転台６が構成されている。
【００１９】図２に示すように、この回転台６のまわりには、環状のカップ２２が配置されている。このカップ２２は、図１に示すように、回転台６の外周下方位置に配置された内カップ２４と、回転台６の外周に配置された外カップ２６とからなり、後述するようにして基板２に塗布液を塗布する際に、装置外部に余分な塗布液が飛散するのを防止する。なお、図１に示すように、カップ２２の底部には、廃液を排出するための廃液排出口２８が設けられている。また、内カップ２４と外カップ２６で形成される空間が排気口３０と連通されており、塗布液から蒸発した溶剤ガスや塗布液ミストを排気するように構成されている。
【００２０】また、この回転塗布装置では、基板２の裏面を洗浄するための裏面洗浄機構と、カップ２２の内面を洗浄するためのカップ洗浄機構がそれぞれ設けられている。
【００２１】裏面洗浄機構では、その吐出口が基板２の裏面と対向するようにして、裏面洗浄用ノズル３２が下部回転板１２の上面に取り付けられるとともに、連結管３４を介して回転シャフト８の中心部に挿通して非回転状態に設置された洗浄液供給管３６と接続されている。洗浄液供給管３６は、図外で回転シャフト８の外へ導かれ、図示しない開閉バルブを介して洗浄液供給源に接続される。そして、その開閉バルブを開放すれば、洗浄液供給管３６及び連結管３４を介して供給された洗浄液が裏面洗浄用ノズル３２から基板２の裏面に噴出されて、基板２の裏面が洗浄される。
【００２２】一方、カップ洗浄機構は、内カップ２４を洗浄するための内カップ洗浄機構と、主として外カップ２６を洗浄するための外カップ洗浄機構とで構成されている。
【００２３】内カップ洗浄機構では、図３に示すように、下部回転板１２の外周下方部に内カップ洗浄用ノズル３８が取り付けられている。この内カップ洗浄用ノズル３８は内カップ２４の内面に対向配置されており、下部回転板１２の下面に配設された連結管４０を介して洗浄液供給管３６に接続されている。そして、上述の開閉バルブの開放により、裏面洗浄用ノズル３２からの洗浄液の吐出と同期して、内カップ洗浄用ノズル３８からも洗浄液が内カップ２４の内面に向けて吐出されるようになっている。このように内カップ洗浄用ノズル３８からの洗浄液を内カップ２４に吹き付けることによって、内カップ２４が洗浄される。なお、この実施形態では、２個の内カップ洗浄用ノズル３８を設けているが、１個あるいは３個以上設けてもよいことは言うまでもない。
【００２４】また、外カップ洗浄機構では、同図に示すように、その吐出口がリングスペーサ２０のテーパ部２０ａに対向するようにして、外カップ洗浄用ノズル４２が外カップ２６に取り付けられている。また、この外カップ洗浄用ノズル４２には、連結管４４を介して、裏面洗浄用ノズル３２・内カップ洗浄用ノズル３８と同様に上述の開閉バルブ、洗浄液供給源に接続されている。そして、上述の開閉バルブの開放により、裏面洗浄用ノズル３２・内カップ洗浄用ノズル３８からの洗浄液の吐出と同期して、外カップ洗浄用ノズル４２にも洗浄液が供給され、テーパ部２０ａに吐出される。こうしてテーパ部２０ａに吐出された洗浄液はそのテーパ部２０ａではね返されたり、後述するように回転台６の遠心力を受けて、適宜テーパ部２０ａから外周部に向けて飛散され、外カップ２６が洗浄される。なお、外カップ洗浄用ノズル４２についても、上記内カップ洗浄用ノズル３８と同様に設置個数は２個に限定されず、１個あるいは３個以上設けてもよい。
【００２５】次に、上記のように構成された回転塗布装置の動作について説明する。図４は、図１の回転塗布装置の動作を示すタイミングチャートであり、横軸は塗布作業開始からの経過時間を示し、縦軸が回転台６の回転数を示している。
【００２６】まず、時間ｔ1 までの間に、図１の１点鎖線に示すように、上部回転板１８を持ち上げて、中央開口を大きく開放し、基板２を基板支持用ピン１４上に水平に搭載して、回転台６への基板セットを完了する。
【００２７】それに続いて、時間ｔ1 から時間ｔ2 の間で、塗布液供給用ノズル４６を、図１の１点鎖線に示すように、中央開口の中央に移動させるとともに、基板２上の適当な高さまで下降させる。そして、所定量の塗布液を基板２の上面中央部に滴下する。こうして、基板２への塗布液の供給が行われる。
【００２８】その後、時間ｔ2 から時間ｔ3 の間に、塗布液供給用ノズル４６を適当な場所に退避させた上で、上部回転板１８をスペーサリング２０に装着固定して、回転塗布の準備を完了する。
【００２９】そして、時間ｔ3 から時間ｔ4 の間、図示を省略するモータを駆動して、基板２を水平支持した状態のままで、回転台６を高速回転させる（回転数Ｎ＝Ｎ3 ）。この回転によって、基板２上の塗布液が外方に拡散して基板２上面に薄く塗布される。このとき、図３の点線に示すように、塗布液の一部が下部回転板１２とスペーサリング２０の隙間４８から外カップ２６に向けて飛散し、その外カップ２６に付着するとともに、その外カップ２６にはね返されて内カップ２４にも付着する。
【００３０】基板２への回転塗布が完了すると、時間ｔ4 で、回転台６の回転数Ｎが回転数Ｎ1 まで落とされ、さらに時間ｔ5 までの間、上述の開閉バルブが開放され、各洗浄用ノズル３２，３８，４２に塗布液を溶解する洗浄液が供給されて、洗浄工程が行われる。すなわち、裏面洗浄用ノズル３２から吹き出された洗浄液によって基板２の裏面が洗浄され、内カップ洗浄用ノズル３８からの洗浄液によって内カップ２４の内周面が洗浄され、また同時に、外カップ洗浄用ノズル４２から吐出される洗浄液によって外カップ２６の内周面が洗浄される。また、このとき基板２は回転台６の半密閉型の空間内に収納されているため、内カップ洗浄用ノズル３８、外カップ洗浄用ノズル４２から吐出された洗浄液がカップ内面に衝突して飛散した場合であっても、飛散した洗浄液が基板２に付着することはなく、また基板２を収納する空間を構成する回転台６の内面に付着することもなく、基板２を汚染することはない。
【００３１】ところで、この実施形態では、上記のように、回転台６に内カップ洗浄用ノズル３８を固定し、しかも回転台６を回転させながら、洗浄液を内カップ洗浄用ノズル３８から内カップ２４に向けて吐出するようにしているので、洗浄液を内カップ２４の内面を全周にわたって均一に拡散することができ、その結果、内カップ２４を全面にわたって均一に洗浄することができる。一方、外カップ洗浄については、外カップ洗浄用ノズル４２を外カップ２６に取り付け、回転する回転台６のテーパ部２０ａに向けて洗浄液を吹き付けているので、洗浄液がそのテーパ部２０ａではね返されて外カップ２６の内面側に飛散されるとともに、テーパ部２０ａに付着した洗浄液が遠心力によって外カップ２６側に飛散される。そのため、洗浄液を外カップ２６に均一に拡散することができ、外カップ２６を全面にわたって均一に洗浄することができる。
【００３２】次に、時間ｔ5 から時間ｔ6 の間、回転台６の回転数Ｎを回転数Ｎ2 （＜Ｎ3）まで上昇させて、回転台６に付着した洗浄液を遠心力でカップ２２側に飛散させ、取り除く。
【００３３】そして、時間ｔ6 から時間ｔ7 の間で、上部回転板１８を上方向に移動させた後（図１の１点鎖線）、塗布処理を完了した基板２を回転台６から取りだす（時間ｔ8 ）。
【００３４】こうして、一連の作業を終了するが、連続して処理を行う場合には、上記作業サイクルを繰返して行う。
【００３５】以上のように、この実施形態によれば、回転台６に内カップ洗浄用ノズル３８を取り付け、回転台６を回転させながら、内カップ洗浄用ノズル３８から洗浄液を吐出させているので、内カップ２４の内面全面に洗浄液が均一に行き渡り、内カップ２４の内面を均一に洗浄することができる。
【００３６】また、外カップ洗浄用ノズル４２を外カップ２６に取り付け、回転する回転台６のテーパ部２０ａに向けて洗浄液を吹き付けているようにしているので、洗浄液が外カップ２６に均一に拡散され、外カップ２６を全面にわたって均一に洗浄することができる。
【００３７】また、この実施形態では、上記効果に加えて、次の効果も得られる。すなわち、上述の従来例では、カップの上部に複数の洗浄液吐出口を設け、それら洗浄液吐出口から洗浄液を吐出するようにしているので、比較的多くの洗浄液が必要となる。特に、半導体ウエハと比べて外形サイズが大きな液晶表示パネル用のガラス基板に塗布液を塗布する回転塗布装置では、基板サイズの大型化につれてカップサイズも大きくなり、その結果、より多くの洗浄液吐出口を設けなければならず、しかもより大量の洗浄液が必要となる。これに対し、この実施形態では、上記のように洗浄用のノズルを１個あるいは数個設ければ足り、しかも少量の洗浄液で効果的にカップを洗浄することができる。さらに、洗浄液の使用量の減少によって、洗浄液の使用による周辺温度低下の影響等を抑えることができる。
【００３８】なお、上記実施形態では、内カップ洗浄機構と外カップ洗浄機構を備えた回転塗布装置について説明したが、これらの洗浄機構を常に併用しなければならないというわけではなく、どちらか一方の洗浄機構を設けた回転塗布装置であっても、その特有の効果、つまりカップ内面を均一に洗浄することができるという効果が得られる。
【００３９】また、上記実施形態では、いわゆる半密閉型の回転塗布装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、基板上方を開放した状態で塗布工程を行うタイプ、つまり開放型の回転塗布装置にも適用することができる。
【００４０】また、上記においては、内カップ洗浄用ノズル３８を内カップ２４の内面に対向配置して内カップ２４を洗浄するようにしているが、ノズル３８の配置を変えることによって、外カップ２６の洗浄も可能となる。すなわち、その吐出口が外カップ２６と対向するように、回転台６の外周部に洗浄用ノズル３８を取り付け、回転台６を回転させながら、洗浄用ノズル３８から洗浄液を吐出させることによって、外カップ２６の内面を均一に洗浄することができる。
【００４１】さらに、上記実施形態では、洗浄用ノズル３２，３８に洗浄液を供給するために、それぞれ独立した連結管３４，４０を設けているが、内カップ洗浄用ノズル３８を裏面洗浄用ノズル３２あるいは連結管３４の一部と連結することも可能であり、この場合、洗浄液供給用の配管がシンプルとなる。
【００４２】さらに、上記実施形態では、基板１枚に塗布処理する都度、カップ２２の洗浄を行っているので、複数枚、例えば１ロット２５枚の基板を連続して塗布処理した後にはじめてカップ２２の洗浄を行い、続いて次のロットの処理を行う場合と比べ、洗浄液の気化熱などのために基板間で処理条件が変わることがなく、処理するすべての基板２を同一の条件で均一に処理できる。また、カップ２２の表面も清浄な状態に保たれ、飛散してカップ２２に付着した塗布液も比較的容易に洗浄され、洗浄液の消費量も低減できる。さらに、基板２の裏面と同時にカップ２２も洗浄できるため、カップ２２洗浄のためだけに時間をとることがない。なお、連結管３４、４０、４４のそれぞれに個別に開閉バルブを設ければ、それぞれの吐出タイミングを個別に設定でき、基板２の裏面の洗浄とカップ２２の洗浄を個別に行うこともできる。
【００４３】このように、本実施形態に示した基板の上面に塗布液を塗布する回転塗布方法では、回転台の内部に形成される空間内に前記基板を収納して水平支持する基板支持工程と、前記回転台を回転させることにより、基板上の前記塗布液を外方に拡散して、前記塗布液を基板上面に薄く塗布する回転塗布工程と、前記回転台を回転させながら、前記回転台の外周部外面に向けて前記塗布液を溶解する洗浄液を吐出する洗浄工程とを有しているので、回転台の内部に形成される空間内に基板を収納して水平支持し、回転台を回転させることにより、基板上の塗布液は外方に拡散して、塗布液が基板上面に薄く塗布され、また、回転台を回転させながら回転台の外周部外面に向けて塗布液を溶解する洗浄液を吐出すると、洗浄液は回転台から飛散し、基板を収納する空間や基板を飛散した洗浄液で汚染することなくカップ内面を均一に洗浄することができる。
【００４４】また、本実施形態では、基板の上面に塗布液を塗布する回転塗布装置において、前記基板を収納する空間が内部に形成され、該空間内に前記基板を水平支持した状態で回転させる回転台と、前記回転台を取り囲むように配置され、前記塗布液の飛散を防止するカップと、前記回転台に取り付けられ、前記カップ内面に向けて前記塗布液を溶解する洗浄液を吐出するノズルとを備え、前記回転台を回転させながら、前記ノズルより洗浄液を前記カップ内面に吐出するようにしており、基板を収納する空間が内部に形成された回転台にノズルが取り付けられているので、その回転台が回転している状態でそのノズルからカップ内面に向けて洗浄液が吐出されて、カップ内面が均一に洗浄される。このとき、基板を収納する空間は回転台の内部に形成されているので、基板を収納する空間や基板が回転台から飛散した洗浄液によって汚染されることはない。
【００４５】また、本実施形態では、前記ノズルは、前記回転台の下部の回転中心側に向けて洗浄液を吐出するものであり、ノズルより回転台の下部の回転中心側に向けて洗浄液が吐出されて、回転台の外周よりも内側の部分のカップ内面が均一に洗浄される。
【００４６】また、本実施形態では、前記回転台に取り付けられ、水平支持された前記基板の裏面に洗浄液を吐出する裏面洗浄ノズルをさらに備え、前記裏面洗浄ノズルは、前記ノズルと共通の洗浄液供給管に接続されているので、共通の洗浄液供給管より洗浄液が供給され、ノズルより吐出する洗浄液はカップ内面を洗浄し、裏面洗浄ノズルより吐出する洗浄液は基板の裏面の洗浄を行うことができ、装置構成を簡単にすることができる。
【００４７】また、本実施形態では、基板の上面に塗布液を塗布する回転塗布方法において、回転台の内部に形成される空間内に前記基板を収納する基板収納工程と、前記空間内において前記基板を水平支持した状態で前記回転台を回転させることにより、基板上の前記塗布液を外方に拡散して、前記塗布液を基板上面に薄く塗布する回転塗布工程と、前記回転台を回転させながら、前記回転台に取り付けられたノズルより、前記回転台に対向するカップ内面に向けて前記塗布液を溶解する洗浄液を吐出する洗浄工程とを有しているので、回転台の内部に形成される空間内に基板を収納し、その空間内において基板を水平支持した状態で回転台を回転させることにより、基板上の塗布液は外方に拡散して基板上面に薄く塗布される。また、回転台を回転させながら、回転台に取り付けられたノズルより、回転台に対向するカップ内面に向けて塗布液を溶解する洗浄液を吐出すると、基板を収納する空間や基板を飛散した洗浄液で汚染することなくカップ内面を均一に洗浄することができる。
【００４８】また、本実施形態では、前記洗浄工程は、前記ノズルからの洗浄液の吐出と同時に、前記回転台に取り付けられた裏面洗浄ノズルから洗浄液を吐出する工程を有し、基板の裏面洗浄と前記カップ内面の洗浄とを同時に行っているので、ノズルからの洗浄液の吐出と同時に、回転台に取り付けられた裏面洗浄ノズルから洗浄液を吐出することにより、基板の裏面洗浄と前記カップ内面の洗浄とを同時に行うことができ、処理時間の効率化を図ることができる。
【００４９】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、回転している回転台の外周部外面に洗浄液を吐出するようにしているので、その回転台から飛散する洗浄液によりカップ内面を均一に洗浄することができる。また、基板を収納する空間は回転台の内部に形成されているので、基板を収納する空間や基板が回転台から飛散した洗浄液によって汚染されることがない。
【００５０】請求項２の発明によれば、カップにノズルが取り付けられているので、ノズルを簡単に設置でき、装置構成を簡単にすることができる。
【００５１】請求項３の発明によれば、回転している回転台のテーパ部に洗浄液を吐出するようにしているので、そのテーパ部から洗浄液をより均一に飛散させることができ、カップ内面をより均一に洗浄することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０７５５１
【氏名又は名称】大日本スクリーン製造株式会社
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| 【出願日】 |
平成４年（１９９２）９月２９日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３４２３５９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１４日 |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０８１３５ |
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