JP2004327775A - 基板処理装置および吐出制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】薬液の流路を開閉する開閉バルブ15に、電動モータ151、蓋部154aを有するダイヤフラム154、電動モータ151の駆動位置を検出するエンコーダ18を設ける。電動モータ151およびエンコーダ18は、信号のやり取りが可能な状態で制御部20と接続する。制御部20は、エンコーダ18の出力に基づいて電動モータ151の脱調を検出するまで、電動モータ151を駆動して蓋部154aを(−Z)方向に移動させる。電動モータ151の脱調を検出した位置からさらに、一定量だけ蓋部154aを(−Z)方向に移動させた後、所定量だけ蓋部154aを(+Z)方向に移動させる。このときに得られた電動モータ151の駆動位置を基準位置(原点)として、以後、電動モータ151の駆動速度および駆動量を制御する。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に薬液を吐出する技術に関する。より詳しくは、薬液の吐出流量を制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体基板、液晶用ガラス基板あるいはフォトマスク用のガラス基板(以下、単に「基板」と称する)などを製造する工程では、必要に応じてレジスト液や現像液などの処理液が用いられる。例えば、特許文献1には、そのような処理液による処理を実行する基板処理装置が記載されている。
【0003】
特許文献1に記載されている基板処理装置では、送液ポンプからノズルまでの間にエア駆動式の開閉バルブ(エアオペレーションバルブ)が設けられており、ノズルから薬液を吐出する際には、送液ポンプを駆動するとともに、開閉バルブを開放状態にして薬液をノズルに送液する。
【0004】
図9は、このような基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブ100を示す図である。開閉バルブ100は、筐体101、移動部材102、バネ103、およびダイヤフラム104を備えている。
【0005】
筐体101の内部には、エアが供給される空間110と、薬液の流路となる空間110とが設けられる。また、筐体101には、空間110にエアが出入りするための孔105,106と、空間111に対して、薬液の入口となる流入孔107と、薬液の出口となる流出孔108とが設けられている。
【0006】
空間110は、移動部材102によって、(+Z)側および(−Z)側の2つの小空間に分割されており、筐体101と移動部材102との間は、図示しないシール部材によって、気体の出入りがないようにされている。また、孔105から供給されるエアは(+Z)側の小空間に供給され、孔106から供給されるエアは(−Z)側の小空間に供給される。
【0007】
移動部材102の(+Z)側の面にはバネ103が取り付けられており、移動部材102はバネ103の付勢力によって(−Z)方向に付勢されている。ダイヤフラム104は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、(−Z)側に凸状の蓋部104aを有している。
【0008】
空間111を形成する筐体101の内壁には、流出孔108へと続く開口部109(図10参照)が設けられている。この開口部109が設けられる位置は、筐体101とダイヤフラム104の蓋部104aとがZ方向に対向する位置とされている。したがって、図9に示すように、移動部材102がバネ103の付勢力によって(−Z)側に付勢されている状態では、蓋部104aが内壁の当該部分に密着する。これにより、開口部109が閉鎖されるために、開閉バルブ100が閉鎖状態となり、薬液の流路が遮断される。
【0009】
図10は、開閉バルブ100の開放状態を示す図である。開閉バルブ100を開放状態にするには、図示しないエアポンプを駆動し、孔105から(+Z)側の小空間のエアを吸引して当該小空間の内部圧力を減少させるとともに、孔106から(−Z)側の小空間にエアを供給して当該小空間の内部圧力を上昇させる。これによって2つの小空間の間に圧力差が生じ、移動部材102がバネ103の付勢力に抗って(+Z)方向に移動する。移動部材102が(+Z)方向に移動すると、ダイヤフラム104が(+Z)方向に引き上げられるように変形し、蓋部104aが空間111の内壁から離間する。これにより、開口部109が開放され、開閉バルブ100が開放状態となる。
【0010】
このような基板処理装置では、ノズルから薬液が吐出される際の吐出流量や吐出量は、開閉バルブ100の開度や開閉速度などによる薬液の送液状態(供給状態)の影響を受けるため、例えば開閉バルブ100の開閉速度にバラツキが生じると、ノズルの吐出精度が低下することとなる。
【0011】
一方、基板に対してフォトレジストを塗布する工程で用いられる基板処理装置(塗布装置)では、使用する薬液が極めて高価なものであるため、1ストローク当たりの吐出量を極力抑える(1ml以下の値が要求される場合もある)ことが望まれており、特に高い吐出精度が要求されている。また、昨今、基板上に形成される回路の微細化要求が高まっており、塗布精度のさらなる向上が要求されている。
【0012】
このように、薬液を吐出する際の吐出精度が要求される基板処理装置では、開閉バルブ100を適切に制御する必要があり、特許文献1に記載されている基板処理装置では、通常予めオペレータが専用のニードルを操作して、エア配管供給部に設けられた駆動用エアのスピードコントローラを調整しておくことによって、開閉バルブ100の開閉速度を制御している。
【0013】
【特許文献1】特開平10−303116号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記基板処理装置では、エア配管の緩み、元圧の変動、他の系統からの圧の回り込みなどの要因により、開閉バルブ100の開閉速度を長期的に安定させることが困難であるという問題があった。
【0015】
また、エアを供給するスピードコントローラの調整はオペレータによる手動で行われ、数値的に調整することができないことから、昨今の精度向上の要求に応じることが難しいという問題があった。また、調整が狂う度にオペレータが作業する必要があるという問題があった。
【0016】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オペレータの作業の軽減を図るとともに、薬液の吐出精度の向上を図ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、基板に薬液による処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に薬液を吐出するノズルと、前記ノズルに対して前記薬液を導く薬液配管と、前記薬液配管を介して前記ノズルに前記薬液を送液する送液手段と、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて、前記電動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させつつ、前記検出手段からの出力によって前記電動モータの脱調を検出し、前記電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ前記電動モータを駆動させた後、所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの前記電動モータの位置を基準位置として、前記電動モータを制御する。
【0018】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記送液手段によって前記薬液を送液する際の前記遮蔽部材の最大移動量(ストローク)を、前記薬液に応じて変更する。
【0019】
また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記薬液の粘度に応じて前記ストロークを変更する。
【0020】
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記ノズルが複数設けられているとともに、それら複数のノズルに対応して、前記電動モータおよび前記開閉手段も複数設けられており、前記制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるように各電動モータを制御する。
【0021】
また、請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、データを出力する出力手段を備え、前記制御手段が、前記検出手段の出力に応じて、前記ノズルの吐出状態を判定するとともに、前記出力手段に判定結果を出力させる。
【0022】
また、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記薬液がレジスト液であり、前記処理が、前記レジスト液を基板の主面に塗布する処理である。
【0023】
また、請求項7の発明は、基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に前記所定の処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに対して前記所定の処理液を導く薬液配管と、前記薬液配管を介して前記所定の処理液を送液する送液手段と、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に応じて、前記電動モータを制御する制御手段とを備える。
【0024】
また、請求項8の発明は、薬液をノズルへと導く薬液配管と、前記薬液配管を開閉する遮断部材と、前記遮断部材を移動させる電動モータとを備えた基板処理装置の吐出制御方法であって、前記電動モータの基準位置を取得する基準位置取得工程と、前記基準位置からの前記電動モータの駆動量を制御することによって、前記遮断部材による前記薬液配管の開度を制御する吐出制御工程とを有し、前記基準位置取得工程が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させる第1移動工程と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段の出力に基づいて、前記電動モータの脱調を検出する検出工程と、前記電動モータの脱調が検出された位置から、さらに同一の方向に前記電動モータを駆動させる第2移動工程と、前記第2移動工程の実行後に、前記遮蔽部材が前記薬液配管を開放する方向に所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させる第3移動工程と、前記第3移動工程の実行後の前記電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程とを有する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0026】
<1. 実施の形態>
図1は、本発明に係る基板処理装置1を示す概略平面図である。この基板処理装置1は、基板にレジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を行う装置である。なお、図1において、図示および説明の都合上、Z軸方向が鉛直方向を表し、XY平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。
【0027】
基板処理装置1は、未処理の基板をキャリアから払い出すとともに処理済の基板を受け取ってキャリアに収納するインデクサID、基板を回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下してレジスト塗布処理を行う塗布処理ユニットSC(いわゆるスピンコータ)、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う現像処理ユニットSD(いわゆるスピンデベロッパ)、インデクサIDおよび各処理ユニット間で基板の搬送を行う搬送ロボットTR、基板処理装置1の内部に設けられ各構成を制御する制御部20を備えている。
【0028】
また、塗布処理ユニットSCおよび現像処理ユニットSDの上方には図示を省略する熱処理ユニットがファンフィルタユニットを挟んで配置されている。熱処理ユニットとしては、基板に加熱処理を行う加熱ユニット(いわゆるホットプレート)および加熱された基板を一定温度にまで冷却する冷却ユニット(いわゆるクールプレート)が設けられている。
【0029】
図2は、塗布処理ユニットSCと制御部20とを示す図である。塗布処理ユニットSCは、基板90を保持するスピンチャック(保持台)11と、スピンチャック11に保持された基板90にフォトレジスト(薬液)を吐出するノズル12と、ノズル12に対してフォトレジストを導く薬液配管13と、薬液配管13を介してノズル12にフォトレジストを送液するレジストポンプ14と、薬液配管13を開閉する開閉バルブ15とを備えている。なお、それぞれの塗布処理ユニットSCの機能・構成は、ほぼ同様である。
【0030】
スピンチャック11の(−Z)側には支持シャフト16の(+Z)側の端部が取り付けられており、支持シャフト16の(−Z)側の端部は回転モータ17に接続されている。回転モータ17は、制御部20からの制御信号によって制御可能な電動モータであって、軸Pを中心とした回転駆動力を生成する。塗布処理ユニットSCでは、回転モータ17が回転することにより、支持シャフト16を介してスピンチャック11が回転するため、スピンチャック11に保持された基板90も軸Pを中心として回転する。
【0031】
ノズル12は、図示しない駆動機構により、その位置が変更可能とされており、スピンチャック11に保持された基板90の主面にフォトレジストを吐出する際には、基板90の中央部と対向する位置(吐出位置)に進出する。また、基板90が搬出入される際には、搬出入される基板90や搬送ロボットTRと干渉することのない位置(退避位置)に退避する。
【0032】
ノズル12には薬液配管13が連通接続されている。また、薬液配管13の他端は、レジストポンプ14に連通接続されており、薬液配管13は、レジストポンプ14から吐出されたフォトレジストをノズル12に導く機能を有している。すなわち、薬液配管13がフォトレジストの流路を形成する。
【0033】
本実施の形態におけるレジストポンプ14は、いわゆるシリンジポンプであって、制御部20からの制御信号によって駆動され、図示しないレジスト供給部(レジストボトルなど)からノズル12に向けてフォトレジストを送液する機能を有する。レジストポンプ14は、制御部20によって1ストローク当たりの吐出量を数値的に制御することが可能とされている。なお、レジストポンプ14は、シリンジポンプに限定されるものではなく、制御部20によって吐出量を数値的に制御することができる電動ポンプであれば、ベローズポンプ、ダイヤフラムポンプ、あるいはチューブポンプなどの周知のポンプが用いられてもよい。
【0034】
薬液配管13には、開閉バルブ15が取り付けられている。開閉バルブ15は制御部20からの制御信号に応じて、後述の動作により薬液配管13を開閉する。図3は、開放状態の開閉バルブ15、エンコーダ18および制御部20を示す図である。また、図4は、閉鎖状態の開閉バルブ15、エンコーダ18および制御部20を示す図である。図3および図4では、開閉バルブ15の筐体150のみ断面図として示している。
【0035】
開閉バルブ15は、フォトレジストの流路の一部(薬液配管13の一部)を構成する筐体150、回転駆動力を生成する電動モータ151、電動モータ151の回転駆動力を伝達する駆動シャフト152、駆動シャフト152と螺合するナット部材153、およびダイヤフラム154を備えている。
【0036】
筐体150には、フォトレジストの入口となる流入孔155と、フォトレジストの出口となる流出孔156とが設けられ、それらの間に設けられた内部空間がフォトレジストの流路となる。
【0037】
電動モータ151は、Z軸と平行な軸Qを中心とした回転駆動力を生成するモータであって、制御部20との間で信号のやり取りが可能な状態で接続されており、筐体150の(+Z)側に固設される。電動モータ151は制御部20からの制御信号によって、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能な、いわゆるステッピングモータである。なお、電動モータ151は、ステッピングモータに限られるものではなく、前述のように、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能であれば、どのようなモータが使用されてもよい。
【0038】
電動モータ151の(−Z)側には、軸Qに沿うように駆動シャフト152が取り付けられる。駆動シャフト152は、電動モータ151が回転することにより、軸Qを中心として回転する。駆動シャフト152の円筒表面にはナット部材153と螺合するためのネジ山が形成されており、駆動シャフト152はナット部材153に設けられたネジ穴に螺入される。
【0039】
電動モータ151は筐体150に固設されているため、電動モータ151と筐体150との相対位置は変化しない。したがって、電動モータ151が回転駆動することにより、駆動シャフト152を回転させると、ナット部材153がZ軸方向に移動する。
【0040】
ダイヤフラム154は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、(−Z)側に凸状の蓋部154aを有している。ダイヤフラム154は、ナット部材153の(−Z)側の端部に取り付けられており、ダイヤフラム154の周辺端部は筐体150に設けられた溝にはめ込まれている。
【0041】
図4に示すように、開閉バルブ15では、電動モータ151が回転駆動され、ナット部材153が(−Z)方向に移動すると、ダイヤフラム154がナット部材153によって(−Z)方向に押し出されて変形し、蓋部154aが(−Z)方向に移動する。蓋部154aが(−Z)方向に所定量移動すると、筐体150の内部に設けられた空間の内壁に密着する。当該内壁の蓋部154aが密着する部分には、流出孔156へと続く開口部157が設けられており、前述のように蓋部154aが内壁の当該部分に密着すると、開口部157が閉鎖されるために、フォトレジストの流路が遮断される。すなわち、蓋部154aが主に本発明における遮断部材に相当し、開閉バルブ15は、電動モータ151によって蓋部154aの位置を変更することにより薬液配管13を開閉する。
【0042】
このように、本実施の形態における基板処理装置1では、開閉バルブ15を開閉するために、従来の装置のようにエア駆動式の開閉バルブ100(図9)を用いる必要がないため、エア配管およびエア配管用電磁弁などの構成が不要となり、装置構成を簡略化(小型化)することができる。
【0043】
また、ダイヤフラム154を電動モータ151を用いて駆動するため、エア駆動する場合に比べて経時変化の影響を少なくすることができ、長期間に渡って開閉バルブ15の動作の安定性を確保することができる。
【0044】
なお、本実施の形態における基板処理装置1では、ナット部材153を(−Z)方向に移動させるときの電動モータ151の回転方向を「正方向」、ナット部材153を(+Z)方向に移動させるときの電動モータ151の回転方向を「逆方向」として定義する。すなわち、電動モータ151を「正方向」に回転させると、蓋部154aが(−Z)方向に移動し、薬液配管13が閉鎖され、開閉バルブ15の開度が小さくなる。また、電動モータ151を「逆方向」に回転させると、蓋部154aが(+Z)方向に移動し、薬液配管13が開放され、開閉バルブ15の開度が大きくなる。
【0045】
エンコーダ18は、電動モータ151の(+Z)側に固設されており、電動モータ151の駆動位置を検出して、制御部20に出力する。すなわち、エンコーダ18が主に本発明における検出手段に相当する。
【0046】
図5は、制御部20が備える構成を示すブロック図である。制御部20は、主に演算処理を行うCPU21、設定値やプログラムなどの各種データを記憶する記憶部22を備える。また、制御部20は、オペレータが基板処理装置1に対して指示を入力する操作部23、およびオペレータにデータを出力する出力部24を備えている。
【0047】
記憶部22は、RAM,ROM,ハードディスクなどが該当するが、可搬性の光磁気ディスクやメモリカードなどの読取装置などであってもよい。また、操作部23は、キーボード、マウス、タッチパネルなどが該当し、出力部24は、ディスプレイ、表示ランプ、プリンタ、スピーカなどが該当する。
【0048】
制御部20は、基板処理装置1の各構成と信号のやり取りが可能な状態で接続されており、予め記憶部22に記憶されているプログラムに基づいて動作することによりそれらの構成を制御する。特に、エンコーダ18からの入力に基づいて、開閉バルブ15の電動モータ151の回転方向、回転速度、および回転量を制御する。
【0049】
以上が、本実施の形態における基板処理装置1の構成および機能の説明である。次に、基板処理装置1の動作について説明する。図6は、基板処理装置1の動作を示す流れ図である。なお、以下における制御は、特に断らない限り、制御部20からの制御信号に基づいて行われるものである。
【0050】
基板処理装置1では、基板90に対する具体的な処理を開始する前に、種々の初期設定が行われる。詳細は省略するが、基板処理装置1における初期設定には、オペレータが操作部23を操作することにより、基板90や薬液の種類などを入力する処理なども含まれる。
【0051】
この初期設定において、基板処理装置1では、基準位置取得処理が行われる。図7は、基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。なお、基準位置取得処理とは、制御部20が電動モータ151を制御する際の原点となる位置(基準位置)を取得する処理である。
【0052】
基準位置取得処理では、まず、制御部20が、電動モータ151を正方向に駆動し(ステップS11)、電動モータ151の脱調を検出するまでステップS11を繰り返す(ステップS12)。なお、電動モータ151の脱調とは、電動モータ151が制御部20からの制御信号に応じた駆動量で駆動しなくなる状態をいう。
【0053】
ステップS11により電動モータ151を正方向に回転させると、ダイヤフラム154の蓋部154aが(−Z)方向に移動し、蓋部154aが筐体150の内壁に接触したときに電動モータ151の脱調が発生する。なお、電動モータ151の脱調は、制御部20から出力された制御信号に対する電動モータ151の駆動量を、エンコーダ18から得られる電動モータ151の駆動位置に基づいて演算することによって検出することができる。
【0054】
制御部20が電動モータ151の脱調を検出すると(ステップS12においてYes)、さらに電動モータ151を正方向に一定量σだけ駆動する(ステップS13)。ダイヤフラム154は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されているため、ステップS13が実行されることによって、蓋部154aが変形し、筐体150との接触位置よりもさらに押し込まれた位置(押し込み位置)に移動する。
【0055】
次に、制御部20が電動モータ151を逆方向に所定量δだけ駆動して(ステップS14)、蓋部154aを(+Z)方向に移動させる。なお、一定量σおよび所定量δは、ダイヤフラム154の材質などに応じて予め設定される値であって、σ>δの関係となるように設定されている。また、電動モータ151が一定量σおよび所定量δだけ駆動したか否かは、制御部20がエンコーダ18からの出力に基づいて演算することによって判定することができる。
【0056】
ステップS14により電動モータ151が所定量δだけ駆動されると、制御部20は、駆動後の電動モータ151の駆動位置を基準位置として記憶部22に保存し(ステップS15)、基準位置取得処理を終了して、図6に示す処理に戻る。
【0057】
このように、本実施の形態における基板処理装置1では、オペレータが介入することなく、開閉バルブ15の基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業が軽減されるとともに、調整作業において個々のオペレータの経験差などの影響を排除することができるため、調整作業の正確性が向上する。したがって、フォトレジストの送液精度を向上させることができる。
【0058】
また、エア駆動式の開閉バルブ100を用いた従来の装置の場合、調整作業にオペレータが介入する必要があるだけでなく、前述のように開閉バルブ100の開閉速度などを手動のニードルによって調整していたため、エアの速度を調整するスピードコントローラの位置をオペレータが作業できる位置に配置する必要があった。したがって、従来の装置では装置設計の自由度が制限されるという問題もあったが、本実施の形態における基板処理装置1では、手作業が可能な位置に特定の構成を配置しなければならないといった制限がなく、より自由に装置を設計することができる。
【0059】
また、本実施の形態における基板処理装置1の制御部20は、以後、基準位置を開閉バルブ15が閉鎖している位置(閉鎖位置)とし、閉鎖位置に対する電動モータ151の駆動量によって開閉バルブ15の開度、および開閉速度を制御する。電動モータ151の駆動量は、制御部20からの制御信号によって数値的に制御可能な量であるから、基板処理装置1は開閉バルブ15を数値的に制御することができ、制御の再現性、および持続性が担保される。これによって、薬液の送液精度を向上させることができるため、ノズル12からの吐出精度を向上させることができる。
【0060】
初期設定が終了すると、基板90が搬入されるまで待機する(ステップS2)。基板処理装置1に基板90が搬入されると、当該基板90をインデクサIDが受け取り所定の位置に保持する。さらに、搬送ロボットTRがインデクサIDから基板90を搬出し、塗布処理ユニットSCに搬入する(ステップS3)。なお、より詳しくは、インデクサIDから搬出された基板90は、塗布処理ユニットSCに搬入される前に、図示しないホットプレートおよびクールプレートにて密着強化処理および冷却処理が行われる。また、搬送ロボットTRは、2つの塗布処理ユニットSCのうち基板に対する処理が終了している方を選択して基板90を搬入する。
【0061】
基板90が塗布処理ユニットSCに搬入されると、塗布処理ユニットSCにてフォトレジストの塗布処理が実行される(ステップS4)。図8は、基板処理装置1における塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【0062】
塗布処理では、まず、搬送ロボットTRが塗布処理ユニットSCに搬入した基板90を、スピンチャック11が所定の位置に保持し(ステップS21)、ノズル12を吐出位置に移動させる(ステップS22)。
【0063】
次に、制御部20が、回転モータ17を駆動して基板90の回転を開始する(ステップS23)。さらに、レジストポンプ14の駆動を開始するとともに、電動モータ151を逆方向に所定量φだけ回転駆動させる。これによって、開閉バルブ15が開放状態になり、フォトレジストがノズル12から基板90に対して吐出される(ステップS24)。吐出されたフォトレジストは、基板90の回転による遠心力によって基板90の表面に広がり、基板90の表面に塗布される。
【0064】
本実施の形態における基板処理装置1において、開閉バルブ15の開度は、蓋部154aが閉鎖位置(基準位置)から(+Z)方向へ移動したときの移動量によって定まる。また、蓋部154aの(+Z)方向への移動量は、電動モータ151を逆方向に回転させたときの駆動量によって定まる。電動モータ151の駆動量は、制御部20によって数値的に制御可能である。したがって、ステップS24において、制御部20は、基準位置からの電動モータ151の駆動量が所定量φとなるように制御することによって、ダイヤフラム154の蓋部154aによる薬液配管13の開度を制御する。前述のように、ノズル12からのフォトレジストの吐出は、薬液配管13の開度の影響を受けることから、開閉バルブ15の開度を制御することにより、薬液配管13の開度を制御することは、ノズル12の吐出を制御することに相当する。すなわち、ステップS24が本発明における吐出制御工程に相当する。
【0065】
なお、所定量φは使用される薬液に応じて予め定められる値であり、オペレータがステップS1の初期設定において使用する薬液を指定することにより、指定された薬液に応じて適切な値が選択され設定される。すなわち、ステップS24において、制御部20が所定量φに応じて電動モータ151の駆動量を制御することは、蓋部154aの最大移動量(ストローク)を、フォトレジストの種類に応じて制御することに相当する。このように、基板処理装置1は、薬液の種類に応じて柔軟に開閉バルブ15のストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【0066】
前述のような構造を有する開閉バルブ15において、蓋部154aがZ軸方向に移動すると、その間、筐体150内のフォトレジストの流路(薬液配管13の一部)が減圧され、薬液配管13内のフォトレジストに脈動を生じることとなる。この現象は、使用される薬液の粘度が低く、送液時の開閉バルブ15のストロークが大きいほど顕著となる。
【0067】
基板処理装置1では、薬液の粘度に応じて所定量φを定めることにより、粘度の低い薬液を使用する場合にはストロークが比較的小さくなり、粘度の高い薬液を使用する場合にはストロークが比較的大きくなるように開閉バルブ15を制御することができる。すなわち、基板処理装置1は、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【0068】
なお、制御部20による開閉バルブ15の制御は、数値的に行われるため、再現性が確保されており、毎回ほぼ同様の制御を繰り返し行うことができるとともに、同様の構造を有する複数の塗布処理ユニットSCを同一の数値で制御することによって処理の均一化を図ることも可能である。すなわち、制御部20は、2つの塗布処理ユニットSCのいずれで基板90が処理される場合であっても、塗布処理中の電動モータ151の駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるようにそれぞれの電動モータ151を制御する。これにより、本実施の形態における基板処理装置1のように、2つの塗布処理ユニットSCによって基板90が製造された場合であっても、基板90の品質を均一化させることができる。
【0069】
ノズル12から所定量のフォトレジストが吐出されると、制御部20は、レジストポンプ14の駆動を停止するとともに、電動モータ151を正方向に回転させて基準位置に移動させ、開閉バルブ15を閉鎖状態とする(ステップS25)。これにより、ノズル12からのフォトレジストの吐出が停止する。
【0070】
なお、ステップS24,25が実行されている間、制御部20が、エンコーダ18の出力に基づいて、電動モータ151の駆動位置を随時取得し、電動モータ151が意図した制御どおりに駆動しているか否かを監視する。基板処理装置1において取得された電動モータ151の駆動位置と、制御部20の意図する電動モータ151の駆動位置との一致度が低い(ずれている)場合には、開閉バルブ15の開度が適切な値ではなく、フォトレジストがノズル12から正常に吐出されていない可能性が高い。したがって、基板処理装置1は、前述の一致度を出力部24に出力することにより、基板90に対する処理結果をオペレータに通知することができる。これにより、ノズル12の吐出状態が異常である可能性が高い場合には、オペレータが迅速に対応することができる。また、基板90の処理中に異常を検出することができるため、異常処理された基板90を容易に特定することができる。なお、前述の一致度が低い場合にのみ、警告の目的で出力部24に結果を出力するようにしてもよい。
【0071】
ノズル12からのフォトレジストの吐出が停止されると、制御部20は基板90の回転を停止し(ステップS26)、ノズル12を退避位置に移動させ(ステップS27)、図6の処理に戻る。これにより、搬送ロボットTRが基板90を搬出することができる状態になる。
【0072】
塗布処理ユニットSCから搬送ロボットTRにより搬出された基板90は、図示しないホットプレートにてプリベーグ処理、図示しない露光装置にて露光処理、図示しないホットプレートにてポストエクスポージャー処理がそれぞれ行われた後、現像処理ユニットSDに搬送され(ステップS5)、現像処理が行われる(ステップS6)。このとき、搬送ロボットTRは、2つの現像処理ユニットSDのうち処理中でない現像処理ユニットSDに基板90を搬送する。
【0073】
現像処理が終了した基板90は、再び搬送ロボットTRによりインデクサIDに搬送され(ステップS7)、装置外に搬出される。基板処理装置1は、処理を終了するか否かを判定した後、さらに処理を行う場合にのみ、ステップS2に戻って処理を繰り返す(ステップS8)。
【0074】
以上のように、本実施の形態における基板処理装置1は、制御部20が、電動モータ151を駆動することにより、薬液配管13を閉鎖する方向に蓋部154aを移動させつつ、エンコーダ18からの出力によって電動モータ151の脱調を検出し、電動モータ151の脱調が検出された位置から引き続き一定量σだけ電動モータ151を駆動させた後、所定量δだけ電動モータ151を逆方向に駆動させ、そのときの電動モータ151の位置を、基準位置として電動モータ151を制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業を削減することができる。
【0075】
また、制御部20が、レジストポンプ14によって薬液を送液する際の蓋部154aの最大移動量(ストローク)を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【0076】
また、制御部20が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができ、さらに吐出精度を向上させることができる。
【0077】
また、制御部20が、複数の塗布処理ユニットSCの各電動モータ151の塗布処理中の駆動速度および駆動量を、互いにほぼ同じとなるように各電動モータ151を制御することにより、複数の塗布処理ユニットSCによって基板90が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【0078】
また、本発明は、基板に対して薬液を吐出させる装置に広く応用可能であるが、薬液の膜厚や均一性などに高い精度が要求されるために、ノズルの吐出精度の向上が望まれている塗布処理に用いることにより、特に高い効果が得られる。
【0079】
<2. 変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0080】
例えば、上記実施の形態に示したフローチャートにおける基板処理装置1の動作順序は、これに限られるものではなく、同様の効果が得られる順序であれば、どのような順序で実行されてもよい。
【0081】
また、本実施の形態における基板処理装置1は、基板90を回転させつつ塗布するスピンコータであるが、スリットノズルと基板90とを一方向に相対的に移動させつつ薬液を吐出するスリットコータであってもよい。
【0082】
【発明の効果】
請求項1ないし6に記載の発明では、制御手段が、電動モータを駆動することにより、薬液配管を閉鎖する方向に遮断部材を移動させつつ、検出手段からの出力によって電動モータの脱調を検出し、電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ電動モータを駆動させた後、所定量だけ電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの電動モータの位置を基準位置として、電動モータを制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【0083】
請求項2に記載の発明では、制御手段が、送液手段によって薬液を送液する際の遮蔽部材の最大移動量(ストローク)を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、ノズルの吐出精度を向上させることができる。
【0084】
請求項3に記載の発明では、制御手段が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【0085】
請求項4に記載の発明では、制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量が互いにほぼ同じとなるように各電動モータを制御することにより、複数の薬液処理ユニットによって基板が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【0086】
請求項5に記載の発明では、制御手段が、検出手段の出力に応じて、ノズルの吐出状態を判定するとともに、出力手段に判定結果を出力させることにより、基板に対する処理結果をオペレータに通知することができるため、異常が発生した場合に、オペレータが迅速に対応することができる。また、異常処理された基板を容易に特定することができる。
【0087】
請求項7に記載の発明では、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、薬液配管を開閉する開閉手段を備えることにより、薬液配管の開度を数値的に制御することが可能となることから、ノズルの吐出精度を向上させることができ、塗布精度が向上する。
【0088】
請求項8に記載の発明では、第3移動工程の実行後の電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程を有することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板処理装置を示す概略平面図である。
【図2】塗布処理ユニットと制御部とを示す図である。
【図3】開放状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図4】閉鎖状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図5】制御部が備える構成を示すブロック図である。
【図6】基板処理装置の動作を示す流れ図である。
【図7】基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。
【図8】塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【図9】従来の基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブを示す図である。
【図10】従来の基板処理装置に用いられる開閉バルブの開放状態を示す図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
11 スピンチャック(保持手段)
12 ノズル
13 薬液配管
14 レジストポンプ(送液手段)
15 開閉バルブ(開閉手段)
150 筐体
151 電動モータ
154 ダイヤフラム
154a 蓋部(遮断部材)
18 エンコーダ(検出手段)
20 制御部
22 記憶部
24 出力部
90 基板
SC 塗布処理ユニット
δ 所定量
σ 一定量
Claims (8)
- 基板に薬液による処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に薬液を吐出するノズルと、
前記ノズルに対して前記薬液を導く薬液配管と、
前記薬液配管を介して前記ノズルに前記薬液を送液する送液手段と、
電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に応じて、前記電動モータを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させつつ、前記検出手段からの出力によって前記電動モータの脱調を検出し、前記電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ前記電動モータを駆動させた後、所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの前記電動モータの位置を基準位置として、前記電動モータを制御することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段が、
前記送液手段によって前記薬液を送液する際の前記遮蔽部材の最大移動量(ストローク)を、前記薬液に応じて変更することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項2に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段が、
前記薬液の粘度に応じて前記ストロークを変更することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズルが複数設けられているとともに、それら複数のノズルに対応して、前記電動モータおよび前記開閉手段も複数設けられており、
前記制御手段が、
各電動モータの駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるように各電動モータを制御することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理装置であって、
データを出力する出力手段を備え、
前記制御手段が、
前記検出手段の出力に応じて、前記ノズルの吐出状態を判定するとともに、前記出力手段に判定結果を出力させることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記薬液がレジスト液であり、
前記処理が、前記レジスト液を基板の主面に塗布する処理であることを特徴とする基板処理装置。 - 基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に前記所定の処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルに対して前記所定の処理液を導く薬液配管と、
前記薬液配管を介して前記所定の処理液を送液する送液手段と、
電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、
前記検出手段からの出力に応じて、前記電動モータを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 - 薬液をノズルへと導く薬液配管と、
前記薬液配管を開閉する遮断部材と、
前記遮断部材を移動させる電動モータと、
を備えた基板処理装置の吐出制御方法であって、
前記電動モータの基準位置を取得する基準位置取得工程と、
前記基準位置からの前記電動モータの駆動量を制御することによって、前記遮断部材による前記薬液配管の開度を制御する吐出制御工程と、
を有し、
前記基準位置取得工程が、
前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させる第1移動工程と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段の出力に基づいて、前記電動モータの脱調を検出する検出工程と、
前記電動モータの脱調が検出された位置から、さらに同一の方向に前記電動モータを駆動させる第2移動工程と、
前記第2移動工程の実行後に、前記遮蔽部材が前記薬液配管を開放する方向に所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させる第3移動工程と、
前記第3移動工程の実行後の前記電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程と、
を有することを特徴とする吐出制御方法。
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