JP2591555B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製
造工程等に用いる塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラウン管（ＣＲＴ）に代わる表示装置
として、表面に画素を構成する電極や素子を形成した２
枚のガラス基板の間に液晶を注入した構造の液晶ディス
プレイが注目されている。そして上記の画素としては薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）や金属／絶縁体／金属接合
（ＭＩＭ）などの素子で駆動せしめるアクティブマトリ
クス方式が高画質の画面が得られるため主流になりつつ
ある。

【０００３】上記の薄膜トランジスタ等をガラス基板上
に形成する技術はシリコンウェハ等に集積回路を形成す
る半導体製造技術をそのまま応用している。レジスト液
の塗布も一連の工程のうちの一つであり、この工程では
インナーカップ内の真空チャックにセットしたガラス基
板上にレジスト液を滴下し、次いでスピンナーによって
真空チャックとインナーカップを一体的に回転せしめ遠
心力によってガラス基板表面にレジスト液を均一に塗布
するようにしている。

【０００４】ところで、第６図に示すように、真空チャ
ックにガラス基板をセットしたり真空チャックから塗布
後のガラス基板を取り外すには、ガラス基板の上面に触
れないようにしなければならないので、ガラス基板の下
面周縁をマニピュレータ等で支持して行なうようにして
いる。このためには、真空チャックにガラス基板が載置
された状態で、ガラス基板とインナーカップ底面との間
にマニピュレータ等が入り込める隙間が必要となる。従
って、従来にあっては真空チャックの寸法はガラス基板
より小さくし、真空チャックからガラス基板の周縁が食
み出すようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】レジスト液を塗布する
工程においては、ガラス基板はインナーカップと一体的
に回転するが、ガラス基板とカップ底面との間に隙間が
形成されているため、この部分で乱流が発生し、膜厚が
不均一になったり、ガラス基板表面に塗布液が回り込ん
だりする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ガラス基板などの矩形状の板状被処理物をスピ
ンナーによって回転せしめられるカップ内にセットし、
この板状被処理物の表面に塗布液を滴下し、次いでカッ
プ上面を蓋体で閉塞してカップを回転させることで滴下
した塗布液を矩形状の板状被処理物の表面に均一に拡散
せしめるようにした塗布装置において、前記カップ内底
部には矩形状の板状被処理物と略相似形の台部と壁体を
設け、この壁体は矩形状の板状被処理物の外周端との距
離が一定となるようにした。

【０００７】

【作用】台部の開口に臨む真空チャックを上昇せしめ、
この位置で真空チャック上面に板状被処理物を載置吸着
し、次いで真空チャックを下降せしめて板状被処理物の
下面外周部を台部の上面外周に形成した突条に当接さ
せ、ガラス基板とカップ底面との間の隙間をなくして、
塗布工程を行なう。そして、塗布工程が終了したら、台
部と独立して上下動する真空チャックにより台部から基
板を持ち上げて隙間を形成し、この隙間にマニピュレー
タを差し込んでガラス基板を取り出す。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る塗布装置を組み
込んだ被膜形成ラインの平面図、図２は同塗布装置の蓋
体を上げた状態の断面図、図３は図２のＡ−Ａ方向矢視
図、図４は同塗布装置の蓋体を閉じた状態の断面図、図
５は図４の要部拡大図である。

【０００９】被膜形成ラインは図１の左側を上流部と
し、この上流部に矩形状をなす板状被処理物としてのガ
ラス基板Ｗの投入部１を設け、この投入部１の下流側に
本発明に係る塗布装置２を配置し、この塗布装置２の下
流側に順次、減圧乾燥装置３、ガラス基板Ｗの裏面洗浄
装置４及びホットプレート５ａ・・・とクーリングプレー
ト５ｂを備えた加熱部５を配置し、投入部１から加熱部
５に至るまでは搬送装置６によってガラス基板Ｗの前後
端の下面を支持した状態で搬送し、加熱部５においては
垂直面内でクランク動をなす搬送装置７によりガラス基
板Ｗの下面を支持した状態で各ホットプレート５ａ上を
順次移し換え、最終的にクーリングプレート５ｂで温度
を調整しつつガラス基板Ｗを搬送するようにしている。

【００１０】塗布装置２はベース１０、インナーカップ
２０、アウターカップ３０及び蓋部４０から構成されて
いる。

【００１１】ベース１０には軸受け１１が取り付けら
れ、この軸受け１１を貫通してスピンナー装置の中空回
転軸１２を支承し、この回転軸１２上端にインナーカッ
プ２０の底板２１を固着し、この底板２１の上面周縁に
環状の壁体２２を立設し、この壁体２２と底板２１とで
カップ形状をなすようにしている。

【００１２】そして、ガラス基板Ｗは矩形状であり、こ
の矩形状ガラス基板Ｗの外周端とインナーカップ内周面
との距離が均一でないと乱流を生じやすいので、環状の
壁体２２の内側の一部に直線状の壁体２３を設け、矩形
状ガラス基板Ｗの外周端と壁体との距離がどの部分でも
一定となるようにしている。尚、壁体２３の上面にはシ
ール２４を設けている。

【００１３】また、底板２１にはガラス基板と略相似形
の台部２５を設け、この台部２５の中央には開口２６を
形成し、また台部２５の上面外周にはガラス基板Ｗの下
面外周縁部に当接する突条２７を形成し、この突条２７
上面にシール２８を設けている。

【００１４】一方、前記中空回転軸１２内には真空チャ
ック１３を挿通し、この真空チャック１３の吸着部１４
を前記台部２５の中央開口２６に臨ませている。この真
空チャック１３は昇降可能とされ、上昇した位置でガラ
ス基板Ｗの受け取り及び受渡しを行ない、図に示す下降
した位置において前記突条２７上面と面一か或いは若干
突条２７上面より低くなる。

【００１５】アウターカップ３０はベース１０に固着さ
れた本体３１と、この本体３１に取り付けられた壁体３
２からなり、本体３１に環状のドレイン回収通路３３を
形成し、この回収通路３３にドレインパイプ２９を臨ま
せている。また壁体３２と前記インナーカップ２０の壁
体２２との間には隙間を形成するとともに、壁体３２の
上面にはシール３４を設けている。

【００１６】またインナーカップ２０及びアウターカッ
プ３０の上方には図１に示すようにアーム５０、５１を
配置している。これらアーム５０、５１は直線動、回転
動、上下動或いはこれらを合成した動きが可能で互いに
干渉しないようになっている。そして、アーム５０には
レジスト液等の塗布液を滴下するノズルを取り付け、前
記蓋部４０を支持するアーム５１の先端には下方に伸び
る軸５２を取り付け、この軸５２にはノズル孔を穿設
し、このノズル孔からチッ素ガスや洗浄液が噴出するよ
うにしている。

【００１７】また、前記軸５２にはベアリング及び磁気
シールを介してボス部５３を回転自在に嵌合し、このボ
ス部５３にインナーカップ２０の上面開口を閉塞するた
めの円板状をなすアルミニウム製の蓋体４１を取り付け
ている。また、この蓋体４１の上方のアーム５１の先端
下面にはアウターカップ３０の上面開口を閉塞するため
の蓋体４２を固着している。

【００１８】蓋体４１の下面にはインナーカップ２０内
の乱流を防止する整流板４３を取り付けている。この整
流板４３はガラス基板Ｗより若干大きな寸法で且つ相似
形をしている。また蓋体４２は中央に形成した孔を介し
てアーム５１の先端下面に取り付けた筒体５６の外周に
嵌合し、また蓋体４２に固着したテフロン製の軸受け４
４に筒体５６に植設したガイドポスト５７を係合せしめ
ることで蓋体４２を上下摺動自在に保持している。

【００１９】ところで、蓋体４１を閉じてインナーカッ
プ２０、ガラス基板Ｗ及び整流板４３を回転せしめ、ガ
ラス基板Ｗ上に滴下した塗布液を遠心力で拡散する場合
には、ガラス基板Ｗと整流板４３とが完全に同一位相で
重なるか、或いは回転速度を見込んで所定角ずらせてガ
ラス基板Ｗ上に整流板４３を臨ませる必要がある。

【００２０】このため、蓋体４１の外周には前記壁体２
２上面に設けたピン２２ａに係合する切欠４１ａを形成
し、また蓋体４１からは上方に向けてピン４５を突出
し、このピン４５が係合する受け部材４６を蓋体４２に
取り付けている。即ち、蓋体４２は前記したガイドポス
ト５７により回転が阻止されガラス基板Ｗに対する相対
位置が確定しているので、蓋体４１を上昇させた図２の
状態では受け部材４６に蓋体４１のピン４５が係合する
ことで蓋体４１及び整流板４３のガラス基板Ｗに対する
相対位置も定まる。

【００２１】この後、アーム５１を下降させると、蓋体
４２の外周端がアウターカップ３０上端に載置される。
そしてこの状態でピン２２ａの直上に切欠４１ａが位置
している。したがって、この状態で蓋体４１を下降せし
めれば図４に示すように蓋体４１の切欠４１ａがピン２
２ａに係合し、ガラス基板Ｗと整流板４３との位相合わ
せがなされる。

【００２２】以上において、ガラス基板Ｗ表面にレジス
ト液を均一に塗布するには、インナーカップ２０及びア
ウターカップ３０の上面を開放して真空チャック１３上
に固着されているガラス基板Ｗの表面にアーム５０に取
り付けられているノズルからレジスト液を滴下し、次い
でアーム５０を後退せしめて図２に示すようにインナー
カップ２０及びアウターカップ３０上にアーム５１を回
動させて蓋体４１、４２を臨ませる。

【００２３】そして図４に示すように、アーム５１を下
降することで蓋体４１によりインナーカップ２０の上面
を閉塞し、蓋体４２によりアウターカップ３０の上面開
口を閉塞したならば、スピンナーによって真空チャック
１３とインナーカップ２０を一体的に回転せしめ、遠心
力によりレジスト液をガラス基板Ｗの表面に均一に拡散
塗布する。

【００２４】そして、以上の処理においてインナーカッ
プ２０内は減圧状態になっているので、このまま蓋をあ
けてガラス基板Ｗを取り出すと、インナーカップ内の空
気が乱れてレジスト液がスポット的にガラス基板Ｗ表面
に付着するおそれがある。そこでレジスト液が均一に塗
布されたガラス基板Ｗを取り出すには、先ず蓋体４１と
整流板４３の間の空間に窒素ガス等を導入し減圧状態を
解除して行う。このときノズル孔からのガスは整流板４
３があるため、ガラス基板Ｗ表面のレジスト液に直接吹
き付けられることがない。

【００２５】このようにして、所定枚数のガラス基板Ｗ
にレジスト液を均一に塗布した後には余分な塗布液の一
部がインナーカップ２０内周面等に付着している。これ
を放置しておくと乾燥固化して雰囲気中に飛散し、ガラ
ス基板Ｗ表面に付着するため、洗浄を行う。

【００２６】洗浄はガラス基板Ｗを除いた状態でインナ
ーカップ２０とアウターカップ３０を蓋体４１，４２で
閉じて行う。即ち、洗浄液供給源につながるノズル孔を
介して蓋体４１と整流板４３の間の空間に洗浄液を供給
する。すると図５に示すように、洗浄液は遠心力によっ
て整流板４３の表面を流れ、その一部はインナーカップ
２０の内周面に到達し、この内周面に付着した塗布液を
洗い流し、ドレインパイプ２９を介して回収通路３３内
に排出される。

【００２７】尚、図示例にあっては突条２７を設けるこ
とでガラス基板Ｗの下面と台部２５上面とが全面接触し
ないようにしたが、シール２８の形状或いは径によって
はシール２８が突条を兼ねることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
塗布装置のインナーカップの内底部に矩形状の板状被処
理物と略相似形の台部と壁体を設け、この壁体内周面と
矩形状の板状被処理物の外周端との距離が一定となるよ
うにしたので、乱流が発生しにくくなり、乱流に起因す
る膜厚の不均一を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗布装置を組み込んだ被膜形成ラ
インの平面図

【図２】同塗布装置の蓋体を上げた状態の断面図

【図３】図２のＡ−Ａ方向矢視図

【図４】同塗布装置の蓋体を閉じた状態の断面図

【図５】図４の要部拡大図

【図６】 従来装置の構成を説明した図

【符号の説明】 ２…塗布装置、１３…真空チャック、２０…インナーカ
ップ、２７…突条、３０…アウターカップ、４１，４２
…蓋体、４３…整流板、Ｗ…板状被処理物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−12670（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−4674（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−126829（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状の板状被処理物をスピンナーによ
   って回転せしめられるカップ内にセットし、この板状被
   処理物の表面に塗布液を滴下し、次いでカップ上面を蓋
   体で閉塞してカップを回転させることで滴下した塗布液
   を矩形状の板状被処理物の表面に均一に拡散せしめるよ
   うにした塗布装置において、前記カップ内底部には矩形
   状の板状被処理物と略相似形の台部と壁体を設け、この
   壁体は矩形状の板状被処理物の外周端との距離が一定と
   なるようにしたことを特徴とする塗布装置。