JP2849539B2

JP2849539B2 - 回転式塗布装置

Info

Publication number: JP2849539B2
Application number: JP35022793A
Authority: JP
Inventors: 幸治木▲崎▼; 健一寺内; 昌宏美作
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH07185445A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば液晶表示パネ
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、例えばフォトレジスト液などの塗布液を塗布するた
めの回転式塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の回転式塗布装置とし
ては、例えば特開平４−６１９５５号公報に記載された
ものがある。図９は、その公報に記載された回転式塗布
装置を示す断面図である。図１０は、図９の回転式塗布
装置の部分拡大図である。この回転式塗布装置では、基
板６０を水平に支持しつつ回転させる回転台６２が設け
られている。この回転台６２には、基板支持ピン６４が
立設されるとともに、基板６０の四隅に係合する係合ピ
ン６６が設けられており、基板支持ピン６４で基板６０
を水平支持した状態で基板６０を回転台６２と一体に回
転することができるようになっている。

【０００３】また、回転台６２に支持された基板６０の
上方位置に上部回転板６８が配置され、さらに上部支持
板７０，リングプレート７２及びスペーサ７４を介して
回転台６２と連結されている。そして、図１０に示すよ
うに、リングプレート７２とスペーサ７４との間及びス
ペーサ７４と回転台６２との間に、座金７６が介挿され
て、隙間７８が形成されている。そして、回転台６２上
に基板６０を載置し、さらにその基板６０の上面中央部
に塗布液を滴下した後、上部回転板６８を降下させて基
板６０上面と近接した状態とし、その基板６０を搭載し
た状態のままで回転台６２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６０の上面に
形成することができる。

【０００４】このとき、基板６０を水平支持した状態で
回転台６２を回転させると、同図の点線に示すごとく、
この隙間７８を介して余剰の塗布液が外部に流出されて
飛散する。

【０００５】なお、図９の回転式塗布装置では、回転台
６２の周囲を囲うカップとして廃液回収ケース８０を設
け、上記のようにして隙間７８から飛散した塗布液が廃
液回収ケース８０にて回収されるように構成されてい
る。この廃液回収ケース８０の底部には、回収された塗
布液を外部へ排出するための廃液排出口が開口してい
る。また、廃液回収ケース８０が囲む空間には排気口が
連通しており、装置内部の空気がこの排気口を通じて外
部へ排気される。その結果、塗布液から蒸発した溶剤ガ
スや塗布液ミストが装置の内部に長期間漂うことなく外
部へ排気されるので、これらのミスト等が装置の各部に
付着して乾燥固化した後、塵埃となって基板６０を汚染
することを抑制することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では以下のような問題点があった。すなわち、廃液
回収ケースに連通する排気口から内部の空気とともに溶
剤ガスや塗布液ミストが装置の外部へ排気される過程
で、空気の流れに乗って運ばれたこれらのミストが排気
口近傍に付着してしまうことがある。排気口近傍に付着
したこれらのミストは、廃液回収ケース８０内が排気さ
れるにつれて溶剤成分が揮発して粘度が高まり、除去す
るのが困難になる。その結果、排気口からの排気の妨げ
となったり、付着したミストなどが乾燥固化した後に塵
埃となって、排気を停止した際等に空気中に漂うなどの
ため、基板６０に付着し基板６０を汚染する要因となっ
ていた。

【０００７】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、排気口近傍に処理液のミストが付着、固
化してしまうのを防止し、基板の汚染を防止でき、か
つ、回転台の周囲を囲うカップ内を清浄な状態に保つこ
とができる回転式塗布装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる回転式
塗布装置は、基板を回転させつつ当該基板の表面に塗布
液を塗布する装置であって、基板を水平支持した状態で
回転させる回転台と、回転台の外周側方を取り囲む外周
部と、回転台の回転中心近傍において回転台下面を取り
囲む内周部とを有し、基板表面に供給された塗布液の外
部への飛散を防止するカップと、カップの内周部に開口
する排気口を有し、カップ内の排気を行う排気手段と、
カップの内周部に形成された排気口を覆うようにカップ
の内周部に近接して配置され、かつカップ内に開口する
開口部が形成された整流板と、整流板とカップの内周部
とによって囲まれる領域に配置され、整流板の内壁に向
けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズルと、を備える。

【０００９】

【作用】この発明の回転式塗布装置では、カップの内周
部に形成された排気口を介し、整流板の近傍からカップ
内の空気が排気される。整流板の内壁は、塗布液ミスト
を含んだ排気に常時曝されるので、この内壁に塗布液ミ
ストが付着し易くなっているが、洗浄液ノズルが整流板
の内壁に向けて洗浄液を吐出するので、整流板の内壁に
付着した処理液ミストは洗浄除去される。このため、こ
の発明の装置では、整流板の内壁におけるミストの固化
を防止し得るとともに、整流板、排気手段の正常な機能
が常時保証される。その結果、整流板の汚染が抑制さ
れ、また整流板の内壁に付着・固化したミストによる基
板の汚染が防止されるとともに、装置各部の塗布液ミス
トによる汚染が常時抑制される。

【００１０】

【実施例】

＜１．第１実施例＞

【００１１】はじめに、この発明の第１実施例の装置に
ついて説明する。

【００１２】＜1-1 ．装置の全体構成＞

【００１３】図１は、第１実施例における回転式塗布装
置の断面図である。この回転式塗布装置では、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を介して回転台６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、この回転台６の上面側に基板支持用のピン１
４が複数本突設されて基板２裏面を支持するとともに、
回転台６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。

【００１４】また、回転台６の上方側では、上部回転板
１８が回転台６に支持された基板２と所定間隔を隔てた
上方位置に平行配置されている。なお、この上部回転板
１８は、図示しない昇降手段により上下方向に移動自在
であり、下降時には後述するスペーサ２０と嵌合して、
回転台６，スペーサ２０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。

【００１５】また、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、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
の外周側方に配置された外カップ２６とで構成されてい
る。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。

【００１６】さらに、内カップ２４の内側には、その内
周に沿って整流板５５と底板３５で構成される整流部材
が環状に配設されている。この整流部材は、その内部に
環状の排気通路４５を規定する。また整流部材は内カッ
プ２４の内周に沿って開口する開口部３２を有してお
り、排気通路４５はこの開口部３２を介してカップ２２
内の空間と連通している。さらに、底板３５には４箇所
に排気口３４が開口しており、この排気口３４には排気
管３０の一端が接続されている。排気管３０の内部に規
定される空間は、この排気口３４を介して排気通路４５
に連通している。排気管３０の他の一端は開閉バルブ３
９を介して吸引ポンプ３８へ接続されている。なお、底
板３５の内側には底板３１が一体に接続されており、こ
の底板３１と整流板５５とはともに一定の空隙をもって
回転台６の下面を覆っている。

【００１７】図２は、図１の回転式塗布装置の部分拡大
図である。同図に示すように、回転台６の上面の外周部
に環状のスペーサ２０が配置されている。そして、スペ
ーサ２０は回転台６と図示を省略する連結部材によって
連結して取り付けられ、回転台６とスペーサ２０との間
に余剰の塗布液を外部に流出するための流出経路４８が
形成されている。一方、上部回転板１８はピンＰのはめ
合いによってスペーサ２０に対して着脱自在となってお
り、上部回転板１８が下降してスペーサ２０に装着され
ると、これら回転台６，上部回転板１８及びスペーサ２
０とで基板２への塗布処理を行う半密閉空間Ｓが形成さ
れる。

【００１８】＜1-2 ．整流板洗浄機構の構成＞

【００１９】この装置は、整流板洗浄機構を備えてい
る。すなわち、図１および図２に示されるように、整流
部材を構成する底板３５には、洗浄液吐出ノズル５２が
設置されている。この洗浄液吐出ノズル５２は、排気口
３４の上方を覆うように設けられる整流部材の内壁、す
なわち整流板５５の内壁に向かって、洗浄液５３を噴出
口５２ａの先端から吐出する。洗浄液吐出ノズル５２に
は連結管５１の一端が接続されており、この連結管５１
の他の一端は開閉バルブ５０を介して洗浄液供給源４８
へ接続されている。洗浄液供給源４８が送出する洗浄液
５３は、開閉バルブ５０および連結管５１を通過して洗
浄液吐出ノズル５２へと供給される。

【００２０】図３は、洗浄液吐出ノズル５２の斜視図で
ある。洗浄液吐出ノズル５２は環状の本体部とその上面
に配列する噴出口５２ａとを有する。連結管５１の一端
はこの本体部の底面に開口しており、連結管５１から供
給される洗浄液５３は、本体部の内部に規定される環状
経路を通過した後、噴出口５２ａの先端部から吐出され
る。なお、図３に示す洗浄液吐出ノズル５２は、排気口
３４の内側に配設されている。

【００２１】＜1-3 ．装置の動作＞

【００２２】次に、上記のように構成された回転式塗布
装置の動作について説明する。まず、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。

【００２３】それに続いて、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。

【００２４】その後、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２０
に装着固定して、回転塗布の準備を完了する。そして、
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，スペーサ２０及び上部回転
板１８を一体的に高速回転させる（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２の点線に
示すように、遠心力Ｆにより塗布液の一部が余剰塗布液
として回転台６とスペーサ２０の隙間、つまり流出経路
４８を通過して、回転台６から周囲へ飛散する。飛散し
た余剰塗布液は、カップ２２によって捕捉されるので、
装置の外部へ飛散することはない。

【００２５】基板２への回転塗布が完了すると、回転台
６の回転を停止させる。その後、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から取り出す。

【００２６】基板２への処理が行われる間は、吸引ポン
プ３８が動作し、開閉バルブ３９が開状態に設定され
る。このため、カップ２２内の空気が、開口部３２、排
気通路４５、排気口３４、および排気管３０を順に通過
することによって排気される。カップ２２内の空気が排
気されるのにともなって、塗布液から蒸発した溶剤ガス
や塗布液ミストが排気除去される。このため、ミスト等
が装置の各部に付着し、乾燥・固化した後、これが塵埃
となって基板２を汚染することを抑制することができ
る。特に、整流部材が設けられているために、カップ２
２の内部の空気の排気がカップ２２の内周に開口する開
口部３２を介して行われるので、排気にともなう空気の
流れが回転台６の下面に回り込み難い。このため、ミス
ト等が回転台６の下面に付着することを抑えることがで
きるという利点がある。

【００２７】一方、排気通路４５を規定する整流板５５
の内壁は、ミスト等を含んだ排気に常時曝されるので、
この内壁にミスト等が付着し易い。先述の整流板洗浄機
構は、基板２の汚染をもたらす整流板５５の内壁への付
着物の除去を行うために設けられている。すなわち、１
枚ないし一定数量の基板２の処理が終了する毎に、ある
いは一連の基板２の処理が終了する毎に、整流板洗浄機
構を用いて整流板５５の内壁の洗浄が行われる。すなわ
ち、開閉バルブ５０を開放することにより、洗浄液５３
が洗浄液吐出ノズル５２へ供給する。その結果、洗浄液
５３が整流板５５の内壁へ吐出される。この洗浄液５３
は、整流板５５の内壁に浸潤し、この内壁に付着した塗
布液ミストなどの付着物５４を溶解する。洗浄液５３お
よび溶解した付着物５４は、開口部３２を通ってカップ
２２へと排出される。これによって、整流板５５の内壁
から付着物５４が洗浄・除去される。洗浄液５３および
付着物５４が、開口部３２へと容易に排出されるよう
に、整流板５５の上面は開口部３２に近いほど低くなる
ように傾斜している。

【００２８】また、図４のタイミング・チャートに示す
ように、開閉バルブ５０を開いて洗浄液５３を洗浄液吐
出ノズル５２へ供給するときには、開閉バルブ３９を閉
塞してカップ２２内の空気の排気を停止するのが望まし
い。このことによって、整流板５５の内壁を濡らす洗浄
液５３および溶解した付着物５４の開口部３２への排出
が、排気される空気の流れによって妨げられることを防
止し得る。

【００２９】このように、整流板５５の内壁の洗浄を適
宜実行することにより、整流板５５の内壁に付着した付
着物５４が乾燥固化する前に、この付着物５４を除去す
ることができる。このため、固化した付着物が、塵埃と
なって基板２を汚染するのを防止することができるのに
加えて、ミスト等が固化した付着物５４が排気通路４５
を狭めたりすることもないので、ミスト等をカップ２２
から排除する機能を常に正常に維持することができる。

【００３０】＜２．第２実施例＞

【００３１】図５は、洗浄液吐出ノズル５２における別
の構成例を示す平面図である。この例では、洗浄液吐出
ノズル５２は４個に分割されており、それぞれが排気口
３４の間に設置されている。また、連結管５１もそれぞ
れの底面に個別に接続されている。この構成では、洗浄
液吐出ノズル５２が排気口３４の間に設置されるので、
底板３５の幅を、排気口３４の直径と同程度に狭く設定
することができる。すなわち、整流部材を小型化し得る
という利点がある。一方、整流板５５の内壁の中で、排
気口３４の上方に相当する部分には洗浄液５３を十分に
供給することが困難になることが考えられるので、噴出
口５２ａの形状を、洗浄液を散布するようなものとする
のが望ましい。

【００３２】＜３．第３実施例＞

【００３３】図６は洗浄液吐出ノズル５２における更に
別の構成例を示す正面断面図である。この洗浄液吐出ノ
ズル５２は、排気口３４の外周部に設置されている点が
第１実施例の洗浄液吐出ノズル５２とは異なっている。
ミスト等の付着は、整流板５５の内壁の中で、開口部３
２に近い部分に最も多く発生する。このため、この実施
例のように、開口部３２に近い部分を集中的に洗浄する
ように洗浄液吐出ノズル５２を構成することによって、
洗浄の効率を高めることができる。ただし、開口部３２
から離れた領域の洗浄が不十分になり易いことが考えら
れるので、洗浄液５３が届かない領域については、別途
洗浄機構を設け、図６に示した洗浄液吐出ノズル５２に
よる洗浄よりは低い頻度で適宜洗浄を行うのが望まし
い。この目的のために、第１実施例の洗浄液吐出ノズル
５２と、この実施例の洗浄液吐出ノズル５２とを有する
２系統の洗浄機構を、開閉バルブ５０を互いに共有する
ことなく同時に設置しても良い。

【００３４】＜４．第４実施例＞

【００３５】図７は、洗浄液吐出ノズルの別の構成例を
示す部分断面斜視図である。この例における洗浄液吐出
ノズル５６は、洗浄液吐出ノズル５２と同様の環状の本
体部に、いわゆる扇状ノズル５６ａが配列されている。
扇状ノズル５６ａは、洗浄液５３を扇状に噴出する。こ
のため、この実施例では、洗浄液５３が整流板５５の内
壁の全周にわたって均等に吐出されるので、整流板５５
の全周にわたる均一な洗浄を比較的容易に行い得るとい
う利点がある。

【００３６】＜５．第５実施例＞

【００３７】図８は、洗浄液吐出ノズルのさらに別の構
成例を示す部分断面斜視図である。この例における洗浄
液吐出ノズル５７は、入手し易い円管に曲げ加工を施
し、両端部を互いに接続することによって形成される円
環状の形状をなす。この円環の下方に接続された連結管
５１から供給された洗浄液５３は、円環の中を通過した
後、上方に列状に形成された貫通孔５７ａから整流板５
５の内壁に向かって噴出する。

【００３８】＜６．変形例＞

【００３９】上述した回転式塗布装置は密閉型の装置で
あり、上部回転板１８備え、基板２の上方をこの上部回
転板１８で覆うことにより、半密閉空間Ｓの中で基板２
への塗布液の塗布を実行する。しかしながら、整流板５
５などの整流部材および洗浄液吐出ノズル５２などの整
流板洗浄機構は、上部回転板１８およびスペーサ２０に
よって空間Ｓを完全な密閉空間とする密閉型の装置、あ
るいはそれら上部回転板１８等を備えない上部開放型の
装置に対しても設置することが可能である。これらのと
きにも上述の実施例の装置と同様に、整流板５５の内壁
に付着するミスト等の付着物を溶解除去し、基板２の汚
染を防止するという効果を奏する。

【００４０】

【発明の効果】この発明の回転式塗布装置では、カップ
の内周部に形成された排気口を介し、整流板の近傍から
カップ内の空気が排気され、洗浄液ノズルによって、整
流板の内壁に付着したミストを洗浄し除去することがで
きる。このため、整流板の内壁におけるミストの固化を
防止し得るとともに、整流板、排気手段の正常な機能が
常時保証される。その結果、この発明の装置は、整流板
自体の汚染が抑制でき、整流板の内壁に付着・固化した
ミストによる基板の汚染を防止できるとともに、整流板
の汚染で排気が妨げられることもないので、装置各部の
塗布液ミストによる汚染を常時抑制できるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる回転式塗布装置の一実施例を
示す正面断面図である。

【図２】図１の回転式塗布装置の部分拡大断面図であ
る。

【図３】図１の回転式塗布装置の洗浄液吐出ノズルの斜
視図である。

【図４】図１の回転式塗布装置の２つの開閉バルブの動
作を示すタイミング・チャートである。

【図５】別の実施例における洗浄液吐出ノズルの平面図
である。

【図６】さらに別の実施例にける回転式塗布装置の部分
拡大断面図である。

【図７】さらに別の実施例における洗浄液吐出ノズルの
平面図である。

【図８】さらに別の実施例における洗浄液吐出ノズルの
平面図である。

【図９】従来の回転式塗布装置の正面断面図である。

【図１０】図１０の従来の回転式塗布装置の部分拡大断
面図である。

【符号の説明】

２基板６回転台２２カップ３０排気管３２開口部３４排気口３５底板４５排気通路５２洗浄液吐出ノズル５３洗浄液５５整流板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者美作昌宏京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05C 7/00 - 21/00 G03F 7/16 502 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を回転させつつ当該基板の表面に塗
布液を塗布する回転式塗布装置であって、基板を水平支持した状態で回転させる回転台と、回転台の外周側方を取り囲む外周部と、回転台の回転中
心近傍において回転台下面を取り囲む内周部とを有し、
基板表面に供給された塗布液の外部への飛散を防止する
カップと、カップの内周部に開口する排気口を有し、カップ内の排
気を行う排気手段と、カップの内周部に形成された排気口を覆うようにカップ
の内周部に近接して配置され、かつカップ内に開口する
開口部が形成された整流板と、整流板とカップの内周部とによって囲まれる領域に配置
され、整流板の内壁に向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノ
ズルと、を備える回転式塗布装置。