JP3099054B2 - 塗布装置及びその方法 - Google Patents

塗布装置及びその方法

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JP3099054B2 JP06242227A JP24222794A JP3099054B2 JP 3099054 B2 JP3099054 B2 JP 3099054B2 JP 06242227 A JP06242227 A JP 06242227A JP 24222794 A JP24222794 A JP 24222794A JP 3099054 B2 JP3099054 B2 JP 3099054B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は塗布装置及びその方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとしている課題】一
般に、液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の製造工程
においては、ＬＣＤ基板（ガラス基板）上に例えばＩＴ
Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の薄膜や電極
パターン等を形成するために、半導体製造工程において
用いられるものと同様なフォトリソグラフィ技術を用い
て回路パターン等を縮小してフォトレジストに転写し、
これを現像処理する一連の処理が施される。
【０００３】例えば、被処理基板として矩形状のＬＣＤ
基板を、洗浄装置にて洗浄した後、ＬＣＤ基板にアドヒ
ージョン処理装置にて疎水化処理を施し、冷却処理装置
にて冷却した後、レジスト塗布装置にてフォトレジスト
膜すなわち感光膜を塗布形成する。そして、フォトレジ
ストを加熱処理装置にて加熱してベーキング処理を施し
た後、露光装置にて所定のパターンを露光する。そし
て、露光後のＬＣＤ基板を現像装置にて現像液を塗布し
て現像した後にリンス液により現像液を洗い流し、現像
処理を完了する。
【０００４】上述のレジスト塗布を行う場合、ＬＣＤ基
板等の被処理基板の表面に例えばスピンコーティング法
によってレジスト液を塗布する処理が行われる。本発明
は、この種の塗布装置において新規な技術を提供するこ
とにあり、その目的は、回転容器の蓋体を閉じたまま塗
布液を被処理基板に供給できる塗布装置を提供するこ
と、回転載置台と回転容器との間のシール部が擦れるこ
とのない塗布装置を提供すること、回転容器内の塗布液
の固着を軽減できる塗布方法を提供することなどにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明装置は、上面が被
処理基板の搬出入口をなす回転カップと前記搬出入口を
閉塞する蓋体とからなる回転容器と、前記回転容器内に
回転自在に設けられ、被処理基板を載置する回転載置台
と、を備え、回転載置台の上に被処理基板を載せて、被
処理基板表面に塗布液を供給すると共に回転載置台と回
転容器とを回転させ、これにより被処理基板上に塗布膜
を形成する塗布装置において、前記回転容器の蓋体の中
心部に、被処理基板表面に塗布液を供給する塗布液供給
部を、当該蓋体に対して回転自在に設けたことを特徴と
する。この発明において、回転容器の内面に洗浄液を吹
き付けるための洗浄液供給部を設けてもよい。洗浄液供
給部は、前記回転容器の蓋体の中心部に当該蓋体に対し
て回転自在に設けるようにしてもよい。また回転容器と
回転載置台とは、例えば回転載置台が回転容器の底壁に
密着した状態で共通の回転軸により同じ回転速度で回転
する。また本発明方法は、上面が被処理基板の搬出入口
をなす回転カップと前記搬出入口を閉塞する蓋体とから
なる回転容器と、この回転容器の中に位置し、昇降及び
回転自在な回転載置台と、を備え、回転載置台の上に被
処理基板を載せて、被処理基板表面に塗布液を供給し、
回転載置台と回転容器とを回転させ、これにより被処理
基板上に塗布膜を形成する塗布方法において、前記回転
容器に設けた洗浄液供給部よりの洗浄液により回転容器
の内面を濡らしておく工程と、次いで、前記回転容器の
蓋体の中心部に当該蓋体に対して回転自在に設けられた
塗布液供給部よりの塗布液により被処理基板表面を塗布
する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
【作用】被処理基板が回転載置台に受け渡され、前記開
口部が蓋体により閉じられた後、塗布液供給部から被処
理基板上に塗布液が供給され、回転容器と回転載置台と
が回転して塗布液のスピンコーティングが行われる。そ
の後所定枚数の被処理基板の塗布処理が行われた後、回
転容器に設けられた洗浄液供給部から回転容器の内面に
向けて洗浄液を噴射しながら回転容器と回転載置台とを
回転させて回転容器内面の洗浄を行う。 また回転容器の
内面を洗浄液で予め濡らしておけば、塗布液が回転容器
の内面に付着しにくくなるので、塗布液の固着が軽減さ
れ、容器の洗浄作業の頻度を少なくできる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の実施例に係る塗布装置であ
り、図中２は、上面が開口し、垂直軸を中心に回転自在
な回転カップである。この回転カップ２の上面開口部２
Ａには、この開口部を開閉するための蓋体２１が設けら
れている。回転カップ２の底面中央部には開口部２２が
形成されており、その開口縁には、回転カップ２を回転
するための回転筒２３の上縁が接続されている。なおこ
の実施例では、回転カップ２及び蓋体２１は回転容器を
なすものである。
【０００８】前記回転カップ２内には、上記垂直軸を中
心に回転自在な回転載置台例えばスピンチャック３が、
周縁部裏面で回転カップ２の底面の開口部２２をＯリン
グ等のシール部材３０によりシールし塞ぐように設けら
れている。このスピンチャック３は例えばエアシリンダ
よりなる昇降機構３１により昇降する昇降軸３２の頂部
に取り付けられており、昇降軸３２はスプライン軸受け
３３により軸受けされている。前記スプライン軸受け３
３と回転筒２３との間には中間リング３４が介装されて
おり、スプライン軸受け３３と回転筒２３とは中間リン
グ３４により一体化して回転する。この例ではスプライ
ン軸受け３３と中間リング３４とは接続手段をなすもの
である。なお、前記中間リング３４は、図示しない軸受
等からなる構成部材により装置本体に、回転可能に取付
けられている。
【０００９】前記回転筒２３の外周面には従動プーリ４
１が周設されており、この従動プーリ４１には、スピン
モータ４２に連結された駆動プーリ４３によって駆動さ
れるベルト４４が掛け渡されている。従ってスピンモー
タ４２により回転筒２３と昇降軸３２とが一体的に回転
し、また昇降軸３２は昇降機構３１によりスプライン軸
受け３３を介して回転筒２３に対して昇降できることと
なる。前記スピンチャック３は上面部にバキュームチャ
ックを備えていて被処理基板１０例えばＬＣＤ基板（液
晶ディスプレイ用のガラス基板）をチャックする機能を
有しており、昇降軸３２内に形成された図示しないバキ
ューム通路は、昇降軸３２のバキュームシール部３５を
介して外部の図示しないバキュームラインに接続されて
いる。
【００１０】一方前記蓋体２１の中心部には、塗布液で
あるレジスト液及び洗浄液を供給するための管状体５が
ベアリング５０を介して蓋体２１に対して回転チャック
２の回転軸の回りに相対的に回転できるように装着され
ており、ベアリング５０の内方側の取り付け用筒部５０
ａの中に着脱自在に嵌入されている。この管状体５は図
２に示すように外管５１及び内管５２よりなる二重管構
造として構成されており、外管５１と内管５２との間の
空間は図示しないレジスト液の液溜容器に接続されてレ
ジスト液の供給路を構成している。また内管５２は図示
しない洗浄液例えばシンナーの液溜容器に接続されて洗
浄液の供給路を構成し、その先端の洗浄液供給部をなす
ノズルには、回転カップ２の側周内面の上部から下部に
亘って洗浄液を噴射するように複数の噴射孔５３が形成
されている。
【００１１】前記蓋体２１は、図３に示すように昇降部
２４により昇降するアーム２５に装着されており、アー
ム２５の昇降により上面開口部２Ａが開閉されるように
構成されている。なお前記管状体５の途中一部は例えば
このアーム２５に固定される。また、被処理基板１０の
搬入搬出用に搬送アーム１００が別途設けられており、
スピンチャック３と被処理基板の搬送アーム１００との
間の被処理基板１０の受け渡しは、蓋体２１が上昇し上
面開口部２Ａが開いたときにスピンチャック３が昇降手
段３１により回転カップ２の上面より上方に上昇し、ア
ーム１００がスピンチャック３にチャッキングされた被
処理基板１０の下面より低いレベルでスピンチャック３
側に進入することにより行われる。
【００１２】前記回転カップ２の外側には、回転カップ
２を囲むようにドレンカップ６が図示しない固定部に固
定して設けられており、このドレンカップ６は、回転カ
ップ２の底部外縁の排液孔２６から排出された排液を外
部に排出するドレン孔６１と、径方向に向かって屈曲し
た通路が形成された環状の排気路６２と、この排気路６
２に連通し、例えば周方向に４個所形成され、前記排気
路６２に連通すると共に図示しない排気装置に接続され
る排気口６３と、ドレンカップ本体の上部に放射状に形
成された複数の排気路６４とを有している。
【００１３】次に上述装置の作用について述べる。先ず
図３に示したように蓋体２１を回転カップ２から上昇さ
せて開いておき、スピンチャック３を上昇させて搬送ア
ーム１００から被処理基板１０例えばＬＣＤ基板をスピ
ンチャック３に受け渡し、スピンチャック３にバキュー
ム吸着させる。続いてスピンチャック３を降下させてス
ピンチャック３を回転カップ２の底部にシール部材３０
を介して密着させ、これにより回転外筒２３の内部空間
と回転カップ２の内部空間との間をシールし、図４
（ａ）に示すように被処理基板１０の上方の管状体５か
ら塗布液であるレジスト液Ｒを被処理基板１０の中央部
に所定量滴下する。
【００１４】そしてモータ４２（図１参照）を駆動する
と、ベルト４４により回転筒２３が回転すると共に、そ
の回転が中間リング３４及びスプライン軸受け３３を介
して昇降軸３２に伝達されるので、昇降軸３２も回転す
る。従って回転カップ２とスピンチャック３とが同じ回
転速度で同期して回転し、被処理基板１０上のレジスト
液が遠心力により引き伸ばされて被処理基板１０の表面
をコーティングし、これにより所定の膜厚の塗布膜であ
るレジスト層が形成される。
【００１５】その後回転カップ２（スピンチャック３）
の回転を止め、蓋体２１を開き、スピンチャック３を上
昇させて搬送アーム１００（図３参照）に被処理基板１
０を受け渡し、その後新しい被処理基板１０をスピンチ
ャック３に搬送する。こうして所定枚数の被処理基板例
えば１カセット分２５枚の被処理基板の塗布処理が終了
した後回転カップ２内を洗浄する。この洗浄工程は、図
４（ｂ）に示すように管状体５の内管５２内を通ってき
た洗浄液を噴射孔５３より噴射しながら回転カップ２を
スピンチャック２と共に回転させて行われる。即ち洗浄
液例えばシンナーは噴射孔５３より回転している回転カ
ップ２の内面に向けて点線のように噴射される。噴射孔
５３は前記内面の上縁から下縁に亘って洗浄液が噴射さ
れるように設定されるため、内面の全面に亘って洗浄液
により濡らされ、スピンコーティング時に飛散して回転
カップ２の内面に付着し固化したレジストが溶かされて
内面に沿って流れ落ち、排液孔２６及びドレンカップ６
のドレン孔６１を介して外部に排出される。
【００１６】このように蓋体２１に洗浄液供給部（この
例では管状体５の内管５２の先端部であるノズル）を設
ければ、回転カップ２の下方側に洗浄管状体を配管する
ための固定部分が不要であり、従って回転カップ２とス
ピンチャック３との回転軸を分離してその間に固定カラ
ーを介在させるという構成とせずに両回転軸を一体的な
ものとできる。このため回転軸に係る構造を簡素化でき
ると共に、回転カップ２及びスピンチャックの重量の差
にかかわらずつまり慣性モーメントの差にかかわらず回
転軸を共通化して共通のベルト４４により両方共常に同
じ速度で回転するので、回転カップ２及びスピンチャッ
ク３の間をシールしているシール部材３が擦れてパーテ
ィクルが発生することがない。
【００１７】以上において洗浄液供給部を塗布液供給部
とは別に設けてもよく、例えば洗浄液供給管と塗布液供
給管とを同心状とすることなく並べて設けてもよいし、
また塗布液の供給管の先端部を分岐して複数のノズルを
噴射方向を変えて設けてもよい。そして回転カップ２の
洗浄のタイミングは１カセット毎に限らず例えば複数カ
セット毎でもよいし、１枚の被処理基板のコーティング
が終了する度毎であってもよい。
【００１８】ここで本発明では塗布を行う前に洗浄液で
回転カップ２の内面を濡らしておくことが好ましく、こ
のようにすれば塗布処理時にレジスト液が回転カップ２
の内面に付着しても、洗浄液により溶かされて流れ落ち
るので、固着するレジスト液の量が少なくなり、この結
果固着したレジスト液の剥離によるパーティクルの発生
が少なくなるし、また洗浄の頻度を少なくすることがで
きる。この場合上述実施例のように蓋体２１に洗浄液供
給部を設ければ、スピンチャック３を回転カップ２の底
面に密着した位置に置いたまま、洗浄液により回転カッ
プ２の内面を濡らす工程と塗布工程とを続けて行うこと
ができるので、洗浄液により濡らす工程を取り入れたこ
とによる時間の消費は極めて小さく、スループットの低
下を防止できる。なお洗浄液により濡らす工程は、枚葉
毎に行ってもよいし、複数枚の被処理基板の塗布処理終
了後に行ってもよい。
【００１９】上述の塗布装置は単独の装置として使用で
きるが、例えば図５に示すＬＣＤ基板の塗布・現像処理
装置に組み込んで使用することができる。図５において
７１はキャリアステージであり、このキャリアステージ
には、処理前の基板が複数枚収納されるキャリアＣ１及
び処理後の基板が収納されるキャリアＣ２が載置され
る。７２は搬出入ピンセット、７３、７４は基板搬送用
のメインアーム、７５は受け渡し台である。
【００２０】メインアーム７３または７４の搬送路の両
側には、ブラシ洗浄部８１、ジェット水洗部８２、本発
明に係る塗布装置８３、アドヒージョン処理部８４、冷
却処理部８５及び加熱処理部８６、現像処理部８７が設
けられており、塗布・現像処理装置の右端部側には搬出
入ピンセット９１受け渡し台９２を介して露光装置９３
が連結されている。
【００２１】上記のように構成される塗布・現像処理装
置において、カセットＣ１内に収容された未処理の基板
は搬出入ピンセット７２によって取出された後、メイン
アーム７３に受け渡され、そして、ブラシ洗浄部８１内
に搬送される。このブラシ洗浄部８１内にてブラシ洗浄
された基板は必要に応じて引続いてジェット水洗浄部８
２内にて高圧ジェット水により洗浄される。この後、基
板は、アドヒージョン処理部８４にて疎水化処理が施さ
れ、冷却処理部８５にて冷却された後、塗布装置８３に
てフォトレジスト膜すなわち感光膜が塗布形成される。
そして、この後フォトレジストが加熱処理部８６にて加
熱されてプリベーキング処理が施された後、露光装置９
３にて所定のパターンが露光される。そして、露光後の
基板は現像処理部８７内へ搬送され、現像液により現像
された後にリンス液により現像液を洗い流し、現像処理
を完了する。
【００２２】なお、上記説明の塗布・現像処理装置にお
いて、冷却処理部８５、加熱処理部８６に図示しない紫
外線照射機構を設け、基板に紫外線を照射することによ
り基板に付着している異物例えば有機物を酸化除去する
ように構成してもよい。紫外線の照射は、各処理の前、
後、処理中あるいは連続して行う。
【００２３】冷却処理後の基板表面に有機物が付着して
いると、例えば次の工程である塗布処理において塗布む
ら発生の一原因となり均一塗布が阻害される。また、プ
リベーキング処理後の基板表面に有機物が付着している
と、次の工程である露光処理において露光むら発生の一
原因となり現像後のレジストパターン欠陥が発生したり
する。上記紫外線照射により異物を除去しておくことに
より上記不具合を解消することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、回転容器の蓋体を閉じ
たまま塗布液を被処理基板に供給する ことができる。ま
た被処理基板の塗布処理時に飛散して回転カップ内に付
着した塗布液を洗浄することができる。そして回転容器
と回転載置台とを密着させて同じ速度で回転させる場合
には共通の回転軸を使用できるので回転容器と回転載置
台との間のシール部が擦れてパーティクルが発生すると
いうおそれはない。また本発明方法によれば回転容器の
内面を予め洗浄液で濡らしているため、塗布液の固着が
軽減され、例えば洗浄の頻度を少なくすることができ、
この場合本発明装置を用いれば洗浄液で濡らす工程を取
り入れたことによる洗浄時間の消費を抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る塗布装置の全体構成を示
す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る塗布装置の要部を示す断
面図である。
【図３】本発明の実施例に係る塗布装置の蓋体の開閉及
び被処理体の受け渡しを説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る塗布装置の作用を示す説
明図である。
【図５】本発明の塗布装置を組み込んだ塗布・現像処理
装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２ 回転カップ ２１ 蓋体 ２３ 回転筒 ３ スピンチャック ３０ シール部 ３２ 昇降軸 ３４ 中間リング ４１ 従動プーリ ４４ ベルト ５ 管状体 ５１ 外管 ５２ 内管 ５３ 洗浄液の噴射孔 ６ ドレインカップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−190326（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−132263（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−171480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 B05C 5/00 101 B05D 1/40 G03F 7/16 502 B05C 11/08

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面が被処理基板の搬出入口をなす回転
    カップと前記搬出入口を閉塞する蓋体とからなる回転容
    器と、前記回転容器内に回転自在に設けられ、被処理基
    板を載置する回転載置台と、を備え、回転載置台の上に
    被処理基板を載せて、被処理基板表面に塗布液を供給す
    ると共に回転載置台と回転容器とを回転させ、これによ
    り被処理基板上に塗布膜を形成する塗布装置において、 前記回転容器の蓋体の中心部に、被処理基板表面に塗布
    液を供給する塗布液供給部を、当該蓋体に対して回転自
    在に設けたことを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項２】 回転容器の内面に洗浄液を吹き付けるた
    めの洗浄液供給部を設けたことを特徴とする請求項１記
    載の塗布装置。
  3. 【請求項３】 回転容器と回転載置台とは、回転載置台
    が回転容器の底壁に密着した状態で共通の回転軸により
    同じ回転速度で回転することを特徴とする請求項１また
    は２記載の塗布装置。
  4. 【請求項４】 回転載置台と回転容器との間に当該回転
    載置台と回転容器との間をシ−ルするためのシ−ル部材
    を設け、 前記回転容器の下部に設けられた回転筒とこの回転筒の
    中に設けられた回転載置台の軸とが一緒に回転するよう
    に構成したことを特徴とする請求項３記載の塗布装置。
  5. 【請求項５】 洗浄液供給部は、前記回転容器の蓋体の
    中心部に当該蓋体に対して回転自在に設けられたことを
    特徴とする請求項２、３または４記載の塗布装置。
  6. 【請求項６】 塗布液供給部における塗布液供給路と洗
    浄液供給部における洗浄液供給路とは共通の管状体の中
    に設けられたことを特徴とする請求項５記載の塗布装
    置。
  7. 【請求項７】 塗布液供給部における塗布液供給路と洗
    浄液供給部における洗浄液供給路とは並設されているこ
    とを特徴とする請求項５記載の塗布装置。
  8. 【請求項８】 洗浄液供給部は先端部に複数の噴射孔を
    備えたことを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに
    記載の塗布装置。
  9. 【請求項９】 上面が被処理基板の搬出入口をなす回転
    カップと前記搬出入口を閉塞する蓋体とからなる回転容
    器と、この回転容器の中に位置し、昇降及び回転自在な
    回転載置台と、を備え、回転載置台の上に被処理基板を
    載せて、被処理基板表面に塗布液を供給し、回転載置台
    と回転容器とを回転させ、これにより被処理基板上に塗
    布膜を形成する塗布方法において、 前記回転容器に設けた洗浄液供給部よりの洗浄液により
    回転容器の内面を濡らしておく工程と、 次いで、前記回転容器の蓋体の中心部に当該蓋体に対し
    て回転自在に設けられた塗布液供給部よりの塗布液によ
    り被処理基板表面を塗布する工程と、 を含むことを特徴とする塗布方法。
  10. 【請求項１０】 所定数の被処理基板に対して塗布膜の
    形成を行った後、洗浄液により回転容器の内面を洗浄す
    ることを特徴とする請求項９記載の塗布方法。
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